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.
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.
In der Karte wird eine Auswahl bedeutender Heizkraft- und Heizwerke mit einer Wärmeleistung von je mehr als 20 MW dargestellt. Diese 34 Anlagen gehören nach der 4. Bundes-Immissionsschutz-Verordnung zur sogenannten Gruppe01 (Wärmeerzeugung, Bergbau, Energie), deren Anzahl seit 1989 von 954 auf 243 (Stand 2000) zurückgegangen ist. Dieser der Rückgang ist sehr deutlich. Hierbei handelt es sich aber oft nicht um Stillegung von Anlagen, sondern um Brennstoffumstellungen, beispielsweise von Kohle oder Erdöl auf Erdgas. Durch diese Umrüstung fallen die Anlagen wegen der geringeren Schadstoffemissionen oft aus der Genehmigungspflicht und werden nicht mehr der Verursachergruppe Industrie, sondern dem Hausbrand zugeordnet. Damit sind sie dann in der Karte überwiegende Hezungsarten (Umweltatlas Berlin) als nicht genehmigungsbedürtige Anlagen berücksichtigt. Die Karte verdeutlicht die auch im Kraftwerksbereich in den letzten Jahren vorgenommenen Angleichungen beim Energieträgereinsatz zwischen "westlichen" und "östlichen" Standorten. Lediglich das Heizkraftwerk Klingenberg fällt noch durch den überwiegenden Einsatz von Braunkohle auf. Das "Rückrat" des Energieträgereinsatzes in den Berliner Kraftwerken stellen Steinkohle und Erdgas. Größter Fernwärmeversorger in Berlin ist die BEWAG, die über ein Rohrleitungssystem von mehr als 1100 km Länge verfügt und ein Versorgungsgebiet von rund 100 km² abdeckt. Daneben existieren jedoch auch etliche dezentrale Inselnetze, wie etwa das seit den 20er Jahren bestehender Versorgungsgebiet des Fernheizwerkes Neukölln. Weitere dezentrale ältere Lösungen sind die Fernwärmenetze des Märkische Viertel in Reinickendorf und für die Gropiusstadt in Neukölln (HKW Rudow). Mit dem Einsetzen der klimaschutz- und energiesparbezogenen Diskussion seit etwa Mitte der achtziger Jahre nahm auch der Ausbau der verbrauchsnahen Kraftwärmekopplung durch Blockheizkraftwerke stark zu. Es entstanden und entstehen weiterhin zahlreiche weitere Nahwärmesysteme mit eigenen Heizwerken oder Blockheizkraftwerken unterschiedlicher Betreiber.
<p> Die wichtigsten Fakten <ul> <li>Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/primaerenergieverbrauch">Primärenergieverbrauch</a> (PEV) in Deutschland ist seit Ende der 2000er Jahre deutlich rückläufig. Er ist von 2008 bis 2024 um etwa 27 % zurückgegangen.</li> <li>Gemäß dem Energieeffizienzgesetz von 2023 soll der PEV bis 2030 gegenüber 2008 um 39 % sinken. Auf Basis der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/treibhausgas">Treibhausgas</a>-Projektionen 2025 des Umweltbundesamtes ist davon auszugehen, dass die bislang dafür ergriffenen Maßnahmen aller Voraussicht nach nicht ausreichen werden, um dieses Ziel zu erreichen.</li> <li>Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/indikator">Indikator</a> „Primärenergieverbrauch“ wird methodisch durch die steigenden Anteile erneuerbarer Energien verzerrt: Steigt der Anteil der Erneuerbaren, sinkt der Primärenergieverbrauch, auch wenn der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/endenergieverbrauch">Endenergieverbrauch</a> konstant bleibt</li> </ul> </p><p> Welche Bedeutung hat der Indikator? <p>Mit dem Einsatz und der Erzeugung von Energie sind eine Vielzahl an Umweltbelastungen verbunden: Durch den Abbau von Rohstoffen wie Kohle oder Erdöl werden Ökosysteme teilweise deutlich geschädigt. Beim Transport der Rohstoffe wird Energie verbraucht, Treibhausgase und gesundheitsgefährdende Luftschadstoffe werden ausgestoßen. Auch bei der Umwandlung und Bereitstellung von Energie kommt es zu Umweltbelastungen. Die Senkung des PEV ist neben dem Umstieg auf alternative und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/22626">erneuerbare Energien</a> daher ein wichtiger Baustein der Energiewende.</p> <p>Allerdings unterliegt der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/indikator">Indikator</a> „Primärenergieverbrauch“ methodenbedingten Verzerrungen: Steigt der Anteil der Erneuerbaren, sinkt der Primärenergieverbrauch, auch wenn der Endenergieverbrauch konstant bleibt (siehe Abschnitt „Wie wird der Indikator berechnet?“ am Ende des Artikels sowie die Ausführungen im Artikel „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/12371#definition-und-einflussfaktoren">Primärenergieverbrauch</a>“). Die Kenngröße „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/106905">Endenergieverbrauch</a>“ ist hinsichtlich des Energieverbrauchs einer Volkswirtschaft aussagekräftiger.</p> </p><p> Wie ist die Entwicklung zu bewerten? <p>2024 wurde in Deutschland etwa 29 % weniger <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/primaerenergie">Primärenergie</a> verbraucht als 1990. Noch 2006 lag der Verbrauch fast so hoch wie 1990. Seitdem ist er deutlich gesunken. Das liegt zum Teil am sinkenden <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/endenergieverbrauch">Endenergieverbrauch</a>, ist zum Teil aber auch methodenbedingt, da die Umstellung auf erneuerbare Energieträger wie beschrieben mit einem überproportional sinkenden PEV einhergeht. Auch sinkende Netto-Stromexporte bzw. seit 2023 gestiegene Netto-Stromimporte unterliegen gleichermaßen diesem statistischen Effekt. Davon abgesehen, führten insbesondere die hohen Energiepreise im Zuge der Energiekrise 2022 nicht zuletzt zu einer deutlich reduzierten Produktion energieintensiver Güter in Deutschland. Dies trug im Jahr 2024 zum niedrigsten Energieverbrauch seit 1990 bei.</p> <p>Im 2023 verabschiedeten <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/enefg/BJNR1350B0023.html">Energieeffizienzgesetz</a> (EnEfG) ist das Ziel festgeschrieben, dass der PEV bis 2030 um 39 % unter den PEV des Jahres 2008 sinken soll. In den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/93256">Treibhausgas-Projektionen 2025</a> wurde auf der Basis von Szenarioanalysen untersucht, ob Deutschland seine Energie- und Klimaziele im Jahr 2030 erreichen kann: Wenn alle von der Regierungskoalition geplanten Maßnahmen umgesetzt werden, ist im Jahr 2030 mit einem Rückgang des PEV von etwa 32 % gegenüber dem Jahr 2008 zu rechnen (Mit-Maßnahmen-<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/szenario">Szenario</a>). Damit wäre das Ziel des EnEfG eines Rückgangs um 39 % bis 2030 deutlich verfehlt. Weitere Maßnahmen zur Senkung des PEV sind also erforderlich, um die Ziele des EnEfG zu erreichen.</p> </p><p> Wie wird der Indikator berechnet? <p>Der Primärenergieverbrauch wird von der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen (AGEB) über das Wirkungsgradprinzip ermittelt. Die in Kraftwerken und anderen Feuerungsanlagen verbrannten Energieträger werden mit ihrem Heizwert multipliziert. Wird Strom aus Wind, Wasserkraft oder Photovoltaik erzeugt, so ist der Wirkungsgrad vereinbarungsgemäß 100 %. Bei der Geothermie beträgt er 10 % und bei der Kernenergie 33 %. Methodische Hinweise zur Berechnung veröffentlicht die AGEB in den <a href="https://ag-energiebilanzen.de/wp-content/uploads/2021/11/vorwort.pdf">Erläuterungen zu den Energiebilanzen</a>.</p> <p><strong>Ausführliche Informationen zum Thema finden Sie im Daten-Artikel <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/12371">„Primärenergieverbrauch“</a>.</strong></p> </p><p> </p><p>Informationen für...</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><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 %. 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/medien/384/bilder/2_abb_schwefeldixodi-emi_2025-07-10.png"> </a> <strong> Schwefeldioxid-Emissionen nach Quellkategorien </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_schwefeldixodi-emi_2025-07-10.png">Bild herunterladen</a> (211,01 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_schwefeldixodi-emi_2025-07-10.pdf">Diagramm als PDF</a> (48,49 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_tab_emi-ausgew-luftschadst_2025-07-10.png"> </a> <strong> Tab: Emissionen ausgewählter Luftschadstoffe nach Quellkategorien </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_tab_emi-ausgew-luftschadst_2025-07-10.png">Bild herunterladen</a> (278,05 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_tab_emi-ausgew-luftschadst_2025-07-10.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung</a> (162,56 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. </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>
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.
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.
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.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 518 |
| Europa | 24 |
| Kommune | 11 |
| Land | 133 |
| Weitere | 50 |
| Wissenschaft | 68 |
| Zivilgesellschaft | 15 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 1 |
| Daten und Messstellen | 5 |
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 276 |
| Gesetzestext | 1 |
| Hochwertiger Datensatz | 1 |
| Text | 305 |
| Umweltprüfung | 85 |
| unbekannt | 15 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 129 |
| Offen | 338 |
| Unbekannt | 221 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 659 |
| Englisch | 109 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 218 |
| Bild | 8 |
| Datei | 222 |
| Dokument | 314 |
| Keine | 260 |
| Unbekannt | 1 |
| Webdienst | 6 |
| Webseite | 124 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 539 |
| Lebewesen und Lebensräume | 562 |
| Luft | 407 |
| Mensch und Umwelt | 688 |
| Wasser | 404 |
| Weitere | 632 |