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Schwefeldioxid-Emissionen

<p> <p>Schwefeldioxid entsteht hauptsächlich bei der Verbrennung schwefelhaltiger Brennstoffe. Seit 1990 sind die Emissionen um 96 Prozent gesunken, vor allem durch technische Maßnahmen sowie den Einsatz schwefelarmer Brennstoffe. Die Reduktionsziele sind damit alle erreicht worden.</p> </p><p>Schwefeldioxid entsteht hauptsächlich bei der Verbrennung schwefelhaltiger Brennstoffe. Seit 1990 sind die Emissionen um 96 Prozent gesunken, vor allem durch technische Maßnahmen sowie den Einsatz schwefelarmer Brennstoffe. Die Reduktionsziele sind damit alle erreicht worden.</p><p> Entwicklung seit 1990 <p>Von 1990 bis 2023 ist ein Rückgang der Schwefeldioxid-Emissionen (SO2) von 5,5 auf nur 0,22 Millionen Tonnen (Mio. t) oder gut 96 % zu verzeichnen (siehe Abb. „Schwefeldioxid-Emissionen nach Quellkategorien“). Die Gründe hierfür liegen vor allem in der Stilllegung bzw. technischen Nachrüstung von Betrieben in den neuen Bundesländern sowie der Einsatz von Brennstoffen mit geringerem Schwefelgehalt. Ab dem Jahr 2016 sanken die Schwefeldioxid-Emissionen nochmals deutlich. Grund dafür war die Verschärfung der Anforderungen an die Abgasreinigung bei Großfeuerungsanlagen durch die Neufassung der 13. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bimschv">BImSchV</a> vom 02.05.2013. Die Jahre ab 2020 sind von Sondereffekten geprägt, der stetig fallende Trend ist erst einmal unterbrochen.</p> <p>Hauptverursacher der Schwefeldioxid-Emissionen im Jahr 2023 waren die stationären Feuerungsanlagen der Kraft- und Fernheizwerke der Energiewirtschaft und die Industriefeuerungen des Verarbeitenden Gewerbes mit einem Anteil an den Gesamtemissionen von zusammen 64 %. Seit 1990 senkten diese Bereiche ihren Schwefeldioxid-Ausstoß um 3,9 Mio. t (-97 %).</p> <p>Eine vergleichbare Entwicklung zeigt sich in den Bereichen Haushalte sowie Gewerbe, Handel und Dienstleistung (Rückgang um insgesamt ca. 1 Mio. t oder fast -99 %, Anteil im Jahr 2023: 6,1 %).</p> <p>Die Emissionen der mengenmäßig weniger bedeutsamen Industrieprozesse sanken zwischen 1990 und 2023 um 0,1 Mio. t und verminderten sich dadurch um ca. 69&nbsp;%. Ihr Anteil an den gesamten Schwefeldioxid-Emissionen stieg durch die überproportionalen Minderungen in den anderen Bereichen im gleichen Zeitraum von 3 % auf 26 % (siehe Tab. „Emissionen ausgewählter Luftschadstoffe nach Quellkategorien“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_Schwefeldixodi-Emi_2026-06-09.png"> </a> <strong> Schwefeldioxid-Emissionen nach Quellkategorien </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_Schwefeldixodi-Emi_2026-06-09.png">Bild herunterladen</a> (206,47 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_Schwefeldixodi-Emi_2026-06-09.pdf">Diagramm als PDF</a> (47,03 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Tab_Emi-ausgew-Luftschadst_2026-06-09.png"> </a> <strong> Tab: Emissionen ausgewählter Luftschadstoffe nach Quellkategorien </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Tab_Emi-ausgew-Luftschadst_2026-06-09.png">Bild herunterladen</a> (212,23 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Tab_Emi-ausgew-Luftschadst_2026-06-09.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung</a> (163,25 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Erfüllungsstand der Emissionsminderungsbeschlüsse <p>Im <a href="https://unece.org/environment-policy/air/protocol-abate-acidification-eutrophication-and-ground-level-ozone">Göteborg-Protokoll</a> zur <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/unece">UNECE</a>-Luftreinhaltekonvention und in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/nec-richtlinie">NEC-Richtlinie</a> (<a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX%3A32016L2284">EU 2016/2284</a>) der EU wird festgelegt, dass die jährlichen SO2-Emissionen ab 2020 um 21 % niedriger sein müssen als 2005. Dieses Ziel wird seit 2021 eingehalten.&nbsp;</p> <p>Auf EU-Ebene legt die NEC-Richtlinie (<a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX%3A32016L2284">EU 2016/2284</a>) auch fest, dass ab 2030 die jährlichen Emissionen 58 % niedriger gegenüber 2005 sein sollen. Dieses Ziel wurde bisher nicht erreicht.</p> </p><p> Entstehung von Schwefeldioxid-Emissionen <p>Schwefeldioxid entsteht überwiegend bei Verbrennungsvorgängen durch Oxidation des im Brennstoff enthaltenen Schwefels. Die nahezu konstanten, jedoch relativ unbedeutenden prozessbedingten Emissionen treten vornehmlich in den Bereichen der industriellen Produktionsprozesse in der Chemischen Industrie, der Metallerzeugung und dem Sektor Steine und Erden sowie der Erdöl- und Erdgasaufbereitung auf.</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Karten zu den voraussichtlichen Wärmeversorgungsgebieten des Wärmeplans 2026

Zentraler Teil der Berliner Wärmeplanung sind Ergebniskarten, die eine Einteilung des Stadtgebiets in “voraussichtliche Wärmeversorgungsgebiete“ über Stützjahre bis zum Zieljahr 2045 gemäß den Vorgaben des Wärmeplanungsgesetzes darstellen. Die Einteilung des beplanten Gebietes erfolgt kriterienbasiert auf Grundlage der erhobenen Daten zu bestehenden Infrastrukturen, die insbesondere aus Datenabfragen bei den Energieversorgungsunternehmen resultieren, den Stadtstruktur- und Flächentypen sowie den ermittelten Wärmebedarfen der Gebäude im Verschnitt mit den erhobenen Potenzialdaten zu erneuerbaren Energien und unvermeidbarer Abwärme. Die Ergebnisse sind kartografisch größtenteils auf Ebene der Teilblöcke gemäß ISU5 dargestellt. Neben der Einteilung in Wärmeversorgungsgebiete im Status Quo wird die voraussichtliche räumliche Ausprägung der Gebiete in den Stützjahren 2030, 2035, 2040 und 2045 dargestellt. Dabei sind die Karte zu den Wärmeversorgungsgebieten 2025 (Status Quo) und die Karte zu den voraussichtlichen Wärmeversorgungsgebieten 2045 (Ergebniskarte) mit weiterführenden Informationen und Kontaktmöglichkeiten zu Netzbetreibern, die bereits vor Ort tätig sind oder dies in Zukunft planen, versehen. Welche Bedeutung davon für Gebäudeeigentümerinnen und -eigentümer ausgeht sowie inhaltliche Erläuterungen zu den Wärmeversorgungsgebieten, den Möglichkeiten der Wärmeversorgung in diesen Gebieten und eine Einordnung in den Wärmeplan 2026 finden sich unter Wärmeversorgungsgebiete und Zielszenario . Die Einteilung des beplanten Gebietes erfolgt in den Kategorien: Wärmenetzgebiet – Bestand 2025: Darstellung der ISU5-Teilbaublöcke mit aktuell mindestens einem Wärmenetzanschluss durch einen der Wärmenetzbetreiber BEW Berliner Energie und Wärme GmbH, BTB-Blockheizkraftwerks, Träger- und Betreibergesellschaft mbH Berlin, Fernheizwerk Neukölln AG, GASAG Solution Plus GmbH und GETEC heat & power GmbH. (Ein ISU5-Teilblock ist die kleinste Einheit des Informationssystems Stadt und Umwelt (ISU), hat häufig einen kleineren Zuschnitt als die Blöcke des RBS-Systems. Daher können mehrere ISU5-Blöcke in einem von Straßen umgebenen Baublock liegen.) Wärmenetzgebiet – Erschließungsperspektive (zwischen 2025 und 2030, zwischen 2030 und 2035, zwischen 2035 und 2040 und zwischen 2040 und 2045): Darstellung der ISU5-Teilbaublöcke, die aktuell keine Versorgung durch einen Wärmenetzbetreiber aufweisen, bei denen jedoch durch einen oder mehrere Wärmenetzbetreiber geplant ist, dass der Teilbaublock bis zu dem dargestellten Jahr mit einem Wärmenetz erschlossen wird. Wärmenetzgebiet – Erschließungsperspektive bis 2030: Darstellung der ISU5-Teilbaublöcke, die aktuell keine Versorgung durch einen Wärmenetzbetreiber aufweisen, die jedoch an einen bereits versorgten Teilbaublock angrenzen und deren Erschließung im Rahmen von Nachverdichtungen erfolgen soll. Gebiet der dezentralen Versorgung: Darstellung der ISU5-Teilbauböcke, die sich mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht für eine Versorgung durch ein Wärmenetz eignen. Prüfkriterien hierzu sind: Wärmedichte kleiner als 400 MWh/(ha*a) UND kein Wärmenetz vorhanden UND keine Liegenschaft mit einem Wärmebedarf größer 1 GWh/a vorhanden ODER keine Keimzelle vorhanden (als Keimzellen gelten Schulen, Kindertagesstätten, Krankenhaus, Hochschule und Forschung, Kirche, Verwaltung, Sonstige Jungeneinrichtung beim Flächentyp und Sportplatz bei der GRZ). Prüfgebiet – Wärmenetzeignung gegeben: Darstellung der ISU5-Teilbauböcke, die sich bei Anwendung der betrachteten Kriterien für ein Wärmenetz eignen. Prüfkriterien hierzu sind: Wärmebedarf mindestens 400 MWh/(ha*a) ODER Vorhandensein mindestens einer Liegenschaft mit einem Wärmebedarf größer als 1 GWh/a ODER Einordnung als Keimzelle (als Keimzellen gelten Schulen, Kindertagesstätten, Krankenhaus, Hochschule und Forschung, Kirche, Verwaltung, Sonstige Jungeneinrichtung beim Flächentyp und Sportplatz bei der GRZ) UND kein Wärmenetz vorhanden UND keine EE- oder Abwärmequelle mit besonderer Eignung für eine Einspeisung in ein Wärmenetz bekannt (Grundlage hierfür ist die Auswertung der Potenzialdaten und ‑karten zuzüglich der Potenziale von Abwasserwärme). Prüfgebiet – hohe Wärmenetzeignung: Darstellung der ISU5-Teilbauböcke, die sich bei Anwendung der betrachteten Kriterien für ein Wärmenetz eignen und eine definierte Nähe zu Abwärmequellen oder zu Potenzialen erneuerbarer Energien aufweisen. Prüfkriterien hierzu sind: Wärmebedarf größer als 400 MWh/(ha*a) ODER Vorhandensein mindestens einer Liegenschaft mit einem Wärmebedarf größer als 1 GWh/a ODER Einordnung als Keimzelle (als Keimzellen gelten Schulen, Kindertagesstätten, Krankenhaus, Hochschule und Forschung, Kirche, Verwaltung, Sonstige Jungeneinrichtung beim Flächentyp und Sportplatz bei der GRZ) UND kein Wärmenetz vorhanden UND EE- oder Abwärmequelle mit besonderer Eignung für eine Einspeisung in ein Wärmenetz bekannt (Grundlage hierfür ist die Auswertung der Potenzialdaten und ‑karten zuzüglich der Potenziale von Abwasserwärme). Die Karten zu den Wärmeversorgungsgebieten des Wärmeplans 2026 sind zudem im Berliner Geoportal unter „Fachkarten“ > „Planungsunterlagen, Kataster“ verfügbar.

Entwicklung und industrieller Einsatz eines schadstoffarmen Oxy-Fuel-Brennersystems für die energetische Nutzung von grünem Ammoniak in der Stahlindustrie, Teilprojektes: Numerische und experimentelle Untersuchung zur Ammoniakverbrennung im Oxy-Fuel-Prozess

Der Klimawandel ist eine der Herausforderungen des 21. Jahrhunderts, wobei die durch die Verbrennung fossiler Energieträger freigesetzten Treibhausgas(THG)-Emissionen, insbesondere CO2, einen wesentlichen Beitrag zur globalen Erwärmung leisten. Wasserstoff wird importiert werden müssen, um die benötigten Energiemengen für die Industrie in Deutschland bereitzustellen. Grünes NH3 kann als CO2-freier Brennstoff neben H2 eine bedeutende Rolle spielen. Bezogen auf Transportvolumina hat H2 einen geringeren spezifischen Heizwert als NH3: NH3 lässt sich dagegen bereits bei -33 °C unter Normdruck verflüssigen, was den Transport erheblich vereinfacht. Bewährte Transport- und Speicheroptionen für NH3 sind vorhanden. Bei der NH3-Verbrennung ist jedoch mit hohen NOX-Emissionen zu rechnen, zudem neigen NH3-Flammen zur Instabilität. Mit Hilfe von reaktionskinetischen Untersuchungen, CFD-Simulationen und experimentellen Untersuchungen im semi-industriellen Maßstab sollen typische Primärmaßnahmen zur NOx-Minderung mit dem Brennstoff NH3 erprobt und in ein zu entwickelndes Oxy-Fuel-Brennersystem integriert werden. Durch die Oxy-Fuel-Verbrennung soll die feuerungstechnische Effizienz erhöht sowie die Stabilisierung der NH3-Verbrennung erreicht werden. Das zu entwickelnde Brennersystem soll im Anschluss an die Entwicklungsarbeiten in einem industriellen Wärmebehandlungsofen mit Ammoniak im realen Betrieb getestet werden.

Emissionsminderung bei Großfeuerungsanlagen

<p> <p>Großfeuerungsanlagen haben aufgrund der großen Brennstoffmengen eine erhebliche Umweltrelevanz. Seit den 1980er Jahren ist es in Deutschland gelungen, die durch sie hervorgerufene Umweltbelastung - insbesondere ihre Emissionen an Staub, Schwefel- und Stickstoffoxiden und Schwermetallen - erheblich zu senken.</p> </p><p>Großfeuerungsanlagen haben aufgrund der großen Brennstoffmengen eine erhebliche Umweltrelevanz. Seit den 1980er Jahren ist es in Deutschland gelungen, die durch sie hervorgerufene Umweltbelastung - insbesondere ihre Emissionen an Staub, Schwefel- und Stickstoffoxiden und Schwermetallen - erheblich zu senken.</p><p> Technische Maßnahmen erfolgreich <p>In den letzten Jahrzehnten wurden große Anstrengungen unternommen, um die in großen industriellen Anlagen zur Energieumwandlung wie Kraftwerken, Heizkraftwerken und Heizwerken entstehenden Mengen an luftverunreinigenden Stoffen zu senken oder zu vermeiden. Der Vollzug der Verordnung über Großfeuerungsanlagen&nbsp;<a href="http://www.gesetze-im-internet.de/bimschv_13_2021/">(13. BImSchV)</a> aus dem Jahre 1983 hat in den 1980er Jahren in den alten und in den 1990er Jahren in den neuen Bundesländern zu einer erheblichen Verbesserung der Umweltsituation beigetragen. Die Betreiber von Altanlagen konnten durch umfangreiche Nachrüstungsmaßnahmen die Emissionen von Schwefeloxiden (SOx) und Stickstoffoxiden (NOx) sowie von Staub einschließlich der an ihm anhaftenden Schwermetalle mindern. Neue Anlagen werden von Anfang an mit hochwirksamen Einrichtungen zur Begrenzung dieser Emissionen ausgestattet.</p> </p><p> Entwicklung der Emissionen von Luftschadstoffen <p>Betreiber von Großfeuerungsanlagen - das sind Feuerungsanlagen mit einer Feuerungswärmeleistung von 50 Megawatt oder mehr - müssen seit 2004 zusätzlich zu den jährlichen Emissionsfrachten von SOx, NOx und Staub auch die Brennstoffeinsätze berichten. Darauf aufbauend übermittelt Deutschland im Rahmen EU-rechtlicher Vorgaben alle drei Jahre eine Zusammenfassung dieser Daten an die EU-Kommission. Der Geltungsbereich der Verordnung wurde 2004 auf Gasturbinenanlagen und 2013 auf Verbrennungsmotoranlagen mit jeweils 50 Megawatt Feuerungswärmeleistung oder mehr ausgedehnt. Erstmals zum Berichtsjahr 2016 verpflichtet die&nbsp;<a href="https://www.gesetze-im-internet.de/bimschv_17_2013/BJNR104400013.html">17. BImSchV</a> auch die abfallmitverbrennenden Großfeuerungsanlagen zur Berichterstattung an den Bund. So hat sich der Kreis der berichtspflichtigen Anlagen stufenweise vergrößert.&nbsp;</p> <p>Die Abbildungen „Entwicklung der jährlichen Emissionsfrachten von Schwefeloxiden aus Großfeuerungsanlagen“ und „Entwicklung der jährlichen Emissionsfrachten von Stickstoffoxiden aus Großfeuerungsanlagen“ zeigen die Wirksamkeit der in den 1980er und 1990er Jahren ergriffenen Maßnahmen zur Emissionsminderung. Den Abbildungen liegen Datenerhebungen zugrunde, die ab dem Jahr 1992 regelmäßig jährlich erhoben werden. Zu diesem Zeitpunkt war in Westdeutschland die Nachrüstung von bestehenden Großfeuerungsanlagen mit Einrichtungen zur Minderung der SO2- und NOx-Emissionen bereits weitgehend abgeschlossen.&nbsp;</p> <p>Deutschlandweit sanken die Emissionen von Schwefeldioxid zwischen 1992 und 2022 nochmals um 96,3 %, von rund 2,5 Millionen Tonnen (Mio. t) auf rund 0,1 Mio. t, die Stickstoffoxid-Emissionen nahmen im gleichen Zeitraum um 63,7 %, von rund 0,45 Mio. t auf rund 0,16 Mio. t ab.&nbsp;Der Anstieg der NOx-<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/frachten">Frachten</a> zum Jahr 2004 ist auf die ab diesem Zeitpunkt wirksame Einbeziehung von Gasturbinenanlagen in die Berichterstattungspflicht zurückzuführen.&nbsp;</p> <p>Die Einbeziehung der Emissionen von Verbrennungsmotoranlagen ab dem Jahr 2013 wirkt sich wegen der bundesweit sehr geringen Anzahl solcher Anlagen im Geltungsbereich der Verordnung kaum auf die Emissionsentwicklung der Großfeuerungsanlagen aus.</p> <p>Der Anstieg der SO2 und der NOx-Frachten zum Jahr 2016 ist darauf zurückzuführen, dass abfallmitverbrennende Großfeuerungsanlagen erstmals für das Jahr 2016 zur Berichterstattung ihrer Emissionen verpflichtet sind; zum Teil haben diese Anlagen in den Jahren davor auf freiwilliger Basis ihre Emissionen berichtet.&nbsp;</p> <p>Der in den Jahren 2017 - 2019 erkennbare, beachtliche Rückgang der Emissionen gegenüber 2016 wurde durch zwei Faktoren begünstigt: Zum einen ging in den Kraftwerken der Einsatz von Stein- und Braunkohle bis zum Jahr 2019 merklich zurück, dagegen stieg der Einsatz von Erdgas an. Zum anderen mussten zahlreiche Großfeuerungsanlagen ab 1.1.2016 strengeren emissionsbegrenzenden Anforderungen der 13. und 17. BImSchV entsprechen.&nbsp;</p> <p>Während der Corona-Pandemie, im Jahr 2020, ging die Stromproduktion und damit auch der Einsatz an Stein- und Braunkohlen zurück. Infolgedessen sanken die NOX und SO2-Emissionen noch einmal deutlich. Der Emissionsanstieg im Jahr 2021 hat verschiedene Gründe. Witterungsbedingt ging die Windstromeinspeisung deutlich zurück. Zugleich stieg der Stromverbrauch im Zuge der wirtschaftlichen Erholung wieder an. Infolgedessen erhöhte sich der Einsatz von Stein- und Braunkohlen in Kraftwerken. Aufgrund der Gaskrise wurde auch im Jahr 2022 mehr Stein- und Braunkohle aber auch mehr Heizöl genutzt, während der Erdgaseinsatz deutlich zurückging. Die dennoch erfolgte Emissionsminderung ist durch die strengeren Grenzwerte der 13. BImSchV aus dem Jahre 2021 zu erklären. Im Jahr 2023 ging der Kohleeinsatz wieder deutlich zurück, was zu einem entsprechenden Emissionsrückgang führte.&nbsp;</p> <p>Aktuelle Angaben zu den jährlichen Emissionsfrachten - auch von anderen Schadstoffen - von Standorten mit einer oder mehreren Großfeuerungsanlagen finden sich auf der Webseite<a href="https://www.thru.de/daten/emissionen-kompakt/liste-schadstoffe/thru-form-id/430/thru-emis-brname/Verbrennungsanlagen%2520%253E%252050%2520MW/thru-emis-brid/1/thru-emis-tid/3/thru-emis-year/2017/"> Thru.de</a>,&nbsp;die Informationen zu Schadstofffreisetzungen und der Entsorgung von Abfällen sowie zu Emissionen aus diffusen Quellen zusammenführt.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_Entw-Emissionsfrachten-SO2_2026-03-17.png"> </a> <strong> Entwicklung der jährlichen Emissionsfrachten von Schwefeloxiden aus Großfeuerungsanlagen </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_Entw-Emissionsfrachten-SO2_2026-03-17.png">Bild herunterladen</a> (91,02 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_Entw-Emissionsfrachten-SO2_2026-03-17.pdf">Diagramm als PDF</a> (38,41 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_Entw-Emissionsfrachten-SO2_2026-03-17.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (32,31 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Abb_Entw-Emissionsfrachten-NOx_2026-03-17.png"> </a> <strong> Entwicklung der jährlichen Emissionsfrachten von Stickstoffoxiden aus Großfeuerungsanlagen </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Abb_Entw-Emissionsfrachten-NOx_2026-03-17.png">Bild herunterladen</a> (106,66 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_Entw-Emissionsfrachten-NOx_2026-03-17.pdf">Diagramm als PDF</a> (38,43 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_Entw-Emissionsfrachten-NOx_2026-03-17.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (29,72 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Entwicklung und industrieller Einsatz eines schadstoffarmen Oxy-Fuel-Brennersystems für die energetische Nutzung von grünem Ammoniak in der Stahlindustrie, Teilprojekt SMS: Auslegung, Konstruktion, additive Fertigung und numerische Untersuchung des NH3-Oxy-Fuel-Brennersystems

Der Klimawandel ist eine der Herausforderungen des 21. Jahrhunderts, wobei die durch die Verbrennung fossiler Energieträger freigesetzten Treibhausgas(THG)-Emissionen, insbesondere CO2, einen wesentlichen Beitrag zur globalen Erwärmung leisten. Wasserstoff wird importiert werden müssen, um die benötigten Energiemengen für die Industrie in Deutschland bereitzustellen. Grünes NH3 kann als CO2-freier Brennstoff neben H2 eine bedeutende Rolle spielen. Bezogen auf Transportvolumina hat H2 einen geringeren spezifischen Heizwert als NH3: NH3 lässt sich dagegen bereits bei -33 °C unter Normdruck verflüssigen, was den Transport erheblich vereinfacht. Bewährte Transport- und Speicheroptionen für NH3 sind vorhanden. Bei der NH3-Verbrennung ist jedoch mit hohen NOX-Emissionen zu rechnen, zudem neigen NH3-Flammen zur Instabilität. Mit Hilfe von reaktionskinetischen Untersuchungen, CFD-Simulationen und experimentellen Untersuchungen im semi-industriellen Maßstab sollen typische Primärmaßnahmen zur NOx-Minderung mit dem Brennstoff NH3 erprobt und in ein zu entwickelndes Oxy-Fuel-Brennersystem integriert werden. Durch die Oxy-Fuel-Verbrennung soll die feuerungstechnische Effizienz erhöht sowie die Stabilisierung der NH3-Verbrennung erreicht werden. Das zu entwickelnde Brennersystem soll im Anschluss an die Entwicklungsarbeiten in einem industriellen Wärmebehandlungsofen mit Ammoniak im realen Betrieb getestet werden.

Entwicklung und industrieller Einsatz eines schadstoffarmen Oxy-Fuel-Brennersystems für die energetische Nutzung von grünem Ammoniak in der Stahlindustrie, Teilprojekt GMH: Numerische Untersuchung und Implementierung des Brennersystems in einer realen Produktionsanlage

Der Klimawandel ist eine der Herausforderungen des 21. Jahrhunderts, wobei die durch die Verbrennung fossiler Energieträger freigesetzten Treibhausgas(THG)-Emissionen, insbesondere CO2, einen wesentlichen Beitrag zur globalen Erwärmung leisten. Wasserstoff wird importiert werden müssen, um die benötigten Energiemengen für die Industrie in Deutschland bereitzustellen. Grünes NH3 kann als CO2-freier Brennstoff neben H2 eine bedeutende Rolle spielen. Bezogen auf Transportvolumina hat H2 einen geringeren spezifischen Heizwert als NH3: NH3 lässt sich dagegen bereits bei -33 °C unter Normdruck verflüssigen, was den Transport erheblich vereinfacht. Bewährte Transport- und Speicheroptionen für NH3 sind vorhanden. Bei der NH3-Verbrennung ist jedoch mit hohen NOX-Emissionen zu rechnen, zudem neigen NH3-Flammen zur Instabilität. Mit Hilfe von reaktionskinetischen Untersuchungen, CFD-Simulationen und experimentellen Untersuchungen im semi-industriellen Maßstab sollen typische Primärmaßnahmen zur NOx-Minderung mit dem Brennstoff NH3 erprobt und in ein zu entwickelndes Oxy-Fuel-Brennersystem integriert werden. Durch die Oxy-Fuel-Verbrennung soll die feuerungstechnische Effizienz erhöht sowie die Stabilisierung der NH3-Verbrennung erreicht werden. Das zu entwickelnde Brennersystem soll im Anschluss an die Entwicklungsarbeiten in einem industriellen Wärmebehandlungsofen mit Ammoniak im realen Betrieb getestet werden.

Nachhaltiges Brenngas für Industrieprozesse, Teilvorhaben: Optimierung und Demonstration der Wasserdampfsauerstoff-Gasifizierung von Klärschlamm zum Einsatz in Hochtemperaturprozessen

In der Industrie werden Hochtemperaturprozesse (800 - 2000°C) zur Produktion von Zementklinker, Kalk oder anderen Produkten eingesetzt. In diesen Prozessen wird meist Erdgas oder Kohle für die Erzeugung von Hochtemperaturprozesswärme eingesetzt. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung eines einsatzfähigen Systems für die Konversion von Klärschlamm und anderen biogenen Rest- und Abfallstoffen in ein Brenngas zur direkten Substitution von fossilen Brennstoffen in Hochtemperaturindustrieprozessen. Im Rahmen von NaBI werden folgende Innovationen erforscht und erprobt, um die spezifischen Anforderungen der Hochtemperaturindustrieprozesse zu erfüllen: (1) Flexibilisierung des Gasifizierungsverfahrens bezüglich der Brennstoffqualität durch Optimierung der Wirbelschichtfluidisierung und damit Ermöglichung der Gasifizierung von Klärschlamm wechselnder Qualität sowie von weiteren Rest- und Abfallstoffen für einen breiten Einsatz des NaBI-Ansatzes. (2) Steigerung des Heizwerts des Brenngases durch Einsatz von Sauerstoff: Dadurch wird in gängigen Hochtemperaturprozessen eine weitaus höhere Substitutionsrate von Primärenergie ermöglicht. (3) Optimierung der Qualität der Klärschlammasche als Rohstoff für die Phosphorrückgewinnung durch Einsatz von Additiven. Damit wird die Attraktivität der Asche für Phosphorrückgewinnung erhöht. (4) Untersuchung und Nachweis des Einsatzes von Infrarot-Kamerasystemen für die Prozessüberwachung und -regelung. Bis 2026 wird die Marktreife für die optimierte Brenngasbereitstellung für Industrieprozesse durch Klärschlammgasifizierung erreicht, sodass die erste kommerzielle Anlage bis 2027 realisiert werden kann.

Nachhaltiges Brenngas für Industrieprozesse, Teilvorhaben: Entwicklung einer optimierten Brenngaserzeugung für die Hochtemperaturindustrie

In der Industrie werden Hochtemperaturprozesse (800 - 2000°C) zur Produktion von Zementklinker, Kalk oder anderen Produkten eingesetzt. In diesen Prozessen wird meist Erdgas oder Kohle für die Erzeugung von Hochtemperaturprozesswärme eingesetzt. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung eines einsatzfähigen Systems für die Konversion von Klärschlamm und anderen biogenen Rest- und Abfallstoffen in ein Brenngas zur direkten Substitution von fossilen Brennstoffen in Hochtemperaturindustrieprozessen. Im Rahmen von NaBI werden folgende Innovationen erforscht und erprobt, um die spezifischen Anforderungen der Hochtemperaturindustrieprozesse zu erfüllen: (1) Flexibilisierung des Gasifizierungsverfahrens bezüglich der Brennstoffqualität durch Optimierung der Wirbelschichtfluidisierung und damit Ermöglichung der Gasifizierung von Klärschlamm wechselnder Qualität sowie von weiteren Rest- und Abfallstoffen für einen breiten Einsatz des NaBI-Ansatzes. (2) Steigerung des Heizwerts des Brenngases durch Einsatz von Sauerstoff: Dadurch wird in gängigen Hochtemperaturprozessen eine weitaus höhere Substitutionsrate von Primärenergie ermöglicht. (3) Optimierung der Qualität der Klärschlammasche als Rohstoff für die Phosphorrückgewinnung durch Einsatz von Additiven. Damit wird die Attraktivität der Asche für Phosphorrückgewinnung erhöht. (4) Untersuchung und Nachweis des Einsatzes von Infrarot-Kamerasystemen für die Prozessüberwachung und -regelung. Bis 2026 wird die Marktreife für die optimierte Brenngasbereitstellung für Industrieprozesse durch Klärschlammgasifizierung erreicht, sodass die erste kommerzielle Anlage bis 2027 realisiert werden kann.

Nachhaltiges Brenngas für Industrieprozesse, Teilvorhaben: Infrarot-Messungen der Fluidisierungsbedingungen und Bildauswertung

In der Industrie werden Hochtemperaturprozesse (800 - 2000°C) zur Produktion von Zementklinker, Kalk oder anderen Produkten eingesetzt. In diesen Prozessen wird meist Erdgas oder Kohle für die Erzeugung von Hochtemperaturprozesswärme eingesetzt. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung eines einsatzfähigen Systems für die Konversion von Klärschlamm und anderen biogenen Rest- und Abfallstoffen in ein Brenngas zur direkten Substitution von fossilen Brennstoffen in Hochtemperaturindustrieprozessen. Im Rahmen von NaBI werden folgende Innovationen erforscht und erprobt, um die spezifischen Anforderungen der Hochtemperaturindustrieprozesse zu erfüllen: (1) Flexibilisierung des Gasifizierungsverfahrens bezüglich der Brennstoffqualität durch Optimierung der Wirbelschichtfluidisierung und damit Ermöglichung der Gasifizierung von Klärschlamm wechselnder Qualität sowie von weiteren Rest- und Abfallstoffen für einen breiten Einsatz des NaBI-Ansatzes. (2) Steigerung des Heizwerts des Brenngases durch Einsatz von Sauerstoff: Dadurch wird in gängigen Hochtemperaturprozessen eine weitaus höhere Substitutionsrate von Primärenergie ermöglicht. (3) Optimierung der Qualität der Klärschlammasche als Rohstoff für die Phosphorrückgewinnung durch Einsatz von Additiven. Damit wird die Attraktivität der Asche für Phosphorrückgewinnung erhöht. (4) Untersuchung und Nachweis des Einsatzes von Infrarot-Kamerasystemen für die Prozessüberwachung und -regelung. Bis 2026 wird die Marktreife für die optimierte Brenngasbereitstellung für Industrieprozesse durch Klärschlammgasifizierung erreicht, sodass die erste kommerzielle Anlage bis 2027 realisiert werden kann.

Reduzierung der CO2-Emissionen durch den Einsatz von regenerativem Wasserstoff bei der Herstellung von Aluminium-Rundbolzen zur Profilherstellung - Auswirkungen auf den Schmelzprozess, Teilvorhaben: Numerische und experimentelle Untersuchung der Auswirkungen auf den Aluminiumschmelzprozess

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