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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>

Verbund Kohlenwasserstoffgeologie (KW-Verbund)

Der KW-Verbund ist ein Zusammenschluss von beteiligten Bundesländern auf dem Gebiet Erdöl und Erdgas unter Koordination des LBEG-Hannover. Grundlage der Zusammenarbeit sind bilaterale Verträge zwischen dem LBEG und den zuständigen Geologischen Diensten bzw. dem Niedersächsischen Ministerium für Wirtschaft, Arbeit, Verkehr und Digitalisierung und den entsprechenden Ministerien der Länder. Die folgenden Länder sind derzeit vertreten: Berlin, Hamburg, Niedersachsen, Rheinland-Pfalz und Schleswig-Holstein. Ziel des Verbunds ist die gemeinsame Wahrnehmung von Interessen und die länderübergreifende Fortsetzung der Tätigkeiten auf dem Gebiet der Kohlenwasserstoffgeologie. Das LBEG berät und unterstützt die beigetretenen Bundesländer bei ihren Aufgaben auf dem Gebiet der Kohlenwasserstoffgeologie. Die Zusammenarbeit umfasst im Wesentlichen: •Fachliche Beratung, Information, Mitarbeit in Studien nationaler und internationaler Gremien soweit sie die KW-Exploration, -Produktion, Gasspeicherung und andere Themen betreffen. •Gutachterliche Stellungnahmen zur bergbaulichen Sicherheit von KW-Projekten (Produktion, Gasspeicherung, Disposal von Prozesswässern) im Rahmen bergbehördlicher Genehmigungsverfahren. •Sammlung, Dokumentation, Aufbereitung und Auswertung der industriellen Explorations-, Produktions- und Speicherdaten als Voraussetzungen für die genannten Aufgaben. Implementierung dieser Daten in Form von Datenbanken und Fachinformationssystemen (GIS). •Zentrale Internetrecherche für Nachweisdaten der Erdöl und Erdgasindustrie.

Erdöl- und Erdgaslagerstätten

Das Thema zeigt die Umrisse der Erdöl- und Erdgaslagerstätten entsprechend dem derzeitigen geologischen Kenntnisstand. Erdöl- bzw. Erdgaslagerstätten sind wirtschaftlich verwertbare, natürliche Akkumulationen von Erdöl bzw. Erdgas und ggf. weiteren Kohlenwasserstoffen in Speichergesteinen. Die im Datensatz dargestellten Umrisse der Erdöl- und Erdgaslagerstätten repräsentieren Grenzen, die vielfältiger Natur sein können: In einem einfachen Fall handelt es sich um die Grenzfläche zwischen der Öl- bzw. Gasakkumulation und dem umgebenden Randwasser (sog. Öl- bzw. Gas-Wasser-Kontakt). In anderen geologischen Situationen können die Grenzen insgesamt oder teilweise auch durch die sich räumlich ändernden Gesteinseigenschaften oder tektonische Strukturen, wie z. B. Verwerfungen oder Diskordanzen, gebildet werden. Weiterhin ist die geologische Struktur einer Lagerstätte aus verschiedenen Gründen nicht immer ausreichend bekannt, um ihre Grenzen zweifelsfrei und präzise festzulegen. In diesen Fällen wurden für den vorliegenden Datensatz die betroffenen Grenzen nach bestem Wissen abgeschätzt, indem z. B. bekannte Gas- oder Öl-Down-to(s) oder Abschätzungen der durch die Förderung dränierten Bereiche der Lagerstätten herangezogen worden sind. Die Grenzen der Lagerstätten unterliegen ferner einer zeitlichen Variabilität, die mit der Aufnahme der Förderung und der damit verbundenen Entnahme des Erdöls oder Erdgases einsetzt. Im vorliegenden Datensatz sind, bis auf wenige Ausnahmen, die initialen Umrisse der Lagerstätten, also die Umrisse, die zu Beginn der Förderung vorgefunden wurden, wiedergegeben. Neben geologischen Grenzen können im Datensatz auch Grenzen auftreten, die einen administrativen Hintergrund haben, z. B. um Lagerstättenbereiche unterschiedlicher Betreiberfirmen voneinander abzugrenzen. Die Grundlage für den Datensatz bilden geologische Strukturkarten von den Lagerstätten, die dem LBEG von den jeweiligen Betreiberfirmen im Rahmen ihrer Berichterstattung über ihre bergbaulichen Aktivitäten regelmäßig übermittelt werden. Der Maßstab dieser Strukturkarten richtet sich nach der Größe der jeweiligen Lagerstätte und liegt im Regelfall zwischen 1:10.000 und 1:50.000. Für Anwendungen in größeren Maßstäben ist der vorliegende Datensatz daher nicht geeignet. Da dem LBEG für einige wenige kleine, bereits aufgegebene Lagerstätten keine Strukturkarten vorliegen, wurden in diesen Fällen die Umrisse der Lagerstätte über einen Schlagkreis abgeschätzt, der um die entsprechende(n) Förderbohrung(en) gelegt wurde. Die kumulativen Produktionsdaten beziehen sich auf den Stichtag 31.12. des Vorjahres und werden jeweils im 3. oder 4. Kalendermonat eines Jahres aktualisiert. Werden die kumulativen Produktionsdaten zu Gesamtsummen für Bundesländer addiert, weichen die Summen geringfügig von den im Jahresbericht „Erdöl und Erdgas in der Bundesrepublik Deutschland“ des LBEG veröffentlichten Summen ab, da im Jahresbericht zusätzlich Testfördermengen berücksichtigt werden, die aus einzelnen Bohrungen stammen und nicht zu einer Feldesentwicklung führten. Weiterhin wird im Jahresbericht die Produktionsmenge der länderübergreifenden Erdöllagerstätte Sinstorf nach einem bestimmten Verhältnis zwischen den Ländern Niedersachen und Hamburg aufgeteilt

2D-Seismik

Das Thema zeigt die Lage der 2D-seismischen Messungen nach derzeitigem Kenntnisstand in den am KW-Verbund beteiligten Bundesländern. Diese Messungen dienen der Strukturerkennung mit dem Ziel unterirdische Lagerstätten (im Wesentlichen Erdgas bzw. Erdöl) zu explorieren.

Vermeidung von CO2-Emissionen in der Stahlindustrie durch Einsatz von Wasserstoff an kontinuierlich betriebenen Thermoprozessanlagen am Beispiel von Wiedererwärmungsöfen

Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist die Senkung von CO2-Emissionen an kontinuierlich betriebenen Thermoprozessanlagen der Stahlindustrie am Beispiel von Wiedererwärmungsöfen durch den Einsatz von Wasserstoff zur teilweisen und ggf. vollständigen Substitution von Erdgas. Der Einsatz von H2 erfordert zunächst eine Anpassung von Infrastruktur, Armaturen, M&R-Technik und Prozesssteuerung. Aktuell eingesetzte Brenner werden aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften von H2 und Erdgas nicht für eine vollständige Substitution geeignet sein. Mittels Brennerversuche im Technikum und Simulationen werden sichere Betriebszustände der aktuell eingesetzten Brenner für Erdgas und Erdgas/Wasserstoffgemische untersucht. Anschließend werden Anpassungen an der Brennertechnik vorgenommen, die einen dynamischen Betrieb mit Erdgas, H2 und deren Gemischen erlauben. Beim Wechsel der Gassorten muss mindestens eine gleichbleibende Produktionsmenge sowie Produktqualität erreicht werden. Durch die veränderte Heißgasatmosphäre ergeben sich Änderungen in der Prozessführung. Die Prozessautomatisierung muss an die neuen Randbedingungen angepasst werden. Dies erfolgt u.a. auf Basis von CFD-Berechnungen und statistischen Modellen. Durch die direkte Beheizung wird ein Einfluss auf die Produktqualität erwartet. Die Zunderbildung als auch die Zundereigenschaften hängen von der Heißgasatmosphäre ab. In Laborversuchen und in industrienahem Maßstab werden die Zunderbildung und die Entzunderung untersucht. Ein wesentliches Ziel des geplanten Vorhabens ist die industrielle Umsetzung und Erprobung einer möglichst vollständigen Substitution des aktuell eingesetzten Erdgases durch Wasserstoff. Die tatsächlichen Einsparungen energiebedingter CO2-Emissionen werden im Rahmen einer Bilanzierung der Stoffströme abgeschätzt. Des Weiteren werden die Potenziale und Hemmnisse beim Umstieg auf Wasserstoff als Energieträger zusammengestellt, um eine höhere Akzeptanz der Technologie zu erreichen.

Vermeidung von CO2-Emissionen in der Stahlindustrie durch Einsatz von Wasserstoff an kontinuierlich betriebenen Thermoprozessanlagen am Beispiel von Wiedererwärmungsöfen, Teilvorhaben: Planung, Umrüstung und Erprobung des Wasserstoffeinsatzes an einem Wiedererwärmungsofen

Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist die Senkung von CO2-Emissionen an kontinuierlich betriebenen Thermoprozessanlagen der Stahlindustrie am Beispiel von Wiedererwärmungsöfen durch den Einsatz von Wasserstoff zur teilweisen und ggf. vollständigen Substitution von Erdgas. Der Einsatz von H2 erfordert zunächst eine Anpassung von Infrastruktur, Armaturen, M&R-Technik und Prozesssteuerung. Aktuell eingesetzte Brenner werden aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften von H2 und Erdgas nicht für eine vollständige Substitution geeignet sein. Mittels Brennerversuche im Technikum und Simulationen werden sichere Betriebszustände der aktuell eingesetzten Brenner für Erdgas und Erdgas/Wasserstoffgemische untersucht. Anschließend werden Anpassungen an der Brennertechnik vorgenommen, die einen dynamischen Betrieb mit Erdgas, H2 und deren Gemischen erlauben. Beim Wechsel der Gassorten muss mindestens eine gleichbleibende Produktionsmenge sowie Produktqualität erreicht werden. Durch die veränderte Heißgasatmosphäre ergeben sich Änderungen in der Prozessführung. Die Prozessautomatisierung muss an die neuen Randbedingungen angepasst werden. Dies erfolgt u.a. auf Basis von CFD-Berechnungen und statistischen Modellen. Durch die direkte Beheizung wird ein Einfluss auf die Produktqualität erwartet. Die Zunderbildung als auch die Zundereigenschaften hängen von der Heißgasatmosphäre ab. In Laborversuchen und in industrienahem Maßstab werden die Zunderbildung und die Entzunderung untersucht. Ein wesentliches Ziel des geplanten Vorhabens ist die industrielle Umsetzung und Erprobung einer möglichst vollständigen Substitution des aktuell eingesetzten Erdgases durch Wasserstoff. Die tatsächlichen Einsparungen energiebedingter CO2-Emissionen werden im Rahmen einer Bilanzierung der Stoffströme abgeschätzt. Des Weiteren werden die Potenziale und Hemmnisse beim Umstieg auf Wasserstoff als Energieträger zusammengestellt, um eine höhere Akzeptanz der Technologie zu erreichen.

Optimierung des bestehenden Verbrennungssystems der Siemens Energy Gas Turbine 4000F für den sicheren Betrieb mit Wasserstoffanteil größer als 50%vol zur CO2-Emissionsreduktion, Teilvorhaben: Laborversuche

Bei stationären Gasturbinen kann der Übergang zur CO2-freien Energie-Erzeugung in Schritten erfolgen. Dabei wird die Brennstoff-Zusammensetzung sukzessive von reinem Erdgas in Richtung Wasserstoff verschoben. Die Brenner in stationären Gasturbinen sind als besonders schadstoffarme Vormischbrenner stark auf die Verbrennungseigenschaften von Erdgas optimiert. Da sich die Verbrennungseigenschaften von Wasserstoff und Erdgas stark unterscheiden, stellt die Zumischung von Wasserstoff zum Brennstoff hohe Anforderungen an die Brennstoff-Flexibilität der Vormischbrenner. Insbesondere wird sich mit zunehmendem Wasserstoffanteil die Lage der Wärmefreisetzungszone relativ zum Brenneraustritt ändern. Dieser Einfluss soll an einem skalierten, aber dennoch anwendungsorientierten Brenner, bei realistischen Betriebsbedingungen unter Einsatz laseroptischer Messverfahren charakterisiert werden.

Gasnetz Stadtwerke Uelzen

Die Stadtwerke Uelzen GmbH ist ein modernes Energieversorgungsunternehmen im Herzen der Lüneburger Heide und bietet Ihnen alle Services rund um das Thema Energie aus einer Hand. Unter der Marke mycity versorgt das Unternehmen die Stadt Uelzen neben Erdgas und Wasser mit 100 % Ökostrom. Hier wird das Gasleitungsnetz digital geführt, es werden alle Leitungen samt Gasstationen und Absperrschieber dargestellt. Die Daten werden fortlaufend aktualisiert. Die Daten können von berechtigten Personen eingesehen werden.

Gasleitungsnetz der Westfalen Weser Netz GmbH (WWN)

Das Versorgungsnetz umfasst Geodaten zur Sparte "Gas" - Verteilnetz und Transportnetz innerhalb des Netzgebietes. Eingeschlossen sind die Gasnetze der Stadtwerke Lage und Stadtoldendorf, weil die Betriebsführung und Dokumentation der Netze durch die Westfalen Weser GmbH durchgeführt wird. Die Daten werden in einem Geografischen Informationssystem aktuell gehalten und bei berechtigtem Interesse als PDF-Datei zur Verfügung gestellt. Die Westfalen Weser Netz GmbH ist eins von vier Unternehmen, die Westfalen Weser unter sich vereint. Sie ist ein Tochterunternehmen der rein kommunalen Westfalen Weser Energie GmbH & Co. KG, an der verschiedene Städte und Gemeinden beteiligt sind. Weitere Kommunen sind Konzessionsgeber des regionalen Dienstleisters. Das operative Geschäft liegt bei der Westfalen Weser Netz GmbH und der Energieservice Westfalen Weser GmbH. Bestehende und zukünftige Beteiligungen sowie Dienstleistungen sind in der Westfalen Weser Beteiligungen GmbH gebündelt. Westfalen Weser Netz betreibt regionale Verteilnetze für Strom, Erdgas und Wasser und ist beispielsweise Ihr Partner in Sachen Hausanschlüsse oder Einspeisung regenerativer Energien.

Einfluss von Wasserstoff im Erdgas auf die Erzeugung von Endogas und die Verwendung als Fettungsgas beim Gasaufkohlen

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