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Treibhausgas-Emissionen in Deutschland

<p> <p>Die Treibhausgas-Emissionen in Deutschland sind 2024 gegenüber dem Vorjahr um 3,4 Prozent gesunken. Das entspricht einer Minderung um 48,2 Prozent im Vergleich zum internationalen Referenzjahr 1990.</p> </p><p>Die Treibhausgas-Emissionen in Deutschland sind 2024 gegenüber dem Vorjahr um 3,4 Prozent gesunken. Das entspricht einer Minderung um 48,2 Prozent im Vergleich zum internationalen Referenzjahr 1990.</p><p> Emissionsentwicklung <p>In Deutschland konnten die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/13215">Treibhausgas-Emissionen</a> seit 1990 deutlich vermindert werden. Die in <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/kohlendioxid-aequivalente">Kohlendioxid-Äquivalente</a> umgerechneten Gesamt-Emissionen (ohne Kohlendioxid-Emissionen aus <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/landnutzung">Landnutzung</a>, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/landnutzungsaenderung">Landnutzungsänderung</a> und Forstwirtschaft) sanken bis 2024 um rund 603 Millionen Tonnen (Mio. t) oder 48,2 %. Für das Jahr 2024 wurden Gesamt-Emissionen in Höhe von 649 Mio. t berichtet. Die Emissionen sinken um 3,4 % gegenüber dem Jahr 2023.</p> <p>Die deutlichsten Minderungen gab es in der <em>Energiewirtschaft</em>, was auf einen geringeren Einsatz fossiler Brennstoffe zur Erzeugung von Strom und Wärme zurückzuführen ist. Besonders stark war dieser Rückgang beim Einsatz von Braun- und Steinkohle sowie bei Erdgas. Gründe hierfür sind unter anderem die deutlich gesunkene Kohleverstromung, der konsequente Ausbau der erneuerbaren Energien und ein Stromimportüberschuss bei gleichzeitig gesunkener Energienachfrage. Weitere Treiber waren sinkende Emissionen im <em>Verarbeitenden Gewerbe</em>, Energieeinsparungen in Folge von höheren Verbraucherpreisen sowie die milden Witterungsverhältnisse in den Wintermonaten. Deutliche Minderungen gab es auch in den <em>Industrieprozessen</em> und bei <em>Haushalten und Kleinverbrauchern</em> (siehe folgende Abbildung und Tabellen).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_thg-emissionen-seit-1990-nach-gasen_2025-05-26.png"> </a> <strong> Treibhausgas-Emissionen in Deutschland seit 1990 nach Gasen </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_thg-emissionen-seit-1990-nach-gasen_2025-05-26.png">Bild herunterladen</a> (415,86 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_thg-emissionen-seit-1990-nach-gasen_2025-05-26.pdf">Diagramm als PDF</a> (145,66 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_tab_emi-direkt-indirekt-thg_2025-05-26.png"> </a> <strong> Tab: Emissionen von direkten und indirekten Treibhausgasen und von Schwefeldioxid </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_tab_emi-direkt-indirekt-thg_2025-05-26.png">Bild herunterladen</a> (69,63 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_tab_emi-direkt-indirekt-thg_2025-05-26.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung</a> (60,16 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_tab_red-emi-direkt-indirekt_2025-05-26.png"> </a> <strong> Tab: Reduktion der Emissionen von direkten und indirekten Treibhausgasen und von Schwefeldioxid </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_tab_red-emi-direkt-indirekt_2025-05-26.png">Bild herunterladen</a> (70,99 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_tab_red-emi-direkt-indirekt_2025-05-26.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung</a> (60,12 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Entwicklung der Treibhausgase Kohlendioxid, Methan, Distickstoffoxid <p>Die <em>Kohlendioxid</em> (CO2)-Emissionen werden fast ausschließlich durch Verbrennungsprozesse verursacht (&gt; 90 %). Insgesamt sanken die geschätzten Kohlendioxid-Emissionen im Jahr 2024: die Am stärksten sanken die Emissionen in der Energiewirtschaft (-9,0 % gegenüber dem Vorjahr). Bei den Haushalten und Kleinverbrauchern (-2,0%), dem im Verkehr (-1,5&nbsp;%) und in der Landwirtschaft (-6,3&nbsp;%) sanken die Emissionen. Beim Verarbeitenden Gewerbe (+0,1&nbsp;%) und den Industrieprozessen (+1,0&nbsp;%) stiegen die Emissionen nach einem schwachen Vorjahr leicht, blieben aber deutlich unter dem Niveau des vorletzten Jahres.</p> <p>Die <em>Methan</em> (CH4)-Emissionen wurden zwischen 1990 und 2009 etwa halbiert. Die Emissionen sanken seit 1990 fast jedes Jahr, bis auf 43,9 Millionen Tonnen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/kohlendioxid-aequivalente">Kohlendioxid-Äquivalente</a> im Jahr 2024. Grund für den starken Rückgang ist vor allem die seit 1990 stark fallende Trends der Diffusen Emissionen (-95 %) und der Abfallwirtschaft (-90 %). Die große verbleibende Quelle ist die Landwirtschaft mit fast 76 % Anteil an den Gesamtemissionen des Jahres 2024.</p> <p><em>Die Emissionen von Distickstoffoxid</em> (N2O) sanken bis 2024 geschätzt um ca. 54,4 %. Hauptverursacher waren im Jahr 1990 zu 47 % die Landwirtschaft und zu 40 % die Industrieprozesse. Die massive Reduktion der industrielen Lachgas-Emissionen zwischen 1990 und 2024 (-98,2 %) führt dazu, dass die Landwirtschaft in den letzten Jahren die Gesamt-Emissionen dominiert (77,0% Anteil) (siehe Abb. „Trend der Emissionen von Kohlendioxid, Methan und Distickstoffoxid“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/5_abb_trend-emi_2025-05-26.png"> </a> <strong> Trend der Emissionen von Kohlendioxid, Methan und Distickstoffoxid </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_abb_trend-emi_2025-05-26.pdf">Diagramm als PDF (123,95 kB)</a></li> </ul> </p><p> Entwicklung der F-Gase – (teil-)fluorierte Kohlenwasserstoffe, Schwefelhexafluorid und Stickstofftrifluorid <p>Die Emissionen der <em>fluorierten Treibhausgase</em> sind seit 1995 gesunken. Im Jahr 1995 überstiegen die Emissionen bei der Herstellung die aus der Verwendung um nahezu das Doppelte. Zwischen 1995 und 2000 sind die Emissionen von fluorierten Treibhausgasen deutlich gemindert worden. Die Emissionen sind von 2003 bis 2017 kontinuierlich gestiegen, zeigen aber nun einen deutlichen Abwärtstrend. Grund dafür sind wirksame gesetzliche Regelungen, welche die Verwendung der F-Gase limitieren<strong>.</strong> Hauptursache für die starke Zunahme war der vermehrte Einsatz von fluorierten Treibhausgasen als Kältemittel. Minderungen wurden hauptsächlich bei der Herstellung von Primäraluminium, Halbleitern, der auslaufenden Anwendung in Autoreifen, der Produktion von Schallschutzscheiben und bei Anlagen zur Elektrizitätsübertragung erreicht. Allerdings nehmen die Emissionen aus der Entsorgung von Schallschutzscheiben seit 2006 sichtbar zu, da die angenommene Lebenszeit dieser Scheiben erreicht wird. In Zukunft ist damit zu rechnen, dass die F-Gas-Emissionen, insbesondere die HFKW-Emissionen, durch die Umsetzung der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/11920">Verordnung (EU) Nr. 517/2014</a> weiter abnehmen. Wichtigstes Instrument der Verordnung ist die schrittweise Begrenzung der Verkaufsmengen von HFKW bis 2030 auf ein Fünftel der heutigen Verkaufsmengen. Dies wird sich zeitversetzt auf die Höhe der Emissionen auswirken. Die Schwefelhexafluorid-Emissionen aus der Entsorgung von Schallschutzscheiben werden jetzt kontinuierlich sinken (siehe Abb. „Anteile der Treibhausgase an den Emissionen“ und Tab. „Reduktion der Emissionen von direkten und indirekten Treibhausgasen und von Schwefeldioxid gegenüber dem Vorjahr“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/6_abb_anteile-thg-emi_2025-05-26.png"> </a> <strong> Anteile der Treibhausgase an den Emissionen </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/6_abb_anteile-thg-emi_2025-05-26.png">Bild herunterladen</a> (449,20 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_abb_anteile-thg-emi_2025-05-26.pdf">Diagramm als PDF</a> (281,95 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/7_tab_thg-emi-vorjahr_2025-05-26.png"> </a> <strong> Tab: Reduktion der Emissionen von direkten und indirekten THG und von Schwefeldioxid gegenüber ... </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/7_tab_thg-emi-vorjahr_2025-05-26.png">Bild herunterladen</a> (69,25 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/7_tab_thg-emi-vorjahr_2025-05-26.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung</a> (55,53 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Treibhausgas-Emissionen nach Kategorien <p>Die mit 83,4 % im Jahr 2024 bedeutendste Quelle von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/treibhausgas">Treibhausgas</a>-Emissionen ist die Verbrennung fossiler Brennstoffe (siehe Tab. „Emissionen ausgewählter Treibhausgase in Deutschland nach Kategorien“). Insgesamt nahmen die <em>energiebedingten Emissionen</em> aller Treibhausgase zwischen 1990 und 2024 um 48 % ab. Die darin enthaltenen <em>Diffusen Emissionen aus Brennstoffen</em> sanken im gleichen Zeitraum sogar um 92 %.</p> <p>Die <em>Industrieprozesse</em> sind mit einem Anteil an den Gesamt-Emissionen von ca. 7 % die bedeutendste der anderen Kategorien. Die Emissionen des Jahres 2024 sanken gegenüber 1990 um knapp 50 %.</p> <p>Die <em>Landwirtschaft</em> liegt in der gleichen Größenordnung (Anteil 8,3 %), die Emissionen des Jahres 2024 sanken gegenüber 1990 jedoch nur um 26,8 %.</p> <p>Die deutlichste relative Minderung der Treibhausgas-Emissionen (-87,1 %) trat in der <em>Abfallwirtschaft</em> auf, so dass der Anteil an den Gesamt-Emissionen 2024 nur noch 0,8 % betrug.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/8_tab_thg-emi-kat_2025-05-26.png"> </a> <strong> Tab: Emissionen ausgewählter Treibhausgase in Deutschland nach Kategorien ... </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/8_tab_thg-emi-kat_2025-05-26.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung (93,13 kB)</a></li> </ul> </p><p> Nationale und europäische Klimaziele <p>Informationen zu den deutschen Klimazielen finden Sie im Artikel&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/klima/treibhausgasminderungsziele-deutschlands"><strong>Treibhausgasminderungsziele Deutschlands</strong></a></p> <p>Informationen zu den europäischen Klimazielen finden Sie im Artikel&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/klima/europaeische-energie-klimaziele"><strong>Europäische Energie- und Klimaziele</strong></a></p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Aktivmaterialien aus gepressten Spänen - Entwicklung eines neuen Verfahrens zur Herstellung eines Aktivmaterials für elektrische Maschinen aus recycelten Blechabfällen

Zielsetzung: In diesem Forschungsvorhaben soll ein neuartiges, recyceltes Aktivmaterial aus einer Stahllegierung für elektrische Maschinen (EMn) mithilfe eines innovativen, nachhaltigen Herstellungsverfahrens entwickelt werden. Die Grundidee des Projekts besteht darin, eine Recyclingroute für Blechpakete aus ausgemusterten Statoren und Rotoren von EMn sowie für den bei der Herstellung neuer Blechpakete anfallenden Blechschrott zu etablieren. Diese neue Recyclingroute zeichnet sich dadurch aus, dass die für neue EMn benötigten Statoren und Rotoren durch das Verpressen von Metallspänen hergestellt werden – anstelle des üblichen Weges über Verschrottung, Einschmelzen, Stranggießen sowie anschließendes Warm- und Kaltwalzen. Die Antragsteller verfolgen das Konzept, sämtlichen Schrott zu zerkleinern, die entstehenden Späne chemisch zu beschichten und anschließend durch ein Umformverfahren in die finale Geometrie von Stator- und/oder Rotorbauteilen zu verpressen. Das gepresste Bauteil kann dann als Aktivmaterial oder als Teil davon, z.?B. in einem EM oder in Transformatoren, eingesetzt werden. Fazit: Das gepresste Bauteil kann anschließend als Aktivmaterial oder als Teil davon verwendet werden, z.?B. in einer elektrischen Maschine (EM) oder in Transformatoren. Der daraus resultierende neuartige Werkstoff „Compacted Chip Magnetic Composite“ (CCMC) besteht aus recycelten, isolierten Blechspänen und ähnelt damit den heute bekannten weichmagnetischen Pulververbundwerkstoffen (SMC – Soft Magnetic Composites). Zur Validierung dieser Idee wird der Einfluss verschiedener Spangeometrien, deren Isolierung sowie weiterer Prozess- und Systemparameter im Herstellungsprozess untersucht. Die Ergebnisse dieser Forschung sollen dazu beitragen, den Einsatz von recyceltem Blechschrott in der Elektromobilität und anderen Anwendungen (z.?B. Transformatoren und/oder andere elektrische Maschinen zur Magnetfeldinduktion) zu verbessern und die Nachhaltigkeit von EMn zu erhöhen. Gelingt es, den Energiebedarf für das Recycling von EMn deutlich zu senken, kann dies einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks zukünftiger elektrischer Maschinen leisten. Die in den Kreislauf zurückgeführten Motorkomponenten helfen dabei, den Verbrauch nicht erneuerbarer Rohstoffe sowie den Energiebedarf, die CO2-Emissionen und den Wasserverbrauch zu verringern.

GreenDots - Umweltfreundliche Nanokristall-Materialien für Optoelektronische Anwendungen

Spezial Extrusionsverfahren im Einsatz für medizintechnische Halbzeuge (EXT4Med)

Die Mitsubishi Chemical Advanced Materials GmbH stellt in Vreden (Nordrhein-Westfalen) thermoplastische Werkstoffe unter anderem für die Medizintechnik her. Sie ist eine Tochter des japanischen Konzerns „Mitsubishi Chemical Corporation“. Das Unternehmen stellt dabei unter anderem medizintechnische Produkte aus Polyethylen her. Beim bisher üblichen Herstellungsverfahren für diese Produkte kommt es in der Fertigung zu erheblichem Nachbearbeitungsbedarf und damit zu hohen Produktionsabfällen. In dem von der Mitsubishi Chemical Advanced Materials GmbH am Standort Vreden geplanten Hochtechnologiezentrum soll erstmalig in Deutschland die Produktion dieser medizintechnischen Teile mittels einer neu entwickelten Extrusionsanlage erfolgen. Diese innovative Verfahrenstechnik steigert die Ressourceneffizienz in der Produktion erheblich. Die aufwändige Nachbearbeitung entfällt. Weiterhin erlaubt das Verfahren erstmals die Verwertung von Produktionsabfällen, da diese direkt beim Hersteller anfallen. Schließlich zeichnet sich das neue Verfahren durch eine höhere Energieeffizienz aus, da eine Kühlung der Produktionsstücke bei der Extrusion entfällt. Der Energiebedarf sinkt von 6,7 Kilowattstunden pro Kilogramm Rohmaterial auf 4,4 Kilowattstunden pro Kilogramm Rohmaterial. Es kommt insgesamt zu einer Umweltentlastung von 400 Tonnen CO 2 pro Jahr. Branche: Chemische und pharmazeutische Erzeugnisse, Gummi- und Kunststoffwaren Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: Mitsubsihi Chemical Advanced Materials GmbH Bundesland: Nordrhein-Westfalen Laufzeit: seit 2020 Status: Laufend

Technologien für innovative schaltbare Folien als Nachrüstlösung für energiesparende Fenster und Glasfassaden

Gegenstand des Verbundvorhabens FLEX-G 4.0 ist die Erarbeitung einer kostengünstigen Nachrüstlösung innovativer schaltbarer Folien, die möglichst einfach auf bereits installierte Fenster laminiert werden können und zur Senkung des Gesamtenergiedurchlassgrades (g-Wert) der Fenster und damit des Energiebedarfs des Gebäudes beitragen. Das Hauptziel des Projektes ist die Erforschung geeigneter Systemdesigns und Fertigungstechnologien für großflächige elektrochrome Folien als Halbzeug zur Verarbeitung auf der Baustelle sowie die Erforschung von robusten Verfahren für eine 'einfache' Vor-Ort Applikation dieser Folien auf Fenster und Fassaden in Bestandsgebäuden. Als integraler Bestandteil des Systemdesigns sollen Lösungen für die netzunabhängige Energieversorgung und geeignete Schaltparameter und Sensortechnologien für die kabellose, automatisierte Steuerung des Schaltzustands der Folien erforscht werden. Ein weiteres Ziel beinhaltet die Demonstration und experimentelle Quantifizierung des Energie-Einsparpotentials an zwei operativen Gebäuden im öffentlichen Sektor. Das Teilvorhaben der Fraunhofer Institute erforscht robuste Rolle-zu-Rolle Verfahren zur Herstellung der Elektroden, Elektrolyten und elektrochromen Schichten sowie der Schutzschichten. Weiterhin werden Methoden zur Charakterisierung der Qualität, Defekte und Materialalterung erarbeitet.

Analyse von Bietstrategien und deren Einfluss auf den Strompreis im EU-Binnenmarkt, Teilvorhaben: Analyse von historischen Bietstrategien, Implementierung via P'n'P-Agenten in das Strommarktmodell PowerACE und Analyse für zukünftige Szenarien

Die Stromerzeuger bieten an der Strombörse einen Erzeugungspreis an, der die variablen Kosten des Kraftwerksbetriebs widerspiegelt. Anhand dieser Grenzkosten wird nach dem Merit-Order Prinzip schließlich der Strompreis ermittelt. Es ist jedoch zu hinterfragen, ob das Bieten nach Grenzkosten heute wie auch in einem zukünftig deutlich heterogener aufgestellten Kraftwerksportfolio, das an der Börse Handel treibt, weiterhin Bestand hat. So verändert die aktuelle Situation an den Energiemärkten durch die unvorhergesehenen starken Preisanstiege der Rohstoffe das gewohnte Handelsbild, denn bei einem gleichgebliebenen Kraftwerkspark sind die Beschaffungskosten bspw. für Gaskraftwerke überproportional gestiegen. Auch der europaweite Ausbau der erneuerbaren Energien kann Einfluss auf das Bietverhalten der Marktteilnehmer haben. Da die Grenzkosten der erneuerbaren Energien Anlagen nahezu null sind, kann deren zunehmender Handel an den Märkten zu großen Differenzen zwischen den Grenzkosten der bietenden Kraftwerke führen. Gleichzeitig können besonders die zu erwartenden Volatilitäten bei der Erzeugung aus erneuerbaren Energien zu sehr geringen Strompreisen führen und damit Refinanzierungen erschweren. Zusätzlich verbindet die europäische Marktkopplung unterschiedliche Erzeugungsparks miteinander und verändert damit ebenfalls die bestehenden Märkte und deren Handelseigenschaften. So kann es finanziell attraktiv erscheinen, einen Aufschlag auf die Grenzkosten oder eine strategisch platzierte Stromnachfrage zu nutzen. Im Rahmen des Vorhabens sollen daher die an der EPEX SPOT vorhandenen Gebotsdaten in den Preiskurven auf strategische Muster hin analysiert werden. Gefundene Strategien werden in einem zweiten Schritt in die Zukunft getestet. Dazu wird deren Einfluss auf den Strompreis und Investitionen in flexible Erzeugungstechnologien in Deutschland unter Berücksichtigung der in Zukunft stark unterschiedlichen nationalen Stromerzeugungssysteme in Europa untersucht.

Referenzszenario für den Gebäudebereich in Deutschland

Ziel der Studie ist die Entwicklung eines Referenzszenarios im Gebäudebereich für das Gesamtziel 40Prozent CO2 -Einsparung bis 2020 , welches sich auf den deutschen Gebäudebestand und die CO2 -Emissionen im Jahr 1990 bezieht. Das Referenzszenario stellt die Wirkungen von Politikmaßnahmen für den Gebäudebereich dar, die bis zum 1.1.2010 implementiert worden sind. Grundsätzlich werden alle Gebäude der Sektoren Haushalte, Gewerbe-Handel-Dienstleistung betrachtet. In einer Szenarienrechnung vom Jahr 2010 bis zum Jahr 2020 werden die Effekte der bis zum 1.1.2010 in Kraft befindlichen Politikmaßnahmen fortgeschrieben. Neben dem Hauptszenario werden hier auch Sensitivitäten für veränderte Sanierungsraten, die fortschreitende Klimaerwärmung und den Einfluss der Bevölkerungsentwicklung berechnet. Die Berechnungen werden mit dem von Ecofys entwickelten Built-Environment-Analysis-Model BEAM durchgeführt. Wesentliche Ergebnisse der Szenarienrechnung sind Entwicklungen von Flächen, Heizwärmebedarfen, Endenergie- und Primärenergieverbräuchen sowie CO2-Emissionen. Darauf aufbauend werden die Zielerreichungen in Bezug auf die Emissionsminderungen im Zeitraum 1990-2020 sowie die Heizwärmebedarfsreduzierung im Zeitraum 2008-2020 erläutert. Weiterhin werden Vorschläge für weitere Politikinstrumente gemacht, die zusätzlich ergriffen werden könnten sowie der weitere Forschungsbedarf skizziert.

Energiemanagement für Supercap-Brennstoffzellenfahrzeuge

Eine Brennstoffzelle als Primärenergiequelle mit einem Doppelschichtkondensator (Supercap) als Zwischenspeicher zu kombinieren ist ein vielversprechender Ansatz für zukünftige Elektrofahrzeuge. In Kooperation mit einem Fahrzeughersteller wurden verschiedene Strategien für ein Energiemanagement für die Kombination einer Brennstoffzelle mit einem Doppelschichtkondensatormodul entworfen und verglichen. Basierend auf der aktuellen Geschwindigkeit und Beschleunigung werden verschiedene Fahrzeugzustände bezüglich kinetischer Energie und Leistungsbedarf unterschieden. In Abhängigkeit von der verfügbaren Leistung von Supercaps und Brennstoffzelle wird eine optimale Leistungsaufteilung zwischen den beiden Energiequellen ermittelt. In Bremsphasen wird durch Rekuperation Energie zurückgewonnen und in den Supercaps gespeichert. Wenn die Supercaps vollgeladen sind oder ihre maximale Ladeleistung erreicht haben, übernehmen mechanische Bremsen die übrige Ladeleistung. Da diese Situation zu einem Energieverlust führt, sollte sie möglichst vermieden werden. Um immer die notwendige Beschleunigungsleistung und gleichzeitig auch ein Maximum an Rekuperation zu garantieren, wird der Ladezustand der Supercaps kontinuierlich und dynamisch an die kinetische Energie des Fahrzeugs angepasst. Verschiedene Strategien wurden in Matlab/Simulink mit einem Stateflow-Chart zur Abbildung der Zustände implementiert. Die verfügbare Supercapleistung wird mit Hilfe eines impedanzbasierten Modells für Supercaps berechnet. Mit diesen Strategiemodellen können die Leistungsfähigkeit der verschiedenen Strategien verglichen und die Einflüsse von Parametern untersucht werden. Ziel eines Energiemanagements ist es, den Wasserstoffverbrauch zu minimieren und die notwendige Leistung zu jeder Zeit sicherzustellen. Bei der Bewertung der Strategien wird der Wasserstoffverbrauch, die verlorene Bremsenergie und eine mögliche Geschwindigkeitsreduzierung verglichen. Mit einer optimalen Strategie können bis zu 23 Prozent Wasserstoff während eines definierten Fahrprofils gespart werden.

Entwicklung einer energieeffizienten und CO2-neutralen Produktion von E-Fuels mittels mikrowellengeneriertem Niedertemperatur-Plasma, KiezH2-Ryll - Entwicklung einer energieeffizienten und CO2-neutralen Produktion von E-Fuels mittels mikrowellengeneriertem Niedertemperatur-Plasma

Emissionen und Emissionsminderung bei Kleinfeuerungsanlagen

<p> <p>Kleinfeuerungsanlagen für feste Brennstoffe sind eine wesentliche Quelle von Luftbelastungen. Bei winterlichen Inversionswetterlagen sowie in Tal- und Kessellagen kommt es zusätzlich zur bestehenden Hintergrundbelastung zur Belastung der Atemluft mit Feinstaub und anderen Luftschadstoffen. Vor allem unsachgemäße Bedienung und unsachgemäße Brennstoffbeschaffenheit führen zu hohen Emissionen.</p> </p><p>Kleinfeuerungsanlagen für feste Brennstoffe sind eine wesentliche Quelle von Luftbelastungen. Bei winterlichen Inversionswetterlagen sowie in Tal- und Kessellagen kommt es zusätzlich zur bestehenden Hintergrundbelastung zur Belastung der Atemluft mit Feinstaub und anderen Luftschadstoffen. Vor allem unsachgemäße Bedienung und unsachgemäße Brennstoffbeschaffenheit führen zu hohen Emissionen.</p><p> Feinstaub-Emissionen aus Kleinfeuerungsanlagen <p>Kleinfeuerungsanlagen erzeugen durch das Verbrennen von Erdgas, Heizöl, Holz oder Kohle Heizwärme oder erwärmen das Brauchwasser. Überwiegend handelt es sich um Heizkessel, die ganze Wohnungen oder Häuser beheizen, etwa Festbrennstoff-, Öl- oder Gasheizungen. Bei Feuerungsanlagen, die einzelne Zimmer beheizen, wie Kamin- oder Kachelöfen, handelt es sich um Einzelraumfeuerungsanlagen, die meist mit Holz oder Kohle befeuert werden. Im Folgenden werden unter Kleinfeuerungsanlagen alle Anlagen mit einer Feuerungswärmeleistung unter 1.000 kW verstanden, die in der Ersten Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen - <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/bimschv_1_2010/">1. BImSchV)</a> geregelt sind.</p> <p>Die im Folgenden dargelegten Emissionsdaten stammen aus dem nationalen Emissionsinventar für Luftschadstoffe, Submission 2026, und spiegeln den Stand für das Jahr 2024 wider.</p> <p>Die Staubemissionen werden hierbei in den Größenklassen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pm10">PM10</a> (Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser ≤ 10 µm) und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pm25">PM2,5</a> (Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser ≤ 2,5 µm) angegeben. Feinstaub (PM2,5) ist aus <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/3225">gesundheitlicher Sicht relevanter</a> und sollte im Hinblick auf die Empfehlungen der <a href="https://www.who.int/publications/i/item/9789240034228">Weltgesundheitsorganisation</a> prioritär reduziert werden.&nbsp;</p> <p>Die Feinstaub-Emissionen (PM10) aus allen Kleinfeuerungsanlagen (Öl, Gas, Kohle und Holz) liegen bei 16,3 Tausend Tonnen (Tsd. t) (siehe Abb. „Feinstaub-Emissionen (PM10) aus Kleinfeuerungsanlagen“). Hiervon machen die Emissionen aus Holzfeuerungen (Holzkessel und Einzelraumfeuerungsanlagen) mit 15,0 Tsd. t den größten Anteil der Feinstaub-Emissionen aus (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/13199">Nationales Emissionsinventar für Luftschadstoffe, Submission 2026</a>).&nbsp;</p> <p>Bei der Feinstaubfraktion (PM2,5) liegen die Emissionen aus allen Kleinfeuerungsanlagen (Öl, Gas, Kohle und Holz) bei 15,4 Tausend Tonnen (Tsd. t) (siehe Abb. „Feinstaub-Emissionen (PM2,5) aus Kleinfeuerungsanlagen“). Auch hier machen Holzfeuerungen (Holzkessel und Einzelraumfeuerungsanlagen) mit 14,2 Tsd. t den größten Anteil der Feinstaub-Emissionen aus (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/13199">Nationales Emissionsinventar für Luftschadstoffe, Submission 2026</a>).&nbsp;</p> <p>Die Verbrennung von Holz in privaten Haushalten sowie in gewerblich genutzten Gebäuden ist somit eine wesentliche Quelle der Feinstaubemissionen in Deutschland. Die Emissionen von Kleinfeuerungsanlagen sind stark von der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/witterung">Witterung</a> während der Heizperiode abhängig: Bei niedrigen Außentemperaturen in der Heizperiode ergeben sich höhere Emissionen aufgrund des höheren Brennstoffeinsatzes. Bei höheren Außentemperaturen in der Heizperiode ergeben sich geringere Emissionen aufgrund des gesunkenen Brennstoffeinsatzes. Außerdem ist die Verwendung ordnungsgemäßer Brennstoffe sowie eine sachgerechte Bedienung und regelmäßige Wartung der Anlagen notwendig, um die Emissionen so gering wie möglich zu halten.</p> <p>Weitere Informationen zur Organisation und Methodik der Luftschadstoff- Emissionsberichterstattung erhalten Sie <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/17864">hier</a>.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_PM10-Emi-KFA_2026-04-21.png"> </a> <strong> Feinstaub-Emissionen (PM10) aus Kleinfeuerungsanlagen </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_PM10-Emi-KFA_2026-04-21.png">Bild herunterladen</a> (232,53 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_PM10-Emi-KFA_2026-04-21.pdf">Diagramm als PDF</a> (40,75 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_PM10-Emi-KFA_2026-04-21.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (37,25 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Abb_PM25-Emi-KFA_2026-04-21.png"> </a> <strong> Feinstaub-Emissionen (PM2,5) aus Kleinfeuerungsanlagen </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Abb_PM25-Emi-KFA_2026-04-21.png">Bild herunterladen</a> (227,77 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_PM25-Emi-KFA_2026-04-21.pdf">Diagramm als PDF</a> (41 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_PM25-Emi-KFA_2026-04-21.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (31,56 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Emissionen unterschiedlicher Feuerungssysteme <p>Bei Holzfeuerungen in privaten Haushalten ist zwischen Einzelraumfeuerungsanlagen wie Kamin- oder Kachelöfen, die einzelne Räume beheizen, und Zentralheizungskesseln, die Wohnungen oder Häuser mit Wärme versorgen, zu unterscheiden. Einzelraumfeuerungsanlagen verbrennen meist entweder Scheitholz oder Kohle die von Hand in die Feuerungsanlage eingebracht werden oder Holzpellets, die mechanisch der Feuerungsanlage zugeführt werden. Bei Festbrennstoffkesseln gibt es neben Pellet-, Scheitholz- und Kohlekesseln auch noch automatisch betriebene Hackschnitzelkessel. Dabei werden die Holzhackschnitzel mechanisch dem Brennraum zugeführt.</p> <p>Ein Problem für die Luftreinhaltung stellen die – zumeist älteren – Einzelraumfeuerungen dar. Diese verursachen bei gleichem (Primär-) Energieeinsatz um ein Vielfaches höhere Feinstaub-Emissionen als moderne Festbrennstoffkessel. Wie hoch diese Emissionen tatsächlich sind, hängt nicht nur von Art und Alter der Anlage ab. Auch die Art der Brennstoffzufuhr (automatisch oder manuell), der Wartungszustand der Anlage, die Bedienung sowie die Auswahl und Qualität des genutzten Holzes haben einen großen Einfluss auf die Emissionen.</p> <p>Gas- und Ölfeuerungen stoßen bei gleichem Energiebedarf sehr viel weniger Feinstaub aus als Festbrennstoffkessel: So liegen die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pm10">PM10</a>- bzw. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pm25">PM2,5</a> -Emissionen aller Gasheizungen, die in der 1. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bimschv">BImSchV</a> geregelt sind, bei 35 t (inklusive Flüssiggas mit 1 t) und die PM10 bzw. PM2,5 -Emissionen aller Ölheizungen bei&nbsp;380 t (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/13199">Nationales Emissionsinventar für Luftschadstoffe, Submission 2026</a>.</p> </p><p> Anforderungen an Holzfeuerungsanlagen <p>Für die Begrenzung der Emissionen aus Kleinfeuerungsanlagen gilt in Deutschland die 1. Bundesimmissionsschutzverordnung (<a href="https://www.gesetze-im-internet.de/bimschv_1_2010/">1. BImSchV).</a> Sie gibt vor, welche Emissionsgrenzwerte Feuerungsanlagen der Haushalte und Kleinverbraucher einhalten müssen und welche Brennstoffe in solchen Anlagen zulässig sind. Diese Vorschrift wurde im Jahr 2010 novelliert. Für Feuerungsanlagen, die ab 2015 errichtet wurden, gelten Emissionsgrenzwerte, die nur mit moderner Technik eingehalten werden können. Auch für kleinere Heizkessel ab vier Kilowatt (kW) gelten Emissionsgrenzwerte und Überwachungspflichten abhängig vom Errichtungsjahr. Alte Öfen und Kessel mit hohen Emissionen müssen die Betreiber*innen nach entsprechenden Übergangsfristen nachrüsten oder stilllegen.</p> <p>Angesichts des hohen Ausstoßes an Feinstaub sollte bei Holzfeuerungen nur modernste Anlagentechnik mit möglichst niedrigen Emissionen zum Einsatz kommen. Relativ niedrige Emissionsgrenzwerte gelten für Holzpelletheizungen. Besonders emissionsarme Holzfeuerungen erfüllen die Anforderungen des Umweltzeichens „Blauer Engel“ oder erhalten im Rahmen der „Bundesförderung für effiziente Gebäude - Einzelmaßnahmen“ (<a href="https://www.bafa.de/DE/Energie/Effiziente_Gebaeude/effiziente_gebaeude_node.html">BEG EM</a>) einen Bonus (sog. Emissionsminderungs-Zuschlag).</p> <p>Eine weitere Minderung der Emissionen kann durch eine Kombination aus Nutzung einer erneuerbaren Energiequelle (Sonne, Erd- oder Luftwärme) zur Abdeckung der Grundlast und der Holzfeuerung zur Abdeckung von Zeiten hohen Energiebedarfs erreicht werden (sog. hybride Heizsysteme). Auf das Verbrennen von Holz ausschließlich aus Behaglichkeitsgründen sollte nach Möglichkeit verzichtet werden.</p> </p><p> Anteil an den Stickstoffoxid-Emissionen <p>Die Emissionen von Stickstoffoxiden aus Kleinfeuerungsanlagen machten 2024 mit 65,4 Tausend Tonnen etwa 8 % der Gesamtemissionen in Deutschland aus (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/13199">Nationales Emissionsinventar für Luftschadstoffe, Submission 2026</a>). Hier bestehen zwischen Anlagen mit unterschiedlichen Brennstoffen geringere Unterschiede als bei den Feinstaubemissionen.</p> </p><p> Kohlendioxid-Emissionen aus Kleinfeuerungsanlagen <p>Die Kohlendioxid-Emissionen fossiler Energieträger (Heizöl, Erdgas, Flüssiggas, Kohle) aus Kleinfeuerungsanlagen lagen im Jahr 2024 mit 97,6 Millionen Tonnen etwas niedriger als im Vorjahr <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/13215">(Nationales Treibhausgasinventar, Submission 2026)</a>.</p> </p><p> Anteil an den Emissionen gasförmiger organischer Luftschadstoffe (ohne Methan) <p>Die Emissionen von gasförmigen organischen Luftschadstoffen ohne Methan (sog. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/nmvoc">NMVOC</a>) aus Kleinfeuerungsanlagenmachten lagen im Jahr 2024 mit rund 35 Tausend Tonnen etwa 3,7 % der Gesamtemissionen in Deutschland aus (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/13199">Nationales Emissionsinventar für Luftschadstoffe, Submission 2026</a>).</p> <p>Weitere Informationen zur Organisation und Methodik der Emissionsberichterstattung für Treibhausgase und Luftschadstoffe erhalten Sie hier (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/treibhausgas-emissionen/wie-funktioniert-die-berichterstattung">Treibhausgase </a>bzw.&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/emissionen-von-luftschadstoffen/wie-funktioniert-die-berichterstattung">Luftschadstoffe</a>).</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

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