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Luftschadstoff-Emissionen in Deutschland

<p> <p>Luftschadstoff-Emissionen aus unterschiedlichsten Quellen beeinträchtigen die Luftqualität, können in der Umwelt Säuren bilden oder die übermäßige Anreicherung von Nährstoffen (Eutrophierung) in Ökosysteme vorantreiben. Auch die menschliche Gesundheit kann belastet werden.</p> </p><p>Luftschadstoff-Emissionen aus unterschiedlichsten Quellen beeinträchtigen die Luftqualität, können in der Umwelt Säuren bilden oder die übermäßige Anreicherung von Nährstoffen (Eutrophierung) in Ökosysteme vorantreiben. Auch die menschliche Gesundheit kann belastet werden.</p><p> Entwicklung der Luftschadstoffbelastung <p>Emissionen werden durch den Verkehr, die Energieerzeugung, Industrieprozesse, die Landwirtschaft und viele andere Aktivitäten verursacht. Die seit 1990 erzielten deutlichen Erfolge bei der Emissionsminderung einzelner Luftschadstoffe zeigt die Abbildung „Emissionen ausgewählter Luftschadstoffe“. Daraus geht hervor, dass bei vielen Luftschadstoffen die stärksten Minderungen in der ersten Hälfte der 1990er Jahre erzielt werden konnten.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_Emi-ausgew-Luftschadst_2026-06-09.png"> </a> <strong> Emissionen ausgewählter Luftschadstoffe </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_Emi-ausgew-Luftschadst_2026-06-09.pdf">Diagramm als PDF (50,24 kB)</a></li> </ul> </p><p> Ermittlung der Emissionsmengen <p>Die jährlichen Emissionen werden im Umweltbundesamt aus den verfügbaren Daten (Statistiken der Länder und des Bundes, Informationen von Verbänden und Betrieben, Modelle) für alle Quellen berechnet. Die Schadstoffemissionen werden dann Verursachergruppen, so genannten Quellkategorien, zugeordnet.</p> <p>Diese Aufteilung ist in der Tabelle „Emissionen ausgewählter Luftschadstoffe nach Quellkategorien“ zu sehen, unerheblich ist dabei der Ort des Verbrauchs. Beispielsweise werden die Emissionen aus der Stromproduktion bei dieser Systematik den Produzenten (hier: Kraftwerke) und nicht den Verbrauchern zugerechnet. Die Tabelle stellt Angaben zu Stickstoffoxiden (NOx), Ammoniak (NH3), leichtflüchtigen organischen Verbindungen ohne Methan (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/nmvoc">NMVOC</a>), Schwefeldioxid (SO2) und Staub – einschließlich der Feinstaubanteile PM10 und PM2,5 – sowie Kohlenmonoxid (CO) zusammen. Außerdem werden die Säurebildner SO2, NH3 und NOx unter Berücksichtigung ihres Säureäquivalents erfasst.</p> <p>Die Berechnungen erfolgen nach den internationalen Berichtsvorschriften unter der <a href="http://www.unece.org/env/lrtap/welcome.html">UNECE Luftreinhaltekonvention</a>. Zum Zweck der Harmonisierung der Berichterstattung haben sich diese an den Vorgaben des Intergovernmental Panel on Climate Change der Vereinten Nationen (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/ipcc">IPCC</a>) für die Treibhausgase orientiert.</p> <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 Downloads: <ul> <li><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 (163,25 kB)</a></li> </ul> </p><p> Minderung von Emissionen durch die europäische National Emission Ceilings (NEC)-Richtlinie und das Göteborg-Protokoll <p>In der europäischen <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>) sind für die EU-Mitgliedstaaten Emissionsminderungsverpflichtungen für die wichtigsten Luftschadstoffe (SO2, NOx, NH3, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/nmvoc">NMVOC</a> und PM2,5) festgelegt, die ab dem Jahr 2020 relativ zu 2005 einzuhalten sind. Auch das von den Parteien der Genfer Luftreinhaltekonvention beschlossene <a href="https://unece.org/environment-policy/air/protocol-abate-acidification-eutrophication-and-ground-level-ozone">Göteborg-Protokoll</a> enthält analoge Minderungsziele für diese Schadstoffe. Dabei sind die Reduktionsverpflichtungen für den Zeitraum 2020 bis 2029 in beiden Regelungen identisch. Unter der NEC-Richtlinie sind ab dem Jahr 2030 dann deutlich höhere Reduktionen vorgesehen.</p> <p>Die Tabelle „Reduktionsverpflichtungen der NEC-Richtlinie; Emissionen im Jahr 2023“ zeigt die beschlossenen Emissionshöchstmengen und stellt sie den Emissionsdaten für das Jahr 2023 gegenüber. Bei der Überprüfung der Zielerreichung werden nach der NEC Richtlinie die Emissionen aus der Düngewirtschaft und landwirtschaftlichen Böden nicht berücksichtigt.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/4_Tab_Emissionshoechstmengen_2026-06-09.png"> </a> <strong> Tab: Emissionshöchstmengen der NEC-Richtlinie; Reduktionsverpflichtungen der neuen NEC-Richtlinie... </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_Tab_Emissionshoechstmengen_2026-06-09.pdf">Tabelle als PDF (50,32 kB)</a></li> </ul> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Treibhausgas-Emissionen in Deutschland

<p> <p>Die Treibhausgas-Emissionen in Deutschland sind 2024 gegenüber dem Vorjahr um 3,4 Prozent gesunken. Das entspricht einer Minderung um 48,2 Prozent im Vergleich zum internationalen Referenzjahr 1990.</p> </p><p>Die Treibhausgas-Emissionen in Deutschland sind 2024 gegenüber dem Vorjahr um 3,4 Prozent gesunken. Das entspricht einer Minderung um 48,2 Prozent im Vergleich zum internationalen Referenzjahr 1990.</p><p> Emissionsentwicklung <p>In Deutschland konnten die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/13215">Treibhausgas-Emissionen</a> seit 1990 deutlich vermindert werden. Die in <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/kohlendioxid-aequivalente">Kohlendioxid-Äquivalente</a> umgerechneten Gesamt-Emissionen (ohne Kohlendioxid-Emissionen aus <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/landnutzung">Landnutzung</a>, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/landnutzungsaenderung">Landnutzungsänderung</a> und Forstwirtschaft) sanken bis 2024 um rund 603 Millionen Tonnen (Mio. t) oder 48,2 %. Für das Jahr 2024 wurden Gesamt-Emissionen in Höhe von 649 Mio. t berichtet. Die Emissionen sinken um 3,4 % gegenüber dem Jahr 2023.</p> <p>Die deutlichsten Minderungen gab es in der <em>Energiewirtschaft</em>, was auf einen geringeren Einsatz fossiler Brennstoffe zur Erzeugung von Strom und Wärme zurückzuführen ist. Besonders stark war dieser Rückgang beim Einsatz von Braun- und Steinkohle sowie bei Erdgas. Gründe hierfür sind unter anderem die deutlich gesunkene Kohleverstromung, der konsequente Ausbau der erneuerbaren Energien und ein Stromimportüberschuss bei gleichzeitig gesunkener Energienachfrage. Weitere Treiber waren sinkende Emissionen im <em>Verarbeitenden Gewerbe</em>, Energieeinsparungen in Folge von höheren Verbraucherpreisen sowie die milden Witterungsverhältnisse in den Wintermonaten. Deutliche Minderungen gab es auch in den <em>Industrieprozessen</em> und bei <em>Haushalten und Kleinverbrauchern</em> (siehe folgende Abbildung und Tabellen).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_thg-emissionen-seit-1990-nach-gasen_2025-05-26.png"> </a> <strong> Treibhausgas-Emissionen in Deutschland seit 1990 nach Gasen </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_thg-emissionen-seit-1990-nach-gasen_2025-05-26.png">Bild herunterladen</a> (415,86 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_thg-emissionen-seit-1990-nach-gasen_2025-05-26.pdf">Diagramm als PDF</a> (145,66 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_tab_emi-direkt-indirekt-thg_2025-05-26.png"> </a> <strong> Tab: Emissionen von direkten und indirekten Treibhausgasen und von Schwefeldioxid </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_tab_emi-direkt-indirekt-thg_2025-05-26.png">Bild herunterladen</a> (69,63 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_tab_emi-direkt-indirekt-thg_2025-05-26.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung</a> (60,16 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_tab_red-emi-direkt-indirekt_2025-05-26.png"> </a> <strong> Tab: Reduktion der Emissionen von direkten und indirekten Treibhausgasen und von Schwefeldioxid </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_tab_red-emi-direkt-indirekt_2025-05-26.png">Bild herunterladen</a> (70,99 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_tab_red-emi-direkt-indirekt_2025-05-26.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung</a> (60,12 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Entwicklung der Treibhausgase Kohlendioxid, Methan, Distickstoffoxid <p>Die <em>Kohlendioxid</em> (CO2)-Emissionen werden fast ausschließlich durch Verbrennungsprozesse verursacht (&gt; 90 %). Insgesamt sanken die geschätzten Kohlendioxid-Emissionen im Jahr 2024: die Am stärksten sanken die Emissionen in der Energiewirtschaft (-9,0 % gegenüber dem Vorjahr). Bei den Haushalten und Kleinverbrauchern (-2,0%), dem im Verkehr (-1,5&nbsp;%) und in der Landwirtschaft (-6,3&nbsp;%) sanken die Emissionen. Beim Verarbeitenden Gewerbe (+0,1&nbsp;%) und den Industrieprozessen (+1,0&nbsp;%) stiegen die Emissionen nach einem schwachen Vorjahr leicht, blieben aber deutlich unter dem Niveau des vorletzten Jahres.</p> <p>Die <em>Methan</em> (CH4)-Emissionen wurden zwischen 1990 und 2009 etwa halbiert. Die Emissionen sanken seit 1990 fast jedes Jahr, bis auf 43,9 Millionen Tonnen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/kohlendioxid-aequivalente">Kohlendioxid-Äquivalente</a> im Jahr 2024. Grund für den starken Rückgang ist vor allem die seit 1990 stark fallende Trends der Diffusen Emissionen (-95 %) und der Abfallwirtschaft (-90 %). Die große verbleibende Quelle ist die Landwirtschaft mit fast 76 % Anteil an den Gesamtemissionen des Jahres 2024.</p> <p><em>Die Emissionen von Distickstoffoxid</em> (N2O) sanken bis 2024 geschätzt um ca. 54,4 %. Hauptverursacher waren im Jahr 1990 zu 47 % die Landwirtschaft und zu 40 % die Industrieprozesse. Die massive Reduktion der industrielen Lachgas-Emissionen zwischen 1990 und 2024 (-98,2 %) führt dazu, dass die Landwirtschaft in den letzten Jahren die Gesamt-Emissionen dominiert (77,0% Anteil) (siehe Abb. „Trend der Emissionen von Kohlendioxid, Methan und Distickstoffoxid“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/5_abb_trend-emi_2025-05-26.png"> </a> <strong> Trend der Emissionen von Kohlendioxid, Methan und Distickstoffoxid </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_abb_trend-emi_2025-05-26.pdf">Diagramm als PDF (123,95 kB)</a></li> </ul> </p><p> Entwicklung der F-Gase – (teil-)fluorierte Kohlenwasserstoffe, Schwefelhexafluorid und Stickstofftrifluorid <p>Die Emissionen der <em>fluorierten Treibhausgase</em> sind seit 1995 gesunken. Im Jahr 1995 überstiegen die Emissionen bei der Herstellung die aus der Verwendung um nahezu das Doppelte. Zwischen 1995 und 2000 sind die Emissionen von fluorierten Treibhausgasen deutlich gemindert worden. Die Emissionen sind von 2003 bis 2017 kontinuierlich gestiegen, zeigen aber nun einen deutlichen Abwärtstrend. Grund dafür sind wirksame gesetzliche Regelungen, welche die Verwendung der F-Gase limitieren<strong>.</strong> 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 wird. 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) Nr. 517/2014</a> weiter abnehmen. Wichtigstes Instrument der Verordnung ist die schrittweise Begrenzung der Verkaufsmengen von HFKW bis 2030 auf ein Fünftel der heutigen Verkaufsmengen. Dies wird sich zeitversetzt auf die Höhe der Emissionen auswirken. Die Schwefelhexafluorid-Emissionen aus der Entsorgung von Schallschutzscheiben werden jetzt kontinuierlich sinken (siehe Abb. „Anteile der Treibhausgase an den Emissionen“ und Tab. „Reduktion der Emissionen von direkten und indirekten Treibhausgasen und von Schwefeldioxid gegenüber dem Vorjahr“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/6_abb_anteile-thg-emi_2025-05-26.png"> </a> <strong> Anteile der Treibhausgase an den Emissionen </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/6_abb_anteile-thg-emi_2025-05-26.png">Bild herunterladen</a> (449,20 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_abb_anteile-thg-emi_2025-05-26.pdf">Diagramm als PDF</a> (281,95 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/7_tab_thg-emi-vorjahr_2025-05-26.png"> </a> <strong> Tab: Reduktion der Emissionen von direkten und indirekten THG und von Schwefeldioxid gegenüber ... </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/7_tab_thg-emi-vorjahr_2025-05-26.png">Bild herunterladen</a> (69,25 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/7_tab_thg-emi-vorjahr_2025-05-26.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung</a> (55,53 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Treibhausgas-Emissionen nach Kategorien <p>Die mit 83,4 % im Jahr 2024 bedeutendste Quelle von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/treibhausgas">Treibhausgas</a>-Emissionen ist die Verbrennung fossiler Brennstoffe (siehe Tab. „Emissionen ausgewählter Treibhausgase in Deutschland nach Kategorien“). Insgesamt nahmen die <em>energiebedingten Emissionen</em> aller Treibhausgase zwischen 1990 und 2024 um 48 % ab. Die darin enthaltenen <em>Diffusen Emissionen aus Brennstoffen</em> sanken im gleichen Zeitraum sogar um 92 %.</p> <p>Die <em>Industrieprozesse</em> sind mit einem Anteil an den Gesamt-Emissionen von ca. 7 % die bedeutendste der anderen Kategorien. Die Emissionen des Jahres 2024 sanken gegenüber 1990 um knapp 50 %.</p> <p>Die <em>Landwirtschaft</em> liegt in der gleichen Größenordnung (Anteil 8,3 %), die Emissionen des Jahres 2024 sanken gegenüber 1990 jedoch nur um 26,8 %.</p> <p>Die deutlichste relative Minderung der Treibhausgas-Emissionen (-87,1 %) trat in der <em>Abfallwirtschaft</em> auf, so dass der Anteil an den Gesamt-Emissionen 2024 nur noch 0,8 % betrug.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/8_tab_thg-emi-kat_2025-05-26.png"> </a> <strong> Tab: Emissionen ausgewählter Treibhausgase in Deutschland nach Kategorien ... </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/8_tab_thg-emi-kat_2025-05-26.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung (93,13 kB)</a></li> </ul> </p><p> Nationale und europäische Klimaziele <p>Informationen zu den deutschen Klimazielen finden Sie im Artikel&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/klima/treibhausgasminderungsziele-deutschlands"><strong>Treibhausgasminderungsziele Deutschlands</strong></a></p> <p>Informationen zu den europäischen Klimazielen finden Sie im Artikel&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/klima/europaeische-energie-klimaziele"><strong>Europäische Energie- und Klimaziele</strong></a></p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

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>

Entwicklung umweltfreundlicher und kostengünstiger Lithium-Schwefel-Batterien für eine nachhaltige Energiewende, LiSSy - Entwicklung umweltfreundlicher und kostengünstiger Lithium-Schwefel-Batterien für eine nachhaltige Energiewende

Einsatz von Recyclingbeton bei öffentlichen Hochbaumaßnahmen im Land Berlin

Die Berliner Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt hat mit dem vom Abgeordnetenhaus beschlossenen Abfallwirtschaftskonzept 2030 unter dem Leitbild Zero Waste entscheidende Vorgaben für eine zukunftsorientierte Kreislaufwirtschaft festgelegt. Durch Maßnahmen zur Förderung von Wiederverwendung und Recycling von Baustoffen und Baumaterialien sollen insbesondere auch mineralische Stoffkreisläufe zunehmend geschlossen werden. Bild: Claus Schulte Forschung und Förderung innovativer Betone im Hochbau bis hin zur erstmaligen Zulassung und erfolgreichen großtechnischen Erprobung Um die hohen Treibhausgas-Emissionen und Ressourcenverbräuche im Bausektor zu reduzieren, förderte das Land Berlin mit dem Projektvorhaben „CORE“ die Entwicklung und den Einsatz innovativer Betonbehandlungen und -rezepturen, die 2023 in der erfolgreichen Markteinführung in Deutschland am Standort Berlin mündeten. Weitere Informationen Die öffentliche Verwaltung kann bei der Beschaffung von Bauleistungen einen nachhaltigen Beitrag für den Ressourcenschutz leisten, indem sie entsprechende Produkte oder ressourceneffiziente Verfahren konsequent bevorzugt. Hierdurch können kommunale Einrichtungen zum Motor für notwendige Innovation werden. Jährlich fallen im Land Berlin über 1.000.000 Tonnen Recyclingbeton (RC-Beton) zur Verwertung an. Der Einsatzbereich von RC-Beton beschränkte sich lange auf die Verwendung im Straßen- und Wegebau. Um die Nachfrage nach RC-Beton im Land Berlin auch für den Hochbau zu wecken, wurde im Rahmen von Ausschreibungen für ein größeres öffentliches Bauvorhaben bereits vor 10 Jahren ( Neubau Forschungs- und Laborgebäude Lebenswissenschaften Humboldt-Universität , Investitionssumme 33,8 Millionen Euro) der Einsatz von RC-Beton (Gesamtmenge rund 5.400 m³) sowohl für die Herstellung der Schlitzwand (Trogbaugrube) als auch für die Bauhauptarbeiten (Gebäude) gefordert. Im Rahmen der wissenschaftlichen Begleitung dieses Projektes wurde der Nachweis erbracht werden, dass die Recycler in der Lage sind, eine qualitativ hochwertige rezyklierte Gesteinskörnung für den Einsatz im Beton zu produzieren, die rezyklierte der natürlichen Gesteinskörnung qualitativ in keinem Punkt nachsteht, die Transportbetonproduzenten problemlos RC-Beton mit den geforderten Anforderungen (u.a. Festigkeitsklasse, Konsistenz) herstellen können und der RC-Beton beim Einbau genauso gehandhabt werden kann wie Normalbeton. Im Rahmen der Fortschreibung der Berliner Verwaltungsvorschrift “Beschaffung und Umwelt – VwVBU” hat der Berliner Senat im Jahr 2019 beschlossen, bei öffentlichen Hochbauvorhaben (Schulen, Kitas, Verwaltungsgebäuden) grundsätzlich RC-Beton einzusetzen, um dadurch eine relevante Umwelt- und Ressourcenschonung zu erzielen. Beton kann dann ressourcenschonend produziert werden, wenn die Gesteine in den Betonrezepturen nicht nur aus Kies oder Splitt bestehen, sondern in Anteilen aus dem Materialkreislauf bezogen werden. Dies ist nach dem bestehenden bautechnischen Regelwerk möglich. Dieser Transportbeton verfügt über eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung. Das Regelwerk lässt als Typ 1 eine RC-Gesteinskörnung im Transportbeton zu, die aus der Aufbereitung von altem Beton gewonnen wird. Zuglassen ist aber auch eine Gesteinskörnung Typ 2, die in Anteilen auf gebrochenes Mauerwerk zurückgreift. Dieser Mauerwerksbruch wird derzeit kaum recycelt und in den Wirtschaftskreislauf zurückgeführt, sondern in großem Umfang außerhalb der Grenzen Berlins abgelagert. Im Sinne der Zero Waste Strategie des Landes Berlin sollen diese Massen zunehmend als hochwertige Ressource genutzt werden. Auch Mauerziegel oder Kalksandsteine weisen als Mauerbildner analoge Eigenschaften zum Beton auf und eignen sich daher auch als gebrochene Gesteinskörnung im Zuschlag von Betonrezepturen. Bislang werden in Berlin zur Produktion von RC-Beton jedoch ausschließlich Gesteinskörnungen des Typs 1 verwendet. Statt dieser rezyklierten Gesteinskörnung können auch zugelassene Stoffe aus industriellen Prozessen (u.a. Hochofenschlacke) bei RC-Beton eingesetzt werden. Im Rahmen eines Projektes der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt wurden 2021 qualifizierte Aufbereiter mineralischer Bauabfälle aus Berlin und seinem Umland angesprochen und über die technischen Möglichkeiten sowie das Regelwerk zur Produktion einer Gesteinskörnung Typ 2 informiert. Ziel war es, die Rohstoffversorgung von Transportbetonwerken durch den Einsatz von gütegesicherten Sekundärrohstoffen zu optimieren und dadurch den umweltschädlichen Abbau von Primärrohstoffen zu verringern. Im Austausch mit dem Recyclingunternehmen Feess aus Baden-Württemberg, welches bis dato bundesweit als einziges diese RC GK Typ 2 produzierte, wurden konkrete Wege aufgezeigt, die erwarten lassen, dass insbesondere im Norddeutschen Raum weitere Aufbereiter in die Produktion dieses ressourcenschonenden Baustoffes einsteigen werden. Damit wurde mittelfristig abgezielt auf eine Umstellung in der Aufbereitung mineralischer Bauabfälle u. a. durch die Akquise von Bauschutt und Durchführung von Aufbereitungsversuchen, der Durchführung entsprechender Zertifizierung nach DIN EN 12620/ DIN EN 1045 Blatt 2. Das auf dieser Seite referenzierte Fachgespräch zum Themenkomplex RC-Beton zeigte erfolgreich den Stand der Entwicklungen auf dem Berliner Markt in 2022 auf. In einigen Werken der Transportbetonbranche im Großraum Berlin soll dies zur Erweiterung des Produktportfolios führen, so dass zukünftig vermehrt auf eine ressourcenschonende Variante des Transportbetons zurückgegriffen werden kann. Berlin: Einsatz von Recycling-Beton im Hochbau Bauindustrieverband Ost e. V. Bauen mit RC-Beton CEMEX: Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung für den Hochbau Lieferfähigkeit CEMEX CEMEX: Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung für den Hochbau Deutsches Architektenblatt am 29.04.2015: Kreislauf aus Beton

Erneuerbare Wärme

Umweltwärme und Wärmepumpen Abwärme Solarthermie Photovoltaisch-Thermische (PVT) Module Oberflächennahe Geothermie Eisspeicher Biomasse Biogas / Bio-Methan Die neuen Generationen von Wärmenetzen ermöglichen es, Wärme aus der Umgebung für die Versorgung von Gebäuden nutzbar zu machen, die für konventionelle Wärmenetze der älteren Generationen nicht erschlossen werden konnte. Schlüsseltechnologie, um diese Wärmequellen zu nutzen, ist die Wärmepumpe. Das grundlegende Funktionsprinzip einer Wärmepumpe ähnelt einem Kühlschrank, nur, dass der thermodynamische Kreisprozess in die umgekehrte Richtung läuft. Während im Kühlschrank die Wärme aus dem Inneren abgeführt und an die Umgebung übertragen wird, entzieht die Wärmepumpe einer Wärmequelle Energie und hebt diese, angetrieben meist durch Elektrizität, auf ein höheres Temperaturniveau, sodass sie zum Heizen genutzt werden kann. Die Wärmepumpe besteht aus einem geschlossenen Kreislauf, in dem ein Kältemittel zirkuliert und einen thermodynamischen Kreisprozess durchläuft. Die wesentlichen Komponenten einer Wärmepumpe sind Verdampfer, Verdichter, Kondensator und Drosselventil. Der Verdampfer ist ein Wärmeübertrager, in dem die Wärme der externen Wärmequelle an das Kältemittel in der Wärmepumpe übergeht, wodurch dieses verdampft. Durch den Verdichter wird der Druck des nun gasförmigen Kältemittels erhöht. Dadurch kommt es auch zu einer Erhöhung der Temperatur des Kältemittels. Diese muss oberhalb der zu erreichenden Heiztemperatur liegen, damit es im Kondensator, einem weiteren Wärmeübertrager, zur Abgabe der Wärme an das Heizwasser kommt. Durch die Wärmeabgabe kondensiert das Kältemittel im Kondensator und liegt wieder flüssig vor. Der Kondensator wird daher auch oft als Verflüssiger bezeichnet. Das Drosselventil reduziert den Druck des Kältemittels, wodurch die Temperatur weiter abfällt und der Kreisprozess mit Wiedereintritt in den Verdampfer von vorn beginnen kann. Zu den möglichen Wärmequellen zählen unter anderem Außenluft, Oberflächengewässer und Grundwasser sowie die oberen Schichten des Erdreichs (oberflächennahe Geothermie). Entsprechend kommen folgende Wärmepumpen-Typen zum Einsatz: Luft-Wasser-WP; Außenluft oder Abluft einer technischen Anlage Sole-Wasser-WP; Erdkollektoren und -sonden, PVT, Eisspeicher, etc Wasser-Wasser-WP; Grundwasser, Flusswasser, Abwasser, Kühlwasser Weiterführende Informationen Umweltbundesamt Bundesverband Wärmepumpe zur grundlegenden Funktionsweise von Wärmepumpen Bundesverband Wärmepumpe zur Rolle von Wärmepumpen in Nah- und Fernwärmenetzen Abwärme ist Wärme, die als Nebenprodukt in einem Prozess entsteht, dessen Hauptziel die Erzeugung eines Produktes, die Erbringung einer Dienstleistung oder eine Energieumwandlung ist, und ungenutzt an die Umwelt abgeführt werden müsste . Kann die Abwärme nicht durch eine Optimierung der Prozesse, bei denen sie entsteht, vermieden werden, wird sie als unvermeidbare Abwärme bezeichnet. Aus Effizienzgründen sollte eine hierarchisierte Verwendung mit Abwärme angestrebt werden: 1. Verfahrensoptimierung/ Vermeidung, 2. prozess- bzw. anlageninterne Nutzung, 3. betriebsinterne Nutzung, 4. außerbetriebliche Nutzung. Je nach Temperaturniveau der Abwärme lässt sie sich für unterschiedliche Zwecke nutzen. Abwärme kann bei ausreichend hohen Temperaturen direkt in Fern- und Nahwärmenetze eingespeist werden oder über Wärmepumpen auf das benötigte Temperaturniveau angehoben werden. Bei niedrigen Temperaturen ist die Nutzung in LowEx- oder teilweise auch kalten Nahwärmenetzen möglich. Unvermeidbare und damit extern nutzbare Abwärme fällt typischerweise in Industrieprozessen an. Aber auch die Abwärme von Kälteanlagen, die beispielsweise zur Kühlung von Rechenzentren oder großer Büro- und anderer Nichtwohngebäude genutzt werden, lässt sich sinnvoll in Wärmenetzen nutzen. Abwasserwärme ist eine weitere übliche Abwärmequelle in urbanen Gebieten, die ganzjährig eine Temperatur zwischen etwa 12 °C und 20 °C aufweist. Sie eignet sich daher besonders für die Nutzung als Wärmequelle für Wärmepumpen oder in kalten Netzen. Eine Herausforderung bei der Nutzung von unvermeidbarer Abwärme können Schwankungen im Wärmeangebot sein. So fällt Abwärme von Kälteanlagen zur Büroklimatisierung hauptsächlich im Sommer an und auch Abwärme aus Industrieprozessen kann z.B. bedingt durch Produktionszyklen volatil sein. Hier ist in der Detailplanung des Nahwärmenetzes darauf zu achten, dass ein unregelmäßiges Abwärmeangebot durch entsprechende Speicher oder andere, regenerative Quellen ausgeglichen werden kann. Weiterführende Informationen Informationen rund um Abwasserwärme der Berliner Wasserbetriebe Analyse zum Abwärmepotenzial der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt Die Einstrahlung der Sonne kann zur direkten Erwärmung eines Wärmeträgermediums genutzt werden. Diese Umwandlung von Sonnenenergie in thermische Energie über Kollektoren wird Solarthermie genannt. Dabei kommen hauptsächlich Flachkollektoren oder Vakuumröhrenkollektoren zum Einsatz. Bei Flachkollektoren sind Kupferrohre in eine verglaste Absorberebene eingelassen. Vakuumröhrenkollektoren zeichnen sich durch einzelne, parallele und vakuumierte Glasröhren aus, in denen das Heizrohr mit Absorber verläuft. In den Kollektoren strömt in der Regel ein Wasser-Glykol-Gemisch, auch Sole, Solarflüssigkeit oder Wärmeträgerflüssigkeit genannt. Das beigemischte Glykol dient als Frostschutz, um bei geringer Einstrahlung und Außentemperatur ein Einfrieren im Winter zu verhindern. Mit Vakuumröhrenkollektoren können höhere Temperaturen und damit höhere Erträge pro Kollektorfläche erzielt werden. Besondere Bauformen besitzen auch Parabolspiegel, die das Sonnenlicht stärker auf die Absorber konzentrieren. Auch Systeme, die Wasser statt Sole führen, werden eingesetzt. Der Vorteil besteht in der höheren Wärmekapazität von Wasser gegenüber Sole, wodurch höhere Erträge und Temperaturen erzielt werden können. In wasserführenden Systemen findet im Winter bei fehlender Einstrahlung in regelmäßigen Abständen eine Zwangsumwälzung des Wassers statt, wodurch ein Einfrieren des Wärmeträgermediums in den Rohren vermieden wird. Mit einem Jahresertrag pro benötigte Grundfläche von 150 kWhth/(m²*a), ist die durchschnittliche Flächeneffizienz von ST-Anlagen beispielsweise um den Faktor 30 höher als die von Biomasseheizwerken bei der Verwendung von Holz aus Kurzumtriebsplantagen. In den letzten Jahren werden Solarthermie-Projekte zur Einspeisung in großstädtische Wärmenetze verstärkt umgesetzt. Bei der Einbindung von Solarthermischen Anlagen in Wärmenetze bietet sich sowohl die zentrale als auch die dezentrale Variante an. Zentrale Systeme speisen am Standort des Hauptwärmeerzeugers oft in einen vorhandenen Wärmespeicher ein. Dazu wird die Wärme von der Anlage über ein separates Rohrsystem zu der Heizzentrale geführt. Zu beachten: Im Sommer kann eine solarthermische Anlage die Deckung der gesamten Wärmelast übernehmen und je nach Auslegung auch einen Wärmespeicher füllen. Im Winter wird in der Regel ein weiterer Wärmeerzeuger eingesetzt, da Leistung und Wärmemenge aus der Solaranlage oft nicht ausreichen. Die Solarthermie kann in Wärmenetzen in Konkurrenz zu Grundlastquellen oder -Erzeugern stehen, z.B. Abwärme, Biomasse oder Blockheizkraftwerk (BHKW) und so den Bedarf an nötigem Wärmespeichervolumen erhöhen Eine Nutzung als Wärmequelle in kalten Netzen gestaltet sich schwierig, da die Sommertemperaturen zu hoch sind Weiterführende Informationen Solarthermie Wärmenetze PVT-Kollektoren sind ein Spezialfall der Sonnenenergienutzung. Sie kombinieren Photovoltaikzellen und solarthermische Kollektoren, um so Wärme und Strom in einem Modul zu erzeugen. Die verfügbare Dachfläche wird so optimal ausgenutzt. Die Kollektoren bestehen aus einem PV-Modul und einem rückseitig montiertem Wärmeübertrager. Dadurch, dass zeitgleich zur Stromerzeugung Wärme abgeführt wird, entsteht ein Kühleffekt, der zu einem höheren Stromertrag führt, da die Effizienz von PV-Modulen temperaturabhängig ist. PVT-Module gibt es in mehreren Varianten, die sich vor allem durch das Temperaturniveau der erzeugten Wärme unterscheiden. Für die Erzeugung hoher Temperaturen wird der Wärmeübertrager vollständig mit Wärmedämmung eingehaust. Dadurch geht jedoch der stromertragssteigernde Kühleffekt an den PV-Zellen verloren, sodass diese Module vor allem zur Erzeugung von Prozesswärme eingesetzt werden. Als Wärmequelle für Wärmepumpen in Nahwärmenetzen eignen sich daher vor allem ungedämmte sogenannte unabgedeckte PVT-Kollektoren, bei denen die Rohre des Wärmeübertragers mit zusätzlichen Leitblechen für einen Wärmeübergang aus der Luft optimiert sind. Diese liefern ganzjährig Energie, die beispielsweise direkt in ein kaltes Nahwärmenetz eingespeist werden kann. Weiterführende Informationen Informationen zu PVT-Modulen und Wärmepumpen im Rahmen des Forschungsprojektes integraTE Verwendung von PVT-Modulen im degewo Zukunftshaus In den oberen Erdschichten folgt die Bodentemperatur der Außenlufttemperatur. Mit zunehmender Tiefe steigt die Temperatur an und ist ab ca. 15 m unter Gelände Oberkante nahezu konstant. Die Wärme aus dem Erdreich kann über verschiedene horizontale und vertikale Erdwärmeübertrager oder auch Grundwasserbrunnen gewonnen und als Wärmequelle für Wärmepumpen genutzt werden. Horizontale Erdwärmeübertrager werden Erdkollektoren genannt. Es handelt sich hierbei um Rohrregister, üblicherweise aus Kunststoff, die horizontal oder schräg, spiral-, schrauben- oder schneckenförmig in den oberen fünf Metern des Untergrundes verlegt werden. Bei der häufigsten Nutzung der Erdwärme werden Erdsonden – meist Doppel-U-Rohrleitungen in vertikalen Tiefenbohrungen bis 100 m verwendet. Ab Tiefen über 100 m gilt Bergbaurecht, womit komplexere Genehmigungsverfahren verbunden sind, die eine Nutzung in kleinen, dezentralen Netzen in der Regel ausschließen. Perspektivisch wird durch das 4. Bürokratieentlastungsgesetz voraussichtlich die oberflächennahe Geothermie bis 400 m nicht mehr unter das Bergrecht fallen. Es können mehrere Sonden zu einer Anlage vereint werden. Hierbei ist durch einen ausreichenden Abstand der Sonden untereinander eine gegenseitige Beeinflussung auszuschließen. Auch zu benachbarten Grundstücken muss ein entsprechender Abstand gewahrt bleiben. In Erdwärmeübertragern wird ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel, Sole genannt, verwendet, da die Temperatur der Sole auch unter 0 °C fallen kann. Aufgrund des Einsatz Wassergefährdender Stoffe und weil der Eingriff in den Wärmehaushalt nach geltendem Recht eine Gewässernutzung darstellt, ist für Erdwärmesonden im Allgemeinen und Erdwärmekollektoren, die weniger als 1 m über dem höchsten Grundwasserstand verlegt werden, in Berlin eine wasserbehördliche Erlaubnis erforderlich. Als Alternative zu Erdsondenanlagen kommen bei größeren Anlagen auch Grundwasserbrunnen in Frage, bei denen über zwei Bohrungen die im Grundwasser enthaltene Wärme genutzt wird. Dabei dient eine Bohrung der Entnahme und eine weitere der Rückspeisung des entnommenen Wassers. Die Eignung des örtlichen Grundwasserleiters für eine Wärmeanwendung muss im konkreten Einzelfall geprüft werden. Für eng bebaute Gebiete eignet sich auch ein Koaxialsystem in Form eines Grundwasserzirkulationsbrunnens, welcher aus nur einer Bohrung besteht. Weiterführende Informationen Informationen und Anforderungen zur Erdwärmenutzung in Berlin Energieatlas mit geothermischen Potenzialen Informationen zur oberflächennahen Geothermie Beim Phasenübergang von flüssig zu fest gibt Wasser bei konstantem Temperaturniveau Energie in Form von Wärme ab. Diese Wärme, die allein bei der Aggregatzustandsänderung transportiert wird, wird als latente Wärme bezeichnet. Bezogen auf die Masse von 1 kg handelt es sich um die Erstarrungsenthalpie eines Stoffes, die bei Wasser in etwa der Energiemenge entspricht, die auch benötigt wird, um dasselbe 1 kg Wasser von 0 °C auf 80 °C zu erwärmen. Zu- oder abgeführte Wärme, die eine Temperaturveränderung bewirkt, wird als sensible Wärme bezeichnet. In Eisspeichern wird eine Wassermenge, z.B. in einer unterirdischen Betonzisterne durch Wärmeentzug vereist. Dazu strömt ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel, Sole genannt, mit geringerer Temperatur als dem Gefrierpunkt von Wasser durch Rohrspiralen im Speicher. Durch den Temperaturgradienten kommt es zum Wärmetransport zwischen dem erstarrenden Wasser in der Betonzisterne und der Sole in den Rohrspiralen. Die latente Wärme aus dem Phasenübergang des Wassers wird an die Sole übertragen, welche sich dadurch erwärmt. Die erwärmte Sole dient wiederum einer Wärmepumpe als Wärmequelle. Am Verdampfer der Wärmepumpe gibt die Sole die Wärme wieder ab und kann anschließend erneut Wärme aus dem Eisspeicher aufnehmen. Durch Kombination mit Solarkollektoren kann die Effizienz der Anlage erhöht werden, wenn die damit gewonnene thermische Energie zur Regeneration des Eisspeichers genutzt wird. Weiterführende Informationen Informationen zu Eisspeichern Funktion und Kosten von Eisspeichern im Überblick Bei der Wärmebereitstellung durch Biomasse kommen in der Regel Anlagen zum Einsatz, in denen holzartige Biomasse verfeuert wird. Hierfür gibt es verschiedene Brennstoffe, die sich in Qualität und Kosten z.T. deutlich unterscheiden. Holzpellets sind kleine hochstandardisierte Presslinge mit einer Länge von 2 bis 5 cm, die in unter anderem aus Resten der Holzverarbeitung gepresst werden. Ihr Einsatz in Pelletkessel ist hoch automatisiert und damit nur wenig störanfällig. Dennoch sind jährlich kleinere Arbeiten durch z.B. Ascheaustragung o.ä. erforderlich. Zudem ist eine entsprechende Lagerhaltung in einem sogenannten Bunker inkl. Fördersystem erforderlich. Der Einsatz von Holzhackschnitzeln ist etwas arbeitsaufwändiger, da sowohl Brennstoff als auch das Gesamtsystem zur Wärmeversorgung weniger automatisierbar ist. Die Beschaffung des etwa bis zu 10 cm großen, mechanisch zerkleinerten Holzpartikel ist deutlich günstiger und sie können zudem auch in außenliegenden, überdachten Lagerbereichen oder Wirtschaftsgebäuden gelagert werden. Jedoch bestehen größere Anforderungen an die Einbringtechnik und den Betrieb einer Feuerungsanlage. Durch den gröberen Brennstoff, unterschiedliche Brennstoffqualitäten und Ascheaustrag, kann es gegenüber einem Pelletkessel zu häufigerem Arbeitsaufwand kommen, sodass regelmäßige Präsenzzeiten zur Betreuung erforderlich sind. Des Weiteren kann zur Verteilung des Brennstoffes auch schweres Arbeitsgerät vor Ort erforderlich werden. Neben einer reinen Verbrennung der Holzbrennstoffe kann in einem Vergaser auch Holzgas aus der Biomasse gewonnen werden, um diese anschließend in einem speziellen BHKW in Wärme und Strom umzuwandeln. Holz als Brennstoff ist ein vergleichsweise günstiger und preisstabiler Brennstoff, der jedoch einen gewissen Arbeitsaufwand mit sich bringt. Hierbei sind auch die gegenüber der Verbrennung von gasförmigen Energieträgern erhöhten Staubanteile im Abgas zu beachten, welche im urbanen Bereich stärkere Anforderungen an die Abgasreinigung und Ascheentsorgung mit sich bringen. Auch ist bei der Verwendung von nicht lokal verfügbarer Biomasse ein umfangreicher Logistikaufwand zu betreiben, was zu mehr Verkehr auf den Straßen und einer zusätzlichen Belastung durch Emissionen führt. Ebenso ist bei der Abwägung, ob die Wärme für ein Nahwärmenetz mit Holz erzeugt werden soll, zu berücksichtigen, dass Holz nur bedingt als „klimaneutral“ bezeichnet werden kann. Die Verbrennung setzt neben Feinstaub auch Treibhausgase wie CO 2 und Methan frei. Die Annahme, dass die Wärmeerzeugung mit Holz klimaneutral ist, setzt eine nachhaltige Waldbewirtschaftung voraus, bei der mindestens genauso viel Kohlenstoff durch das Wachstum neuer Bäume gebunden wird, wie durch die Verbrennung von Holz freigesetzt wird. Wird Holz aus nicht nachhaltiger Waldbewirtschaftung (beispielsweise der Abholzung von Urwäldern) für die Wärmeerzeugung verwendet, dann fällt die Bilanz der Umweltauswirkungen negativ aus. Eine stärkere Reduktion von Treibhausgasen kann zudem erreicht werden, wenn das Holz für langlebige Produkte (beispielsweise als Bauholz) verwendet wird, da der Kohlenstoff dann dem natürlichen Kreislauf auf längere Zeit entzogen wird und nicht als CO 2 in die Atmosphäre gelangt. Empfehlenswert für die Wärmeerzeugung ist daher vor allem Restholz aus Produktionsprozessen, das nicht für andere Nutzungen geeignet ist, sowie Altholz, das am Ende der Nutzungskaskade angekommen ist. Die Qualität von Holzbrennstoffen lässt sich verschiedenen Normen in Güteklassen einteilen. Hierfür dient bspw. die DIN EN ISO 17225 oder das DINplus-Zertifizierungsprogramm, um Vergleichbarkeiten zu ermöglichen und eine entsprechende Brennstoffqualität sicherzustellen. Des Weiteren sollten Nachweise über die Herkunft der Biomasse bei den Lieferanten angefragt werden, um möglichst regionale Produkte zu nutzen. Die Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt hat zu den Potenzialen von Biomasse in Berlin eine Untersuchung durchführen lassen. Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie beim Bundesumweltministerium: BMUV: Klimaauswirkungen von Heizen mit Holz sowie beim Umweltbundesamt: Heizen mit Holz . Weiterführende Informationen Hackschnitzel: Qualität und Normen FNR – Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Für die Wärmeerzeugung aus Biogas existieren regionale unterschiedliche Möglichkeiten. Im ländlichen Raum kann häufig direkt Biogas aus Gärprozessen aus der Landwirtschaft verwendet werden. Abfallstoffe wie z.B. Gülle können dafür genutzt werden, wie auch eigens dafür angebaute Energiepflanzen. Die Verwendung von Anbaubiomasse zur Produktion von Biogas steht jedoch in starker Kritik und kann ebenso wie die Produktion von flüssigen Energieträgern auf die Formel ‚Tank oder Teller‘ reduziert werden. Daher wurde mit den letzten Novellen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) die Nutzung von Anbaubiomasse zu Biogasproduktion immer weiter eingeschränkt (Stichwort ‚Maisdeckel‘). Biogas kann vor Ort genutzt und in Wärme und Strom umgewandelt und verbraucht bzw. über ein kleines Nahwärmenetz verteilt werden. Für eine Einspeisung in das Erdgasnetz ist eine Methan-Aufbereitung des Gases erforderlich. In Berlin besteht die Möglichkeit, ein Biogas- bzw. Biomethanprodukt eines beliebigen Lieferanten aus dem öffentlichen Gasnetz zu beziehen. Dieses Biomethan ist in der Regel aufbereitetes Biogas, z.B. aus Reststoffen oder Kläranlagen, welches in das Netz an einem anderen Verknüpfungspunkt eingespeist wird. Vor Ort zur (Strom- und) Wärmeerzeugung wird dann bilanzielles Biomethan eingesetzt – ähnlich dem Bezug von Ökostrom aus dem öffentlichen Versorgungsnetz. Der tatsächliche Anteil von Biomethan im Erdgasnetz entsprach im Jahr 2022 lediglich etwa 1 %. Bei dem Kauf gibt es entsprechende Nachweiszertifikate (z.B. “Grünes Gas Label” – Label der Umweltverbände oder TÜV) der Anbieter. Die Umsetzung in Wärme (und Strom) erfolgt dann klassisch über Verbrennungstechnologien wie Gaskessel oder BHKW.

Dünnschicht-Tandem-Photovoltaik: Nachhaltige Perowskit/CIGS Solarmodule aus industriellen Prozessen, Teilvorhaben: Tintenstrahldruck, Modulverschaltung, Lebenszyklusanalyse

Additive Fertigung zur Unterstützung der Dekarbonisierung von Energiewandlungssystemen

CO2-freies Recycling von Nichteisen-Metallen, Teilvorhaben: Modellbasierte Bewertung und Optimierung der Wasserstoff- und Ammoniakintegration, Verfahrensnachweis und Prozessvalidierung im Pilotmaßstab

Membranverfahren zur Abtrennung von Kohlendioxid und Wasserstoff aus Industriegasen, Teilvorhaben: Membrantechnologie für die CO2-Abtrennung in der Zementindustrie

Gastrennmembranen stellen eine Querschnittstechnologie für die Energiewende dar. Sie erlauben es, eine modular skalierbare und dynamisch betreibbare Gastrenntechnologie an verschiedenste Anlagentypen und -größen anzupassen und dabei durch die unterschiedlichen zur Verfügung stehenden Membranmaterialien zahlreiche Trennaufgaben zu adressieren. Aus diesem Grunde sind sie bestmöglich geeignet, unterschiedliche Industrie- und Energieerzeugungssegmente im Sinne der Sektorkopplung zu verbinden. Dieser Querschnittsgedanke wird im geplanten Vorhaben MemKoWI durch die Untersuchung von Membranverfahren zur Abtrennung von Kohlendioxid und Wasserstoff aus verschiedenen, in der Industrie und der regenerativen Energieerzeugung auftretenden Abgas- und Prozessgasströmen verfolgt. Beide Gaskomponenten, CO2 und H2, stellen im Kontext der Energie- und Rohstoffwende Einsatzstoffe für die Erzeugung von Energieträgern und industriellen Grundstoffen mittels Power-to-X Verfahren dar. Im geplanten Vorhaben sollen dazu exemplarisch relevante Abgas- und Prozessgasströme folgender ausgewählter Industrieprozesse betrachtet werden: - Regenerative Energieerzeugung: Frischholzkraftwerk CO2-Abtrennung aus dem Abgas. - Zementindustrie: CO2-Abtrennung aus dem Abgas. - Eisen- und Stahlindustrie o Gichtgaskraftwerk: CO2-Abtrennung aus dem Abgas o Hochofengas: CO2-Abtrennung und Aufbereitung für anschl. Synthesegasherstellung o Hochofengas: H2-Abtrennung und prozessinterne Rückführung als Reduktionsmittel o Koksofengas: H2-Abtrennung zur Aktivierung von CO2 für die Erzeugung von Grundchemikalien und Kraftstoffen sowie zur Nutzung als Reduktionsgas im Hochofen und Direktreduktion. Der Fokus des Vorhabens liegt auf der experimentellen Untersuchung des Gastrennverfahrens im Miniplant- und Testanlagenmaßstab. Dabei sollen ein- und zweistufige Verfahrensführungen getestet werden. Begleitet werden sollen die experimentellen Aktivitäten durch theoretische Arbeiten zur Modellierung und Simulation der Trennverfahren.

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