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Entwicklung einer neuartigen, solarbetriebenen Abwasserbehandlung für den Katastrophenfall, Teilprojekt 3

Finale Daten für 2023: klimaschädliche Emissionen sanken um zehn Prozent

Die deutschen Treibhausgasemissionen sanken im Vergleich zum Vorjahr um 77 Millionen Tonnen – stärkster Rückgang seit 1990 Im Jahr 2023 emittierte Deutschland 10,3 Prozent weniger Treibhausgase als 2022. Dies zeigen die Ergebnisse der Berechnungen, die das Umweltbundesamt (UBA) am 15. Januar 2025 an die Europäische Kommission übermittelt hat. Insgesamt wurden 2023 in Deutschland rund 672 Millionen Tonnen Treibhausgase freigesetzt – insgesamt 77 Millionen Tonnen weniger als 2022. Das ist der stärkste Rückgang der Treibhausgasemissionen seit 1990. Gründe hierfür sind unter anderem die deutlich gesunkene Kohleverstromung, der konsequente Ausbau der erneuerbaren Energien und ein Stromimportüberschuss bei gleichzeitig gesunkener Energienachfrage. Neue Erkenntnisse aus der aktuellen Bundeswaldinventur zeigen zudem für die vergangenen Jahre erheblich höhere Emissionen im Landnutzungssektor. Die offizielle Schätzung der Emissionen für das Jahr 2024 wird das UBA gemäß Klimaschutzgesetz Mitte März 2025 vorstellen. ⁠ UBA ⁠-Präsident Dirk Messner sagt: „Die Emissionsdaten für 2023 belegen, dass sich unsere Klimaschutzanstrengungen, insbesondere im Energiesektor, auszahlen. Leider geht ein Teil der eingesparten Emissionen auf die jüngste Krise unserer Wirtschaft zurück. Was wir jetzt brauchen, ist eine Modernisierung der deutschen Wirtschaft zu mehr Effizienz und mehr ⁠ Klimaschutz ⁠. Dass der Wald von einer Kohlenstoffsenke zu einer Emissionsquelle geworden ist, ist besorgniserregend. Hier müssen wir dringend umsteuern.“ Den stärksten Rückgang verzeichnet der Sektor Energiewirtschaft . Hier sind die Treibhausgasemissionen 2023 aufgrund eines verminderten Einsatzes fossiler Brennstoffe zur Erzeugung von Strom und Wärme um rund 54,1 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente bzw. 21,1 Prozent gegenüber dem Vorjahr gesunken. Besonders stark war dieser Rückgang beim Einsatz von Braun- und Steinkohlen sowie Erdgas. Gründe hierfür sind unter anderem die deutlich gesunkene Kohleverstromung, der konsequente Ausbau der erneuerbaren Energien und der Wechsel von einem Stromexport- zu einem Stromimportüberschuss bei gleichzeitig gesunkener Energienachfrage. Weitere Treiber waren Energieeinsparungen in Folge höherer Verbraucherpreise sowie die milden Witterungsverhältnisse in den Wintermonaten. In der Industrie sanken die Emissionen im zweiten Jahr in Folge, auf nunmehr rund 153 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente. Dies entspricht einem Rückgang von mehr als elf Millionen Tonnen oder sieben Prozent im Vergleich zum Vorjahr. Auch hier wird der Rückgang durch den gesunkenen Einsatz fossiler Brennstoffe, insbesondere von Erdgas und Steinkohle, bestimmt. Wichtige Treiber dieses Trends waren die negative konjunkturelle Entwicklung sowie gestiegene Herstellungskosten, die zu Produktionsrückgängen führten. Im Gebäudesektor gingen die Emissionen um 7,6 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente auf rund 103 Millionen Tonnen (minus 6,9 Prozent) zurück. Wesentliche Treiber waren hier wiederum Energieeinsparungen aufgrund der milden Witterungsbedingungen in den Wintermonaten 2023 sowie noch vergleichsweise hohe Verbraucherpreise. Auch der 2023 noch hohe Zubau an Wärmepumpen wirkte sich hier positiv aus, da beispielsweise weniger Erdgas und Heizöl eingesetzt wurden. Mit einem Rückgang um 2,5 Millionen Tonnen wurden 2023 im Verkehr rund 145 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente – und damit rund 1,7 Prozent weniger als im Vorjahr – ausgestoßen. Der Rückgang ist maßgeblich durch einen geringeren Dieselverbrauch durch schwere Nutzfahrzeuge im Straßenverkehr begründet. In der Landwirtschaft wiederum sanken die Treibhausgasemissionen um etwa 0,9 Millionen Tonnen auf 63 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente. Die Abnahme resultiert in erster Linie aus Reduktionen der Emissionen aus landwirtschaftlichen Böden und der Düngeranwendung. In die Berechnung der Emissionen aus ⁠ Landnutzung ⁠, ⁠ Landnutzungsänderung ⁠ und Forstwirtschaft (⁠ LULUCF ⁠) gingen erstmalig die Ergebnisse der vierten Bundeswaldinventur ein. Die im Inventurzeitraum 2018 bis 2022 gelegenen Dürrejahre ab 2018 haben zu einem großflächigen Absterben von produktiven, aber gegen den ⁠ Klimawandel ⁠ nicht widerstandsfähigen Fichtenmonokulturen geführt. Deshalb konnte der Wald in diesem Zeitraum die Emissionen aus anderen Quellen, wie trockengelegten Moorböden, anders als vor der ⁠ Dürre ⁠, nicht mehr überwiegend kompensieren und war sogar selbst eine CO 2 -Quelle. Mit 88,4 Prozent dominiert auch 2023 Kohlendioxid (CO 2 ) die Treibhausgasemissionen – größtenteils aus der Verbrennung fossiler Energieträger. Die übrigen Emissionen verteilen sich auf Methan (CH 4 ) mit 6,7 Prozent und Lachgas (N 2 O) mit knapp 3,6 Prozent, dominiert durch den Bereich der Landwirtschaft. Gegenüber 1990 sanken die Emissionen von Kohlendioxid um 43,7 Prozent, Methan um 66,3 Prozent und Lachgas um 53,9 Prozent. Fluorierte Treibhausgase (F-Gase) verursachen insgesamt nur etwa 1,4 Prozent der Treibhausgasemissionen, haben aber zum Teil sehr hohes Treibhauspotenzial. Seit 1995 sind die fluorierten Treibhausgasemissionen um 41,4 Prozent gesunken. Die in diesem Text aufgeführten Kategorien entsprechen der Systematik des Klimaschutzgesetzes und nicht der Systematik für die internationale Klimaberichterstattung. Die Gesamtemissionen sind identisch. Gemäß den internationalen Berichterstattungsregeln für Treibhausgasemissionen wird immer die gesamte Zeitreihe seit 1990 neu berechnet. Dadurch kommt es zu Abweichungen bei den Angaben gegenüber der Berichterstattung vorhergehender Jahre. Eine detailliertere Analyse zu ausgewählten kurz- und langfristigen Treibern der verbrennungsbedingten Emissionen findet sich hier . Die Änderungen von minus 1,9 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalenten gegenüber den gemäß Klimaschutzgesetz für 2023 prognostizierten Emissionsdaten (siehe Pressemitteilung 11/2024 vom 15. März 2024) gehen auf Aktualisierungen der damals nur vorläufigen statistischen Informationen zurück. Die Änderungen von plus 64,7 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalenten gegenüber der letzten Berichterstattung nach Klimaschutzgesetz im LULUCF-Sektor sind Folge neuer Daten der Bundeswaldinventur, aber auch der Bodenzustandserhebung Landwirtschaft und des Moorbodenmonitorings. Näheres erläuterte das Thünen-Institut .

Branchenabhängiger Energieverbrauch des verarbeitenden Gewerbes

<p>Alle Wirtschaftsbereiche zusammen verbrauchen fast drei Viertel der in Deutschland benötigten Primärenergie. Der Anteil des verarbeitenden Gewerbes am Primärenergieverbrauch aller Produktionsbereiche lag 2022 bei rund 46 Prozent. Der Energiebedarf dieses Gewerbes blieb im Zeitraum 2010 bis 2022 etwa konstant, der spezifische Energieverbrauch pro Tonne Stahl, Glas oder Chemikalien ging aber zurück.</p><p>Der Energiebedarf Deutschlands</p><p>Der gesamte Primärenergiebedarf Deutschlands betrug im Jahr 2022 nach dem Inländerkonzept rund 11.854 Petajoule (PJ). Dabei wird der Verbrauch inländischer Wirtschaftseinheiten in der übrigen Welt in die Berechnung des Gesamtverbrauchs einbezogen, während der Verbrauch gebietsfremder Einheiten im Inland unberücksichtigt bleibt. Die privaten Haushalte in Deutschland verbrauchten rund 30 % der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergie#alphabar">Primärenergie</a>⁠. Die Wirtschaft mit ihren vielen Produktionsbereichen benötigte die übrigen 70 %. Zu diesen Bereichen zählen das Herstellen von Waren, das Versorgen mit Energie und der Warentransport. All diese Produktionsbereiche verbrauchten im Jahr 2022 zusammen mehr als 8.170 PJ Primärenergie (siehe Abb. „Primärenergieverbrauch 2022 (Inländerkonzept)“).</p><p>Zur Begriffsklärung: Mit der Präposition „primär“ betonen Fachleute, dass der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/primaerenergiegewinnung-importe">“Primär“-Energiebedarf</a> sowohl den realen Energiebedarf bei Energieverbrauchern erfasst als auch die Energieverluste, die bei der Bereitstellung und beim Transport von Energie entstehen. Und diese Verluste sind hoch: Mehr als ein Drittel aller Primärenergie geht bei der Bereitstellung und beim Transport von Energie verloren <a href="https://www.destatis.de/GPStatistik/receive/DEMonografie_monografie_00003790">(Statistisches Bundesamt 2006)</a>.</p><p>Der Energiebedarf des verarbeitenden Gewerbes</p><p>Die Firmen, die Waren herstellen, werden als „verarbeitendes Gewerbe“ bezeichnet. Sie hatten von allen Produktionsbereichen im Jahr 2022 mit circa 3.768 PJ den größten Primärenergiebedarf. Das ist ein Anteil von rund 46 % am Energieverbrauch aller Produktionsbereiche. Der nächstgrößte Energieverbraucher war die Energieversorgung mit 1.594 PJ (oder 19,5 % Anteil am ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergieverbrauch#alphabar">Primärenergieverbrauch</a>⁠), gefolgt vom Verkehr mit 1.121 PJ (oder 13,7 % Anteil am Primärenergieverbrauch) (siehe Abb. „Anteil wirtschaftlicher Aktivitäten am Primärenergieverbrauch aller Produktionsbereiche 2022“).</p><p>Primärenergienutzung des verarbeitenden Gewerbes</p><p>Die Primärenergienutzung innerhalb des verarbeitenden Gewerbes verteilt sich auf verschiedene Produktionssektoren (siehe Abb. „Anteile der Sektoren am ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergieverbrauch#alphabar">Primärenergieverbrauch</a>⁠ des verarbeitenden Gewerbes 2022“). Ein wichtiger Sektor ist dabei die Chemieindustrie. Sie benötigte im Jahr 2022 mit rund 1.592 PJ von allen Sektoren am meisten ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergie#alphabar">Primärenergie</a>⁠ zur Herstellung ihrer Erzeugnisse. Das ist ein Anteil von 42,3 % am Energieverbrauch im ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/v?tag=verarbeitenden_Gewerbe#alphabar">verarbeitenden Gewerbe</a>⁠. Weitere wichtige Energienutzer sind die Metallindustrie mit einem Anteil von 14,7 % sowie die Hersteller von Glas, Glaswaren, Keramik, verarbeiteten Steinen und Erden mit 7,3 % am Energieverbrauch im verarbeitenden Gewerbe.</p><p>Die Energie wird Unternehmen dabei als elektrischer Strom, als Wärme (etwa als Dampf oder Thermoöl) sowie direkt in Form von Brennstoffen (wie Erdgas, Kohle oder ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=Biomasse#alphabar">Biomasse</a>⁠) zur Verfügung gestellt.</p><p>Gleichbleibender Primärenergieverbrauch</p><p>Seit dem Jahr 2010 blieb der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergieverbrauch#alphabar">Primärenergieverbrauch</a>⁠ in fast allen Produktionssektoren relativ konstant (siehe Abb. „Primärenergieverbrauch ausgewählter Sektoren des verarbeitenden Gewerbes“).</p><p>Gesunkene und gestiegene Primärenergieintensität </p><p>Die Primärenergieintensität beschreibt, wie viel ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergie#alphabar">Primärenergie</a>⁠ bezogen auf die erzielte Bruttowertschöpfung eines Produktionsbereichs oder Wirtschaftszweigs verbraucht wird. Die Entwicklung dieser Energieintensität über mehrere Jahre kann einen Hinweis darauf geben, ob in einem Wirtschaftszweig energieeffizient gearbeitet wird.</p><p>Die Primärenergieintensität einzelner Wirtschaftszweige entwickelte sich im Zeitraum 2010 bis 2021 unterschiedlich (siehe Abb. „Primärenergieintensität ausgewählter Sektoren des verarbeitenden Gewerbes“):</p><p>Begrenzte Aussagekraft der Primärenergieintensität</p><p>Schwankende Preise für Rohstoffe und Produkte sowie andere äußere Wirtschaftsfaktoren oder ggf. auch die Auswirkungen der weltweiten Corona-Pandemie beeinflussen zwar die Bruttowertschöpfung, nicht aber die Energieeffizienz eines Prozesses. Die Primärenergieintensität eignet sich daher nur eingeschränkt, um die Entwicklung der Energieeffizienz in den jeweiligen Herstellungsprozessen zu beschreiben. Dies ist unter anderem deutlich bei den Kokerei- und Mineralölerzeugnissen zu sehen.</p>

Errichtung einer Ozonungsanlage zur Entfärbung von stark farbigen Abwässern aus der Reaktivfärbung und Recycling des entfärbten Abwassers

Die Hecking Deotexis GmbH ist ein 150 Jahre altes, mittelständisch geprägtes Textilunternehmen am Standort Neuenkirchen. Das Unternehmen stellt Oberbekleidungsstoffe für Damen und Herren her. Es verfügt über eine Weberei, Färberei und Ausrüstung. So werden u. a. Baumwolle und Elastomerfäden mit Reaktivfarbstoffen und Pigmenten gefärbt. Eine Besonderheit ist die Indigo-Kettfärbeanlage für Jeans. Die Firma plant die Errichtung einer neuen Anlage, wo die konzentrierten Abwässer aus der Färberei von Baumwollwebware mit Hilfe eines Ozonungsverfahren entfärbt und praktisch vollständig wieder verwendet werden sollen. Dazu sollen die konzentrierten Farbabwässer aus den verschiedenen Behandlungsstufen zusammengeführt und in einem Reaktor mit Ozon entfärbt werden. Die Ozonungsanlage wird in eine neue betriebliche Anlage integriert. Die Wiederverwendung des entfärbten Abwassers kann allerdings wegen der Aufkonzentrierung der Salze nicht im kompletten Kreislauf stattfinden. Die eine Hälfte soll als Waschwasser wieder in die Farbnachwäsche gehen, d.h. im eigentlichen Färbeprozess wieder eingesetzt werden, die andere Hälfte soll für innerbetriebliche Prozesse wie das Reinigen von Gefäßen und Ansatzbehältern genutzt werden. Dieses hat eindeutige Vorteile gegenüber den herkömmlichen Verfahren. So ist kein Einsatz zusätzlicher Chemikalien notwendig, es erfolgt eine Verringerung der anfallenden Klärschlammmenge und eine Einsparung von über 5000 Kubikmeter Frischwasser pro Jahr. Auch die kommunale Kläranlage, in die die Färbeabwässer bislang ungeklärt eingeleitet wurden, wird deutlich entlastet. Allerdings liegt der Energiebedarf bei der Ozonung höher, soll aber durch eine Optimierung des Verfahrens gesenkt werden.

Synchronisierte und energieadaptive Produktionstechnik zur flexiblen Ausrichtung von Industrieprozessen auf eine fluktuierende Energieversorgung, Teilvorhaben: T2-3_HS Augsburg

Extraktion und Aufreinigung von Lithiumhydroxid Monohydrat aus gebrauchten elektromobilen Li-Ion Batterien für die Batteriezellfertigung

Nachhaltige Silicatkeramik durch ganzheitliche Betrachtung der Herstellkette mit Schwerpunkt Trocknung, Teilprojekt: Energieeffizienz in der Produktion von Dachziegeln

Im Projekt SuSiDry soll die Nachhaltigkeit von silicatkeramischen Erzeugnissen signifikant verbessert werden. Dazu soll der Energiebedarf bei der Herstellung über die gesamte Herstellkette unter Berücksichtigung von Ausschuss gesenkt werden. Der Nachweis für die Wirksamkeit der im Projekt zu erarbeitenden Maßnahmen wird repräsentative an der Produktion von Dachziegel erbracht. Die Übertragbarkeit auf andere silicatkeramische Produkte wird berücksichtigt. Im Projekt werden innovative Methoden zur Prozessverbesserung entwickelt und erprobt. Der Zusammenhang zwischen Rohstoffeigenschaften, Formgebungs-, Trocknungs- und Brennparametern sowie den Produkteigenschaften wird mittels ICME-Methodik (Integrated Computational Materials Engineering) systematisch erarbeitet. Zudem sollen moderne Sensorik- und KI-Methoden in den Herstellprozess der Silicatkeramiken integriert und Konzepte zur Abwärmenutzung für die eingesetzten Brenn- und Trocknungsprozesse ausgearbeitet werden. Die Nutzbarkeit der entwickelten Methodik zur Übertragung der Ergebnisse auf andere Rohstoffe bzw. andere silicatkeramische Produkte soll sichergestellt sein. Die Wettbewerbsfähigkeit der am Projekt beteiligten Industriepartner wird durch eine Reduktion der Herstellkosten und die Verbesserung der Produktqualität langfristig und nachhaltig erhöht. Die gestärkte Wettbewerbsfähigkeit der am Projekt beteiligten Industriepartner soll auch verhindern, dass Produktionsprozesse in Länder mit geringeren Umweltstandards verlagert werden. Sie trägt damit zur Nachhaltigkeit bei. Für WIENERBERGER als Produzent der Dachziegel steht die Untersuchung der verbesserten Rohstoffe und Prozessparameter auf die Energieeffizienz und die Produkteigenschaften im Vordergrund. Neben Aufbereitung und Formgebung werden mit den Projektpartnern insbesondere die energieintensiven thermischen Prozesse: Trocknen und Brennen analysiert und verbessert. Parallel werden die Möglichkeiten des Einsatzes alternativer Energieträger betrachtet.

Trocknung und Kuehlung von Koernerfruechten

Optimierung der Trocknung und Kuehlung von Koernerfruechten hinsichtlich Verfahrensleistung, Energiebedarf, Umweltbelastung und Qualitaet der Koerner.

Saale Energie GmbH - wesentlichen Änderung der Kraftwerksblöcke zur Kraft-Wärme-Kopplung Strom und Prozessdampf in zwei konventionellen Dampfkraftwerksblöcken durch eine Gas- und Dampfturbinen-Anlage (GuD) inklusive einer Ersatzstromanlage und einer Industriegasturbinenanlage (IGT) am Standort Schkopau

Das Kraftwerk (KW) Schkopau befindet sich im Süden des Bundeslandes Sachsen-Anhalt, zwischen den Städten Halle und Merseburg, in der Gemeinde Schkopau im Saalekreis, Gemarkung Korbetha. Es liegt direkt neben einem Chemiepark mit Industriebetrieben (z. B. der DOW Olefinverbund GmbH) mit erhöhtem Energiebedarf, in ca. 700 m Entfernung zur Saale. Das Kraftwerk wurde im Juli 1996 offiziell in Betrieb genommen. Nach dem aktuellen Stand wird der Kohleausstieg für das Kraftwerk Schkopau im Dezember 2034 erwartet. Die Saale Energie GmbH (SEG) ist Eigentümer und führt den Betrieb des Braunkohlekraftwerks Schkopau mit zwei braunkohlebefeuerten Blöcken (Blöcke A und B) mit einer elektrischen Gesamtbruttoleistung von ca. 915 MW. Die Saale Energie GmbH beabsichtigt, im Zuge der Energiewende das Kraftwerk Schkopau von einem ausschließlich mit Braunkohle betriebenen Kraftwerk, das in Kraft-Wärme-Kopplung Strom und Prozessdampf in zwei konventionellen Dampfkraftwerksblöcken erzeugt, zu einem flexiblen und schnell auf Laständerungen reagierenden Kraftwerk auszubauen. Zukünftig soll die Herstellung von Prozessdampf, Wärme und Strom auch in einer Gas- und Dampfturbinen-Anlage (GuD) sowie einer Industriegasturbinenanlage (IGT) erfolgen. Das Projekt wird unter der Bezeichnung „Zukunft Ener-gieversorgung Sachsen-Anhalt“ (ZESA) geführt. Die Errichtung der Neuanlagen soll auf vorhandenen, unbebauten Flächen südwestlich neben der Hilfskesselanlage (Baufeld 1 für das IGT-Kraftwerk), südwestlich von Kohleblock B (Baufeld 2 für das GuD-Kraftwerk) sowie in geringem Maße neben den Maschinentransformatoren Block A und B (Baufeld 3 für Schaltanlagen der IGT) erfolgen.

Entwicklung und Fertigung eines innovativen Zellgehäuses für Lithium-Ionen-Batterien

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