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Finale Daten für 2024: Emissionen um drei Prozent gesunken

<p> <p>Im Jahr 2024 emittierte Deutschland drei Prozent weniger Treibhausgase als 2023. Dies zeigen die Ergebnisse der Berechnungen, die das Umweltbundesamt (UBA) am 15. Januar 2026 an die Europäische Kommission übermittelt hat. Insgesamt wurden 2024 in Deutschland rund 650 Millionen Tonnen Treibhausgase freigesetzt – 20 Millionen Tonnen weniger als ein Jahr zuvor.</p> </p><p>Im Jahr 2024 emittierte Deutschland drei Prozent weniger Treibhausgase als 2023. Dies zeigen die Ergebnisse der Berechnungen, die das Umweltbundesamt (UBA) am 15. Januar 2026 an die Europäische Kommission übermittelt hat. Insgesamt wurden 2024 in Deutschland rund 650 Millionen Tonnen Treibhausgase freigesetzt – 20 Millionen Tonnen weniger als ein Jahr zuvor.</p><p> <p>Die Treibhausgasemissionen in Deutschland sind im Jahr 2024 erneut zurückgegangen, wenn auch mit teils deutlich unterschiedlichen Entwicklungen in den einzelnen Sektoren. Während insbesondere die Energiewirtschaft weiterhin einen maßgeblichen Beitrag zur Emissionsminderung leistet, zeigen sich in anderen Bereichen nur geringe oder stagnierende Veränderungen.</p> Emissionen nach Sektoren <p>Mit einer Abnahme um knapp über 15 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalente bzw. 7,4 Prozent gegenüber dem Vorjahr verzeichnet der Sektor <strong>Energiewirtschaft </strong>erneut<strong>&nbsp;</strong>einen starken&nbsp;Rückgang. Ein wesentlicher Grund hierfür ist die deutlich gesunkene Stromerzeugung aus Stein- und Braunkohle. Der Rückgang der Kohleverstromung wird auch durch den weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien ausgeglichen, die 2024 den größten Anteil an der Stromerzeugung hatten. Ein weiterer Treiber war ein deutlich gestiegener Stromimportüberschuss, dass also mehr Strom als im Vorjahr importiert als exportiert wurde. Auch die im Vergleich zum Vorjahr mildere <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/witterung">Witterung</a> wirkte sich emissionsmindernd aus.</p> <p>In der <strong>Industrie</strong> blieben die Emissionen nahezu unverändert bei nunmehr rund 149 Millionen Tonnen CO2-Äquivalenten. Die Entwicklung ist jedoch in den verschiedenen Industriebranchen sehr unterschiedlich: Emissionssteigerungen durch eine wirtschaftliche Erholung in der chemischen Industrie und der Eisen-Stahl-Industrie wurden durch Emissionsrückgänge in der Baustoffindustrie, insbesondere durch eine geringere Zementklinkerherstellung, ausgeglichen.</p> <p>Im <strong>Gebäudesektor</strong> gingen die Emissionen um 2,4 Millionen auf rund 100 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalente (minus 2,3 Prozent) zurück. Dabei wirkten nicht zuletzt die milderen Witterungsbedingungen im Vergleich zum Vorjahr als emissionssenkender Treiber. Im Jahr 2024 wurden zwar deutlich weniger neue Wärmepumpen installiert als im Rekordjahr 2023. Durch die erfolgten Neuinstallationen ist der Bestand im Vergleich zum Vorjahr dennoch um etwa zehn Prozent gestiegen. Zusammen mit den tiefengeothermischen Anlagen wurden im Jahr 2024 insgesamt 14 Prozent mehr Wärme aus Geothermie und Umweltwärme gewonnen als im Vorjahr.</p> <p>Mit einem nur geringfügigen Rückgang um rund 0,2 Prozent auf 144 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalente blieben die Emissionen des <strong>Verkehrssektors</strong> 2024 nahezu unverändert. Den größten Anteil an der Emissionsminderung hatte zwar der Straßenverkehr, absolut fällt sein Beitrag zur Minderung aber weiterhin zu gering aus. Rückgänge im Schwerlastverkehr gleichen dabei steigende Emissionen im Inlandsflugverkehr und in der Binnenschifffahrt aus. Da zudem auch Pkw, leichte Nutzfahrzeuge und motorisierte Zweiräder geringfügig mehr Emissionen verursachten, ist der Rückgang vor allem auf einen konjunkturbedingt geringeren Dieselverbrauch im Güterverkehr zurückzuführen – sowohl auf der Straße als auch auf der Schiene.</p> <p>In der <strong>Landwirtschaft</strong> wiederum gingen die Treibhausgasemissionen um etwa zwei Millionen auf 61 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalente zurück. Die Emissionen sanken vor allem durch geringere Emissionen aus landwirtschaftlichen Böden und einem geringeren Einsatz von Düngemitteln.</p> <p>Im Sektor <strong><a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/landnutzung">Landnutzung</a>, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/landnutzungsaenderung">Landnutzungsänderung</a> und Forstwirtschaft</strong> sanken die Emissionen um 15 Millionen auf 58 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalente. Dies ist zum einen ein Resultat der zurück­gehenden Emissionen aus dem Wald, dessen Bestand in Teilen von den Dürrefolgen der letzten Jahre erholt hat. Zum anderen sind die im Jahr 2023 witterungsbedingt sehr hohen Emissionen aus Mineralböden unter Ackerland 2024 deutlich niedriger ausgefallen. Im Bereich der Holzprodukte hingegen ist 2024 erstmalig seit den frühen 90er Jahren wieder mehr CO₂ freigesetzt als eingespeichert worden.</p> Emissionen nach Treibhausgasen <p>Mit 88,3 Prozent dominiert auch 2024 Kohlendioxid (CO2) die Treibhausgasemissionen – größtenteils aus der Verbrennung fossiler Energieträger. Die übrigen Emissionen verteilen sich auf Methan (CH4) mit 6,8 Prozent und Distickstoffmonoxid (N2O) mit knapp 3,5 Prozent, dominiert durch den Bereich der Landwirtschaft. Gegenüber 1990 sanken die Emissionen von Kohlendioxid um 45,6 Prozent, Methan um 67 Prozent und&nbsp;Distickstoffmonoxid um 56,3 Prozent.</p> <p>Fluorierte Treibhausgase (F-Gase) verursachen insgesamt nur etwa 1,4&nbsp;Prozent der Treibhausgasemissionen, haben aber zum Teil sehr hohes Treibhauspotenzial. Seit 1995 sind die fluorierten Treibhausgasemissionen um 44,7 Prozent gesunken.</p> <p>Der Rückgang um 0,7 Millionen Tonnen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/co2">CO2</a>-Äquivalenten gegenüber den gemäß Klimaschutzgesetz für 2024 veröffentlichten Emissionsdaten (siehe <a href="https://www.umweltbundesamt.de/presse/pressemitteilungen/finale-daten-fuer-2023-klimaschaedliche-emissionen">Pressemitteilung 11/2025</a> vom 14. März 2025) bei den Gesamtemissionen gehen auf Aktualisierungen der damals nur vorläufigen statistischen Informationen zurück.</p> <p>Die offizielle Schätzung für die Emissionen 2025 wird das Umweltbundesamt gemäß Klimaschutzgesetz Mitte März 2026 vorstellen.</p> </p><p>Informationen für...</p>

Schwerpunktprogramm (SPP) 1689: Climate Engineering: Risiken, Herausforderungen, Möglichkeiten?, Klima-Engineering über Land: Umfassende Evaluierung von Auswirkungen terrestrischer Carbon-Dioxide-Removal-Methoden auf das Erdsystem (CE-LAND+)

Methoden des terrestrischen Carbon Dioxide Removal (tCDR) wie Aufforstung und Biomasseplantagen werden zuweilen als effektive, 'grüne' und sichere Varianten des Klimaengineering (CE) verstanden wegen ihrer Möglichkeit, die natürliche CO2-Aufnahme durch die Biosphäre zu erhöhen, und ihrer denkbaren ökonomischen Tragfähigkeit. Erkenntnisse aus der ersten Phase des CE-LAND-Projekts legen indes nahe, dass tCDR aufgrund schwieriger erdsystemischer und ethischer Fragen ebenso kontrovers wie andere CE-Methoden ist. CO2-Budgetierungen und rein ökonomische Bewertungen sind daher um profunde Analysen der natürlichen Begrenzungen, der Auswirkungen auf das Erdsystem mit damit verbundenen Unsicherheiten, der Tradeoffs mit anderen Land- und Wassernutzungen und der weitreichenden ethischen Implikationen von tCDR-Maßnahmen zu ergänzen. Analysen hypothetischer Szenarien der ersten Projektphase zeigen, dass effektives tCDR die Umwidmung großer Flächen voraussetzt, womit schwierige Abwägungsprozesse mit anderen Landnutzungen verbunden wären. Darüber hinaus zeigt sich, dass signifikante Nebenwirkungen im Klimasystem (außer der bezweckten Senkung der Weltmitteltemperatur) und in terrestrischen biogeochemischen Kreisläufen aufträten. CE-LAND+ bietet eine tiefergehende quantitative, räumlich explizite Evaluierung der nicht-ökonomischen Kosten einer Biosphärentransformation für tCDR. Potentielle Tradeoffs und Impakts wie auch die systematische Untersuchung von Unsicherheiten in ihrer Abschätzung werden mit zwei Vegetationsmodellen, einem Erdsystemmodell und, neu im Projekt, dynamischen Biodiversitätsmodellen analysiert. Konkret wird CE-LAND+ bisher kaum bilanzierte Tradeoffs untersuchen: einerseits zwischen der Maximierung der Flächennutzung für tCDR bzw. Biodiversitätsschutz, andererseits zwischen der Maximierung der Süßwasserverfügbarkeit für tCDR bzw. Nahrungsmittelproduktion sowie Flussökosysteme. Auch werden die (in)direkten Auswirkungen veränderten Klimas und tCDR-bedingter Landnutzungsänderungen auf Wasserknappheit (mit diversen Metriken und unter Annahme verschiedener Varianten des Wassermanagements) und Biodiversität quantifiziert. Die Tradeoffs und Impakts werden im Kontext von neben der Bekämpfung des Klimawandels formulierten globalen Nachhaltigkeitszielen - Biodiversitätsschutz, Wasser- und Ernährungssicherheit interpretiert - was sonst nicht im Schwerpunktprogramm vermittelt wird. Ferner wird das Projekt zu besserem Verständnis und besserer Quantifizierung von Unsicherheiten von tCDR-Effekten unter zukünftigem Klima beitragen. Hierzu untersucht es modellstrukturbedingte Unterschiede, Wachstum und Mortalität von tCDR-Pflanzungen unter wärmeren und CO2-reicheren Bedingungen und Wechselwirkungen zwischen tCDR-bezogenen Landnutzungsaktivitäten und Klima. Schließlich wird CE-LAND+ in Kooperationen innerhalb des Schwerpunktprogramms und mit einer repräsentativen Auswahl von Szenarien zur Evaluierung tCDR-bedingter Tradeoffs aus umweltethischer Sicht beitragen.

Emissionen fluorierter Treibhausgase („F-Gase“)

<p> <p>Fluorierte Treibhausgase werden in der Regel gezielt hergestellt und als Arbeitsmittel in verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Die Emissionen sind von 2003 bis 2016 kontinuierlich gestiegen, zeigen aber nun einen deutlichen Abwärtstrend. Grund dafür sind wirksame gesetzliche Regelungen, die die Verwendung der F-Gase limitieren. Der Artikel stellt die aktuellen Emissionen dieser Stoffgruppe vor.</p> </p><p>Fluorierte Treibhausgase werden in der Regel gezielt hergestellt und als Arbeitsmittel in verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Die Emissionen sind von 2003 bis 2016 kontinuierlich gestiegen, zeigen aber nun einen deutlichen Abwärtstrend. Grund dafür sind wirksame gesetzliche Regelungen, die die Verwendung der F-Gase limitieren. Der Artikel stellt die aktuellen Emissionen dieser Stoffgruppe vor.</p><p> Entwicklung in Deutschland seit 1995 <p>Zu den fluorierten Treibhausgasen (F-Gasen) zählen die vollfluorierten Kohlenwasserstoffe (FKW), die teilfluorierten Kohlenwasserstoffe (HFKW), Schwefelhexafluorid (SF6) und Stickstofftrifluorid (NF3).</p> <p>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 worden ist (siehe Abb. „Emissionen fluorierter Treibhausgase“, Tab. „Emissionen ausgewählter Treibhausgase nach Kategorien“ und Abb. „Quellen der Emissionen fluorierter Treibhausgase“).</p> <p>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) 2024/573</a> weiter abnehmen. Wichtigstes Instrument der Verordnung ist die schrittweise Begrenzung der Verkaufsmengen von HFKW bis 2030 auf ein Fünftel der heutigen Verkaufsmengen, was sich zeitversetzt auf die Höhe der Emissionen auswirken wird. Die Schwefelhexafluorid-Emissionen aus der Entsorgung von Schallschutzscheiben stiegen bis 2019 und werden jetzt kontinuierlich sinken.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_emi-fluor-thg_2025-05-26.png"> </a> <strong> Emissionen fluorierter Treibhausgase („F-Gase“) </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_emi-fluor-thg_2025-05-26.png">Bild herunterladen</a> (334,71 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_emi-fluor-thg_2025-05-26.pdf">Diagramm als PDF</a> (118,85 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_tab_emi-ausgew-thg-kat_2025-05-26.png"> </a> <strong> Tab: Emissionen ausgewählter Treibhausgase nach Kategorien </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_tab_emi-ausgew-thg-kat_2025-05-26.png">Bild herunterladen</a> (165,83 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_tab_emi-ausgew-thg-kat_2025-05-26.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung</a> (156,19 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_quellen-emi-fluor-thg_2025-05-26.png"> </a> <strong> Quellen der Emissionen fluorierter Treibhausgase </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_quellen-emi-fluor-thg_2025-05-26.png">Bild herunterladen</a> (257,75 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_abb_quellen-emi-fluor-thg_2025-05-26.pdf">Diagramm als PDF</a> (359,65 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Bedeutung von F-Gasen <p>Fluorierte Treibhausgase (F-Gase) wirken sich je nach Substanz sehr stark auf das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> aus, der Effekt ist bis zu 23.500 (5.AR) bzw. 24.300 (6.AR) mal höher als bei Kohlendioxid. F-Gase sind daher Teil des Kyoto-Protokolls und der Nachfolgeregelungen.</p> </p><p> Herkunft von F-Gasen <p>Während die klassischen Treibhausgase meist als unerwünschte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/nebenprodukte">Nebenprodukte</a> freigesetzt werden, zum Beispiel bei der Verbrennung fossiler Rohstoffe, werden fluorierte Treibhausgase zum überwiegenden Teil gezielt produziert und eingesetzt. Sie werden heute in ähnlicher Weise verwendet wie früher <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/fckw">FCKW</a>, die die stratosphärische Ozonschicht zerstören.&nbsp;<br><br>Fluorierte Treibhausgase werden hauptsächlich als Kältemittel in Kälte- und Klimaanlagen, Treibmittel in Schäumen und Dämmstoffen und als Feuerlöschmittel verwendet. Um die Emissionen dieser Stoffe zu vermindern, ist es neben technischen Maßnahmen vor allem zielführend, die Stoffe gezielt zu ersetzen oder alternative Technologien einzusetzen.</p> </p><p> Rechtsvorschriften <p>Fluorierte Treibhausgase unterliegen wegen ihres hohen Treibhauspotenzials europäischer und nationaler Reglementierung. Auf europäischer Ebene ist das Inverkehrbringen und die Verwendung fluorierter Treibhausgase in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/11920">Verordnung (EU) 2024/573</a> und der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/12469">Richtlinie 2006/40/EG</a> geregelt.</p> <p>Ergänzend zu den EU-Regelungen gilt in Deutschland die Verordnung zum Schutz des Klimas vor Veränderungen durch den Eintrag bestimmter fluorierter <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/91231">Treibhausgase</a> (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/91231https://www.umweltbundesamt.de/node/91231#Chemikalien-Klimaschutzverordnung">Chemikalien-Klimaschutzverordnung</a>).</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Pressemitteilung Nr. 201 vom 12. Juni 2026 Stärkstes Treibhausgas: Bezug von Schwefelhexafluorid sinkt 2025 um 19 %

Presse Stärkstes Treibhausgas: Bezug von Schwefelhexafluorid sinkt 2025 um 19 % Von Unternehmen bezogene Menge entspricht 15,5 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalenten Seite teilen Pressemitteilung Nr. 201 vom 12. Juni 2026 WIESBADEN – Klimawirksame Stoffe beeinflussen die Erderwärmung und tragen zum Klimawandel bei. Das stärkste bekannte Treibhausgas ist Schwefelhexafluorid (SF 6 ), dessen Treibhauspotenzial die Klimawirksamkeit von Kohlenstoffdioxid (CO 2 ) um das 23 500-Fache übersteigt. Wie das Statistische Bundesamt (Destatis) mitteilt, haben deutsche Unternehmen im Jahr 2025 insgesamt 658,7 Tonnen dieses Stoffs bezogen. Das waren 154,6 Tonnen oder 19 % weniger als im Jahr 2024. Die im Jahr 2025 bezogene Menge SF 6 entspricht 15,5 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalenten ( Global Warming Potential , GWP), wobei SF 6 zum Großteil in geschlossenen Systemen verwendet und nur in geringem Maß in die Atmosphäre freigesetzt wird. Lädt... Höchster Anteil von SF 6 in dem Bereich der elektrischen Erzeugung, Übertragung und Verteilung eingesetzt Im Jahr 2025 wurde SF 6 mit einer abgegebenen Menge von knapp 470 Tonnen (71,3 %) hauptsächlich im Bereich der elektrischen Erzeugung, Übertragung und Verteilung eingesetzt. Im Vorjahresvergleich sank die abgegebene Menge des Stoffes in diesem Bereich um 128,5 Tonnen (-21,5 %). Zum Berichtsjahr 2025 wurden die Abnehmergruppen "Energieversorger" und "Elektroindustrie/Apparatebau" zu einer neuen Gruppe "elektrische Erzeugung, Übertragung und Verteilung" zusammengelegt. Eine weitere bedeutende Abnehmergruppe mit 82,8 Tonnen war die Halbleiterindustrie. Nach einem deutlichen Anstieg um 58,6 % im Jahr 2022 und um 5,5 % im Jahr 2023 sowie um weitere 8,8 % im Jahr 2024 sank die Abgabe an die Halbleiterindustrie 2025 um 3,4 Tonnen (-3,9 %). Abgabe von Stickstofftrifluorid vorwiegend an Halbleiterindustrie Auch das Treibhausgas Stickstofftrifluorid (NF 3 ) hat einen sehr hohen GWP-Wert von 16 100 und baut sich extrem langsam in der Atmosphäre ab. Im Jahr 2025 wurden insgesamt 168,4 Tonnen NF 3 hauptsächlich an die Halbleiterindustrie abgegeben, das entspricht 2,7 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalenten. Im Vergleich zu 2024 sank die insgesamt abgegebene Menge um 3,3 Tonnen (-1,9 %). Freigesetzte SF 6 -Menge entsprach 0,2 % aller Treibhausgasemissionen im Jahr 2024 Die an die Industrie abgegebene Menge an SF 6 entspricht nicht der Emissionsmenge, die in die Atmosphäre freigesetzt wird. Eine Freisetzung kann aber beispielweise bei der Entsorgung alter Schallschutzscheiben erfolgen. Direkt freigesetzt wurden im Jahr 2024 nach Berechnungen des Umweltbundesamtes zur nationalen Treibhausgas-Berichterstattung 1,6 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente SF 6 . Dies entsprach 0,2 % der gesamten Treibhausgasemissionen in Deutschland von rund 650 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalenten. NF 3 hingegen wurde nach dieser Berechnung in sehr geringem Maß tatsächlich freigesetzt, nämlich in einer Menge von 0,02 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalenten. Für die tatsächlich freigesetzte Menge liegen für das Jahr 2025 nur vorläufige Zahlen für die fluorierten Treibhausgase insgesamt vor, eine Differenzierung nach einzelnen Gasen ist zum jetzigen Zeitpunkt nicht möglich. Methodische Hinweise: Die Erhebung erfolgt bei Unternehmen, die Schwefelhexafluorid beziehungsweise Stickstofftrifluorid herstellen, importieren, exportieren oder in Mengen von mehr als 200 Kilogramm im Inland abgeben. Industrieunternehmen, die diese Gase für die Produktion einsetzen, werden nicht befragt. Weitere Informationen: Weitere Ergebnisse bietet die Tabelle " Abgabe von Schwefelhexafluorid in Deutschland nach Wirtschaftsbereichen " auf der Themenseite " Klimawirksame Stoffe " im Internetangebot des Statistischen Bundesamtes. Neben weiteren Umweltindikatoren ist der Ausstoß von Luftschadstoffen (Treibhausgasemissionen) auch Teil des Monitorings der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie ( www.dns-indikatoren.de ). Ergebnisse zum Thema Klima, Klimawandel und Klimaschutz bietet auch die Klima-Sonderseite ( www.destatis.de/klima ) im Internetauftritt des Statistischen Bundesamtes. +++ Daten und Fakten für den Alltag: Folgen Sie unserem WhatsApp-Kanal . +++ #abbinder-75-pm.l-content-wrapper { padding-top:30px; } #abbinder-75-pm .column-logo { width: 130px; height: 130px; } #abbinder-75-pm .picture .wrapper img { max-width: 100px; max-height: 100px; height: 100px; width: 100px; } #abbinder-75-pm .picture { margin-left:0px; padding:0 10px; } @media only screen and (min-width: 1024px) { #abbinder-75-pm .picture { margin-left:0px;padding:0 20px; } } Kontakt für weitere Auskünfte Statistiken der Wasserwirtschaft und der klimawirksamen Stoffe Telefon: +49 611 75 8950 Zum Kontaktformular Zum Thema Klimawirksame Stoffe Klima

Sauerstoffabnahme im Ozean: Implikationen für die N2O Produktion und die Atmosphäre

N2O ist ein wichtiges Treibhausgas und seine atmosphärische Lebensdauer ist ausreichend lang, um in die Stratosphäre zu gelangen wo es an ozonabbauenden photochemische Reaktionen beteiligt ist (de Bie et al. 2002). Der Ozean ist eine bedeutende Quelle von N2O und macht etwa 35% der natürlichen Quellen aus. Die mikrobielle Produktion von N2O (NH4+-Oxidation, Nitrifizierer-Denitrifikation, Denitrifikation) wird weitgehend über die Konzentration von gelöstem Sauerstoff (DO) reguliert. Unterhalb einer bestimmten, aber ungenau definierten DO-Konzentration, findet deutlich erhöhte N2O Produktion statt. Die Hinweise auf sinkende DO-Konzentrationen im Ozean häufen sich und dies wird zu einer erhöhten ozeanischen N2O Produktion und somit zu einer erhöhten N2O-Emission in die Atmosphäre führen. Bevor dies geschieht ist entscheidend, dass wir 1) die aktuellen N2O Bedingungen im Ozean identifizieren (d.h. N2O-Verteilung, Produktion und Produktionswege) und 2) bestimmen, wie sich die N2O Bedingungen unter verschiedenen Szenarien zukünftiger DO-Konzentrationen ändern werden. Für Punkt 1 werden Arbeiten im nordöstlichen tropischen Atlantik durchgeführt, da dort DO-Konzentrationen herrschen, die für den größten Teil des Ozeans charakteristisch sind. Für Punkt 2 werden wir Arbeit in zwei extremen Sauerstoffminimumzonen (OMZ) durchzuführen (im südöstlichen tropischen Pazifik und in einem low oxygen eddy im nordöstlichen tropischen Atlantik), wo die DO-Konzentrationen wesentlich niedriger sind als im Großteil des Ozeans. In beiden Regionen werden wir: 1) N2O-Konzentrationen messen; 2) del15N, del18O und 15N Site Preference von N2O messen, um die relative Bedeutung, die die verschiedenen Produktionswege von N2O an der Gesamtkonzentration haben, zu bestimmen; 3) N2O-Produktionsraten für jeden der verschiedenen Produktionswege mittels der 15N-Tracer-Technik bestimmen. Zusätzliche Molekularanalysen werden helfen, die verschiedenen N2O-produzierenden Organismen zu charakterisieren und zu quantifizieren. Um die Auswirkungen zu studieren, die eine erhöhte N2O-Produktion im Ozean (als Folge der abnehmenden DO-Konzentration) für die Atmosphäre hat, ist es wichtig, dass wir die Faktoren die den Gasaustausch von N2O beeinflussen, besser verstehen. Mittels der Eddy-Kovarianz-Technik werden wir N2O Flüsse aus dem Meer direkt messen und mit physikalischen, chemischen und biologischen Parametern vergleichen.

Vermeidung von Treibhausgasemissionen bei der Produktion Seltener Erden durch Transfer von Ressourcen-Technologie aus dem Weltraum auf die Erde, Teilprojekt: Prozesserforschung/-verbesserung und Designkonzepte für skalierte terrestrische Anlagen (AGREE-PREVENT)

Das Fluktuations-Dissipations-Theorem, Stochastik und klimaabhängige Subgitterskalenparametrisierungen für effiziente Klimamodelle

In verschiedenen Anwendungsbereichen der Klimamodellierung, z.B. Paläoklimatologie oder Sensitivitätsstudien, besteht Bedarf nach einem besonders effizienten Atmosphärenmodul. Niedrigdimensionale Modelle, basierend auf empirisch-orthogonalen Funktionen (EOF), mit einer empirischen linearen Parametrisierung der nicht aufgelösten Subgitterskalen (SGS), können viele Aspekte der Dynamik eines klassischen allgemeinen Zirkulationsmodells reproduzieren. Sie bieten sich somit in diesem Zusammenhang als interessantes Werkzeug an. Ein verbleibendes Problem war bisher die Klimasensitivität der empirischen SGS-Parametrisierung. In dem Projekt sollen zwei eng miteinander verwobene Ansätze verwendet werden, um dieses Thema anzugehen: (1) Neuere Ergebnisse zeigen, dass das Fluktuations-Dissipations-Theorem (FDT) Potential für die Vorhersage der Reaktion einer empirischen SGS-Parametrisierung auf variable externe Bedingungen hat, insbesondere wenn das betroffene System ausreichend viele schnelle Komponenten hat. Die barotrope Vorticitygleichung in dieser Untersuchung gestattet aber nur vergleichsweise langsame barotrope Rossbywellen. Es ist deshalb zu erwarten, dass der FDT-Ansatz in einem realistischeren Zusammenhang noch besser funktioniert. Darum, und auch mit der direkten Absicht, sukzessive den Realismus der Anwendung zu erhöhen, ist es geplant, die FDT-Strategie auf niedrigdimensionale Modelle der quasigeostrophischen Dreischichtendynamik (QG3S) anzuwenden, die synoptisch-skalige barokline Wellen zulässt. Dazu soll eine empirische linear-stochastische (Ornstein-Uhlenbeck, OU) Parametrisierung betrachtet werden. (2) Noch mehr als der obige Ansatz mit einer empirischen OU-Parametrisierung basiert die stochastische Modenreduktion (SMR) auf ersten Prinzipien. Die darin gegebene explizite Ableitung des Einflusses der nichtaufgelösten schnellen Moden, mit multiplikativem Rauschen und nichtlinearen deterministischen Beiträgen als Ergänzung zu Antrieb und additivem Rauschen wie in einer OU-Parametrisierung, sollte zu einem robusteren Verhalten eines entsprechend entwickelten niedrigdimensionalen Modells führen als die mehr datenbasierte OU-Parametrisierung der SGS. Da SMR-basierte Modelle allerdings zu einem Klimafehler neigen, die oben beschriebenen empirischen Ansätze andererseits sehr gut funktionieren, ist es vorgesehen, die Leistungsfähigkeit von SMR-Modellen zu verbessern, indem die konstante und lineare Komponente ihrer SGS-Parametrisierung empirisch ergänzt wird. Wiederum im QG3S-Zusammenhang soll das FDT verwendet werden, um die Reaktion der empirischen Komponenten der so modifizierten SMR-Parametrisierung auf externe Störungen vorherzusagen. Das übergeordnete Ziel dieser Anstrengungen ist ein effizientes Atmosphärenmodell, das soweit wie nach dem heutigen Stand der Wissenschaft möglich auf ersten Prinzipien basiert, das darüber hinaus aber das FDT verwendet, um die Klimaabhängigkeit der verbleibenden empirischen Elemente zu beschreiben.

Aus der Atmosphäre in den Boden - wie Druckfluktuationen den Gastransport im Boden beeinflussen

Gasaustausch findet in der Atmosphäre primär durch turbulenten und laminaren Fluss statt. Im Boden dagegen spielt advektiver Gastransport eine untergeordnete Rolle, stattdessen dominiert Diffusion die Transportprozesse. Trotz der Unterschiedlichkeit und scheinbaren Unabhängigkeit dieser Prozesse wurde während Freilanduntersuchungen ein Anstieg von Gastransportraten im Boden um mehrere 10 % während Phasen starken Windes beobachtet. Dieser Anstieg ist auf wind-induzierte Druckfluktuationen zurückzuführen, die sich in das luftgefüllte Porensystem des Bodens fortpflanzen und zu einem minimal oszillierenden Luftmassenfluss führen (Pressure-pumping Effekt). Durch den oszillierenden Charakter des Luftmassenflusses ist der direkte Beitrag zum Gastransport sehr gering. Die damit einhergehende Dispersion führt jedoch zu einem Anstieg der effektiven Gastransportrate entgegen des Konzentrationsgradienten. Wird der Pressure-pumping (PP) Effekt bei der Bestimmung von Gasflüssen mit der Gradienten- und Kammermethode nicht berücksichtigt, kann dies zu großen Unsicherheiten in der Bestimmung von Bodengasflüssen führen. Insbesondere für das langfristige Monitoring von treibhausrelevanten Gasflüssen stellen diese Unsicherheiten ein zentrales Problem dar. Wir stellen vier Hypothesen auf:(H1) Der PP-Effekt ist abhängig von Bodeneigenschaften.(H2) Die Ausprägung von Luftdruckfluktuationen ist abhängig von der Rauigkeit verschiedener Landnutzungen (Wald, Grasland, landwirtschaftliche Kulturen, Stadt)(H3) Kammermessungen werden durch Luftdruckfluktuationen beeinflusst.(H4) Der Austausch und Umsatz von Methan in Böden von Mittelgebirgswäldern wird durch den PP-Effekt verstärkt. Die Hypothesen 1, 3 und 4 werden mittels Laboruntersuchungen von Proben verschiedener Böden und Bodenfeuchtebedingungen überprüft. Die Hypothese 2 wird durch Freilandmessungen an verschiedenen Standorten überprüft. Ziele des Vorhabens sind: (Z1) Modelle zu entwickeln, die die Quantifizierung des Einflusses der Bodenstruktur auf den PP-Effekt ermöglichen, (Z2) den Effekt der Oberflächenrauigkeit auf Luftdruckschwankungen zu quantifizieren, (Z3) Schwellenwerte zu definieren, die die Bestimmung von Standorten mit ausgeprägtem PP-Effekt ermöglichen, (Z4) Faktoren für die Berücksichtigung des PP-Effekts für Kammermessungen zu entwickeln, (Z5) Faktoren für die Berücksichtigung des PP-Effekts für die Gradienten Methode zu entwickeln, (Z6) den Einfluss des PP-Effekts auf die Methanaufnahme von Böden in Mittelgebirgswäldern zu bestimmen. Ein besseres Verständnis des bisher nur unzureichend untersuchten PP-Effekts wird wesentlich dazu beitragen, die Verlässlichkeit und Präzision von Messungen von Bodengasflüssen zu steigern, die die Grundlage für weitergehende Forschung darstellen.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Biogene Opalisotope - neue Proxies zur Untersuchung vergangener Nährstoffkreisläufe und hydrographischer Strukturen im Südpazifik in Beziehung zu der Entwicklung des Klimas und der antarktischen Kryosphäre

Der Verlauf der atmosphärischen CO2-Konzentrationen während der vergangenen Klimazyklen ist durch ein Sägezahnmuster mit Maxima in Warmzeiten und Minima in Kaltzeiten geprägt. Es besteht derzeit Konsens, dass insbesondere der Süd Ozean (SO) eine Schlüsselfunktion bei der Steuerung der CO2-Entwicklung einnimmt. Allerdings sind die dabei wirksamen Mechanismen, die in Zusammenhang mit Änderungen der Windmuster, Ozeanzirkulation, Stratifizierung der Wassersäule, Meereisausdehnung und biologischer Produktion stehen, noch nicht ausreichend bekannt. Daten zur Wirkung dieser Prozesse im Wechsel von Warm- und Kaltzeiten beziehen sich bislang fast ausschließlich auf den atlantischen SO. Um ein umfassendes Bild der Klimasteuerung durch den SO zu erhalten muss geklärt werden, wie weit sich die aus dem atlantischen SO bekannten Prozesswirkungen auf den pazifischen SO übertragen lassen. Dies ist deshalb von Bedeutung, da der pazifische SO den größten Teil des SO einnimmt. Darüber hinaus stellt er das hauptsächliche Abflussgebiet des Westantarktischen Eisschildes (WAIS) in den SO dar. Im Rahmen des Projektes sollen mit einer neu entwickelten Proxy-Methode Paläoumwelt-Zeitreihen an ausgewählten Sedimentkernen von latitudinalen Schnitten über den pazifischen SO hinweg gewonnen werden. Dabei handelt es sich um kombinierte Sauerstoff- und Siliziumisotopenmessungen an gereinigten Diatomeen und Radiolarien. Es sollen erstmalig die physikalischen Eigenschaften und Nährstoffbedingungen in verschiedenen Stockwerken des Oberflächenwassers aus verschiedenen Ablagerungsräumen und während unterschiedlicher Klimabedingungen beschrieben werden. Dies umfasst Bedingungen von kälter als heute (z.B. Letztes Glaziales Maximum) bis zu wärmer als heute (z.B. Marines Isotopen Stadium, MIS 5.5). Die Untersuchungen geben Hinweise zur (1) Sensitivität des antarktischen Ökosystems auf den Eintrag von Mikronährstoffen (Eisendüngung), (2) Oberflächenwasserstratifizierung und (3) 'Silicic-Acid leakage'-Hypothese, und tragen damit zur Überprüfung verschiedener Hypothesen zur Klimawirksamkeit von SO-Prozessen bei. Die neuen Proxies bilden überdies Oberflächen-Salzgehaltsanomalien ab, die Hinweise zur Stabilität des WAIS unter verschiedenen Klimabedingungen geben. Darüber hinaus kann die Hypothese getestet werden, nach der der WAIS während MIS 5.5 vollständig abgebaut war. Die Projektergebnisse sollen mit Simulationen mit einem kombinierten biogeochemischen (Si-Isotope beinhaltenden) Atmosphäre-Ozean-Zirkulations-Modell aus einem laufenden SPP1158-DFG Projekt an der CAU Kiel (PI B. Schneider) verglichen werden. Damit sollen die jeweiligen Beiträge der Ozeanzirkulation und der biologischen Produktion zum CO2-Austausch zwischen Ozean und Atmosphäre getrennt und statistisch analysiert werden. Informationen zu Staubeintrag, biogenen Flussraten, physikalischen Ozeanparametern und zur Erstellung von Altersmodellen stehen durch Zusammenarbeit mit anderen (inter)nationalen Projekten zur Verfügung.

Zukunftsfähige Strategien des Phosphormanagements für Österreich (StraPhos)

Die Forderungen nach einem nachhaltigen Phosphor (P) Management werden seit Jahren dringlicher, vorangetrieben insbesondere durch die Erkenntnis, dass einerseits versorgungsseitig eine große Importabhängigkeit besteht, und andererseits die beträchtliche Ineffizienz in der Nutzung dieses essentiellen Elements aufgezeigt wurde. Die größtenteils gute Datenlage zu P in Österreich ermöglichte es, diesen Stoff und seine Stoffflüsse in hohem Detail nachzuverfolgen und ungenützte Potentiale wie beispielweise in Klärschlamm und Tiermehl auf nationaler Ebene zu quantifizieren (Egle et al., 2014; Zoboli et al., 2016a, b). Zur Ausschöpfung des P-Potentials des Abwassers wurde eine Reihe von Verfahren entwickelt, die P aus Abwasser, Klärschlamm oder Klärschlammasche rückgewinnen können. Begleitet wurden diese Entwicklungen durch Studien über die technologische, ökonomische und ökologische Bewertung dieser Verfahren, die deren Leistungsfähigkeit in Bezug auf ein effizientes P-Recycling, deren Kosten und deren technische Entwicklung aufzeigten (Egle et al., 2014). Die vorhandenen Potentiale und Möglichkeiten zur P-Rückgewinnung sind daher bekannt, gleichzeitig hat sich jedoch gezeigt, dass eine P-Rückgewinnung derzeit wirtschaftlich nicht selbsttragend ist und die rechtlichen Rahmenbedingungen, sowie Anreize für ein effizientes Recycling, erst geschaffen werden müssen. Dementsprechend wurden vom BMLFUW für den Bundes-Abfallwirtschaftsplan (BAWP) 2017 (BMLFUW, 2017) die Strategien zur zukünftigen Klärschlammbewirtschaftung und die Vorgaben für eine P-Rückgewinnung ausgearbeitet, und in Entwurf-Fassung bereits bekannt gegeben. Hiernach soll konkret die landwirtschaftliche Ausbringung von Klärschlamm von Kläranlagen größer als 20.000 EW60 verboten und gleichzeitig eine verpflichtende P-Rückgewinnung auf jenen Kläranlagen eingeführt werden. Projektziele - Aus diesem Forschungsbedarf wurden für dieses Projekt folgende Ziele abgeleitet: - Bewertung der ökonomischen und ökologischen Effizienz von Szenarien der Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm unter Einbeziehung der regionalen Strukturen des Klärschlammaufkommens, durch Darstellung von volkswirtschaftlichen Kosten und Investitionskosten, der zu schaffenden Strukturen, sowie von Umweltauswirkungen (Erhöhung des Treibhausgaspotentials, der Schwermetallbelastung der Landwirtschaft, ...) - Darstellung möglicher Folgen und Widersprüche von gesetzlichen Vorgaben für die Erreichung der Ziele für P-Recycling und allenfalls für andere Bereiche der Abwasser- und Abfallwirtschaft - Ableitung von geeigneten Ansätzen für die Festlegung von Steuerungselementen für ein optimiertes Phosphormanagement in Österreich. (Text gekürzt)

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