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Ursachen und Gegenstrategien für Schaumereignisse in Biogasanlagen, Teilvorhaben 2: Einfluss der Prozesstechnik und -parameter auf die Schaumbildung beim lastflexiblen Betrieb zweistufiger Biogasanlagen

Zielsetzung des Teilvorhabens der Universität Hohenheim ist es, mit Hilfe von verfahrenstechnischen Untersuchungen im Labor bzw. im halbtechnischen Maßstab den Einfluss der Prozessparameter Raumbelastung, Verweilzeit und Prozesstemperatur auf die Schaumbildung beim lastflexiblen Betrieb zweiphasiger Biogasanlagen zu ermitteln. Ebenso soll geprüft werden, ob und wie eine veränderte pH-Wert Differenz zwischen der Hydrolysestufe und dem Methanreaktor die Schaumbildung im Methanreaktor beeinflusst. Die Untersuchungen werden an zwei parallel betriebenen, vollständig automatisierten Laboranlagen durchgeführt. An diesen Anlagen ist jeweils ein vollständig durchmischter Reaktor zur Säurebildung (Versäuerungsreaktor, 'Hydrolyse' ausgeführt als CSTR, Volumen 100 L) über eine Feststoff-abscheidung mit einem Festbett-Methanreaktor (Volumen 100 L) verbunden. Die Prozessparameter Temperatur, Raumbelastung und pH-Wert können für beide Reaktoren unabhängig variiert werden. Ergänzende Untersuchungen sind an einer halbtechnischen Anlage vorgesehen, die sich an der Forschungsbiogasanlage 'Unterer Lindenhof' der Universität Hohenheim befindet. In dieser praxisnahen Anlage sollen vergleichende Untersuchungen zur Validierung der Laborergebnisse durchgeführt werden. Zur Überwachung der biologischen Stabilität und der Effizienz des Gärprozesses werden die Zusammensetzung und der Volumenstrom des Produktgases kontinuierlich erfasst. Ebenso werden die pH-Werte der Reaktoren online erfasst und in einer Datenbank gesichert. Proben des Gärsubstrates werden regelmäßig im Labor der Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie mit Hilfe eines GC, einer HPLC, eines TC/TOC-Analyzers und einer ICP-MS auf Gärsäuren, Alkohole, organischen Kohlenstoffgehalt und die Konzentration der Mikronährstoffe untersucht. Zudem übernimmt die Universität Hohenheim im Projekt das Forschungsdatenmanagement.

CO2 Emission Factors for Fossil Fuels

Germany is obligated to report its national emissions of greenhouse gases, annually, to the European Union and the United Nations. Over 80 % of the greenhouse-gas emissions reported by Germany occur via combustion of fossil fuels. The great majority of the emissions consist of carbon dioxide. To calculate carbon dioxide emissions, one needs both the relevant activity data and suitable emission factors, with the latter depending on the applicable fuel quality and input quantities. In light of these elements' importance for emission factors, the German inventory uses country-specific emission factors rather than international, average factors. To determine such factors, one requires a detailed knowledge of the fuel compositions involved, especially with regard to carbon content and net calorific values. The present publication provides an overview of the quality characteristics of the most important fuels used in Germany and of the CO 2 emission factors calculated on the basis of those characteristics. Since annual greenhouse-gas emissions have to be calculated back to 1990, the study also considers fuels that are no longer used today. To that end, archival data are used. Gaps in the data are closed with the help of methods for recalculation back through the base year. Veröffentlicht in Climate Change | 29/2022.

Dynamik des Kohlenstoff- und Nährstofferwerbs ökologisch relevanter Phytoplankter

Das Verhalten von Mikroalgen unter verschiedenen Umgebungsbedingungen wird durch eine Vielzahl miteinander gekoppelter chemischer Stoffumwandlungen innerhalb der Algenzelle sowie durch zahlreiche Stoffflüsse in die Zelle hinein und aus der Zelle heraus bestimmt. Ein mechanistisches Verständnis der Effekte von CO2 und Nährstofflimitation auf Phytoplankton kann nur mit Hilfe mathematischer Modelle gewonnen werden, die die dynamischen Eigenschaften der untersuchten Prozesse zum Gegenstand haben. Im Mittelpunkt des vorliegenden Forschungsvorhabens steht die experimentelle Charakterisierung und die mathematische Modellierung solcher Prozesse, die für die Wachstumsraten und die isotopischen Zusammensetzung von Mikroalgen von hervorgehobener Bedeutung sind. Im Zusammenhang mit der isotopischen Zusammensetzung soll untersucht werden, ob und unter welchen Bedingungen sich das Isotopenverhältnis 13C/12C im Phytoplankton auf eine mögliche Rekonstruktion von PaläoCO2-Gehalten anwenden lässt

UBA-CO₂-Rechner: Neue Berechnungsgrundlage bei Holzenergie

<p>Was kann ich selbst für den Klimaschutz tun? Der CO₂-Rechner liefert Antworten auf diese Frage, indem er die Möglichkeit bietet, den eigenen CO₂-Fußabdruck zu berechnen und so mögliche Einsparpotenziale zu erkennen. Im März 2024 wurde die Berechnung für das Heizen mit Holz im Rechner angepasst. Im Folgenden beantwortet das Umweltbundesamt (UBA) die am häufigsten hierzu gestellten Fragen.</p><p>1 Holzenergie im UBA-CO₂-Rechner</p><p>1.1 Warum wurde die Berechnung für Holzbrennstoffe im CO₂-Rechner angepasst?</p><p>Holz ist ein wertvoller, nachwachsender und begrenzt verfügbarer Rohstoff, der vielfältige Eigenschaften und Anwendungsfelder hat. Wälder und Holz sind wichtige Speicher für CO2. Zudem konkurrieren zahlreiche Anwendungen um die Nutzung von Holz, z.&nbsp;B. der Bau, die Möbel- und Papierherstellung, Anwendungen in der Industrie und schließlich die Heizenergiegewinnung.</p><p>Auch durch den schrittweisen Ausstieg aus der Verbrennung von Kohle, Öl und Gas steigt der Bedarf nach Holz weltweit an, während der Waldbestand weiter zurückgeht. Mit dem CO2-Rechner möchte das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠ Transparenz für Verbraucherinnen und Verbraucher schaffen, indem Umweltauswirkungen und mögliche Preisrisiken der Nutzung von Holz als Brennstoff gemäß wissenschaftlicher Erkenntnisse sichtbar gemacht werden.</p><p>1.2 Wie wird die Höhe des CO₂-Ausstoßes für Holzenergie durch das UBA ermittelt und festgelegt?</p><p>Die Emissionsfaktoren für Holzbrennstoffe setzen sich wie folgt zusammen: Erstens aus den Treibhausgasemissionen, die durch den Energieeinsatz für Ernte und Transport des Holzes sowie für weitere Herstellungsschritte entstehen (indirekte Emissionen). Diese Berechnung erfolgt auf der Basis durchschnittlicher Wegelängen und üblicherweise genutzter Technik und Verfahren. Zweitens aus Treibhausgasemissionen, die direkt bei der Verbrennung entstehen (direkte Emissionen). Diese ergeben sich aus dem Kohlenstoffgehalt des Holzes und schwanken geringfügig nach Art des Holzes.</p><p>Für Holz aus Garten- und Landschaftspflege werden die direkten CO2-Emissionen aus der Verbrennung mit null angesetzt, weil davon ausgegangen wird, dass dieses Holz zeitnah verrotten und somit das CO2 auch ohne weitere Nutzung freigesetzt werden würde. Vor dem Hintergrund steigender Bedarfe im Gartenbau (z. B. als Torfersatz) sowie absehbar neuer Nutzungspfade (z.&nbsp;B. als Rohstoff in sogenannten Bioraffinerien oder für die Pflanzenkohlenherstellung) wird allerdings diese Annahme in Zukunft kritisch zu diskutieren sein.</p><p>1.3 Mit welchen Werten rechnet der CO₂-Rechner beim Heizen mit Holzbrennstoffen und mit welchen Werten bei anderen Brennstoffen wie Erdgas oder Erdöl?</p><p>Beim CO2-Rechner werden grundsätzlich sowohl die direkten Emissionen von Brennstoffen als auch die indirekten Emissionen aus der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/v?tag=Vorkette#alphabar">Vorkette</a>⁠ (Herstellung, Transport) betrachtet. Zudem werden neben CO2 auch weitere Treibhausgase wie Methan und Lachgas berücksichtigt. Die einzelnen Emissionsfaktoren lassen sich direkt im <a href="https://uba.co2-rechner.de/de_DE/">UBA-CO2-Rechner</a> durch die Eingabe der Verbräuche herauslesen. Normiert auf die Einheit kWh ergeben sich die in der Tabelle aufgeführten Werte für die unterschiedlichen Brennstoffe.</p><p><strong>Wichtig zu beachten:</strong> Die hohen Werte für Holzbrennstoffe dürfen nicht darüber hinwegtäuschen, dass Öl- und Gasheizungen keine Alternative für Holzheizungen sind. Ein Ausstieg aus Öl und Gas ist zur Erreichung der Klimaneutralitätsziele unabdingbar und dementsprechend auch im <a href="https://www.umweltbundesamt.de/bild/das-gebaeudeenergiegesetz-ihr-weg-zu-einer-heizung/">Gebäudeenergiegesetz (GEG)</a> verankert. Laut dem GEG gibt es ein Betriebsverbot für Heizkessel mit fossilen Brennstoffen ab dem 1. Januar 2045. Ab Mitte 2026 bzw. Mitte 2028 sind Heizkessel mit fossilen Brennstoffen nur noch in Kombination mit mindestens 65&nbsp;Prozent erneuerbaren Energien oder, unter bestimmten Umständen, als Übergangslösung zulässig. Bereits heute neu installierte Gas- oder Ölkessel müssen ab 2029 einen steigenden Anteil erneuerbarer Energien im Brennstoff nachweisen.</p><p>Das UBA sieht in Wärmepumpen und Wärmenetzen die vielversprechendsten Heiztechniken. Viele nützliche Hinweise und Empfehlungen zur Wahl der für Ihr Haus passenden Heiztechnik finden Sie in unserem Umwelttipp „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/heizungstausch">Heizungstausch</a>“.</p><p>1.4 Ist eine Holzheizung klimafreundlich, wenn man sie mit Holz vom eigenen Grundstück betreibt (etwa aus Pflegeschnitten oder von abgestorbenen Bäumen)?</p><p>Der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠-CO2-Rechner bietet für Holz aus Garten- und Landschaftspflege eine eigene Kategorie zur Auswahl an. Hierbei werden die direkten CO2-Emissionen aus der Verbrennung weiterhin mit null angesetzt, da davon ausgegangen wird, dass es für dieses Holz keine andere wirtschaftliche Verwertung gibt und die CO2-Emissionen ansonsten durch Verrottung zeitnah freigesetzt würden.</p><p>Umwelttipps zum Heizen mit und zu Luft- und Gesundheitsbelastungen finden Sie auch in den UBA-Umwelttipps&nbsp; unter der Rubrik <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen">Heizen &amp; Bauen</a> nützliche Hinweise zum Betrieb von Holzheizungen: <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/pelletkessel">Pelletkessel</a>, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/pelletofen">Pelletofen</a> und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/kaminofen/">Kaminofen</a>. Infos finden Sie auch in unserem Ratgeber „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/heizen-holz/">Heizen mit Holz</a>“ oder in unserem Flyer „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/heizen-holz-wenn-dann-richtig/">Heizen mit Holz: Wenn, dann richtig!</a>“.</p><p>Die Nutzung von ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Totholz#alphabar">Totholz</a>⁠ aus dem Wald wird übrigens nicht empfohlen. Insbesondere stehendes Totholz ist für ein gesundes Wald-⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/%C3%B6?tag=kosystem#alphabar">Ökosystem</a>⁠ besonders wichtig. Daher sollten einzelne abgestorbene Waldbäume nur im Notfall (z. B. zur Schadabwehr) gefällt werden.</p><p>1.5 Werden für die Produktion von Pellets weitgehend Sägeabfälle aus der Holzindustrie benutzt, die sonst verrotten und das gespeicherte CO₂ freisetzen würden? </p><p>Sägenebenprodukte wie Holzspäne finden Verwendung u. a. in Spanplatten, in der Zellstoffherstellung, im Gartenbau oder eben auch in der Pelletherstellung. Es handelt sich demnach nicht um Abfälle, die sonst ungenutzt verrotten würden, sondern um Rohstoffe mit einem wirtschaftlichen Wert für verschiedene Anwendungen.</p><p>Dieser Wert spiegelt sich in einem entsprechenden Marktpreis wider, der deutlich macht, dass die Verfügbarkeit des Rohstoffs begrenzt ist. Die werkstoffliche Nutzung der Sägenebenprodukte ersetzt neu eingeschlagenes Holz sowohl für kurzlebige Produkte (Zellstoff) als auch für langlebige Produkte (Möbel, Baustoffe). Auch Sägeabfälle können so in langlebigen Produkten den holzbasierten CO2-Produktspeicher erhöhen.</p><p>Die Ausweisung der direkten CO2-Emissionen im CO2-Rechner ermöglicht es, die unterschiedlichen Nutzungsmöglichkeiten von Sägenebenprodukten in Bezug auf ihr Klimaschutzpotenzial miteinander zu vergleichen.</p><p>1.6 Stimmt es, dass bei der Verbrennung von Holz nur das CO₂ frei wird, das zuvor durch die Bäume gebunden wurde? </p><p>Holz ist ein nachwachsender Rohstoff. Er benötigt allerdings Zeit zum Wachsen. Ein Baum ist in der Regel erst nach rund 80 Jahren „erntereif“. Wird dieser Baum verbrannt, wird das über Jahrzehnte gespeicherte CO2 sofort frei und erhöht damit die CO2-Konzentration der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠. Es dauert Jahrzehnte, bis an gleicher Stelle dieses CO2 wieder gebunden wird.</p><p>Lange Zeit wurde davon ausgegangen, dass das CO2 zwar nicht an der gleichen Stelle, aber durch den Zuwachs des gesamten Waldes erneut zeitnah gebunden würde. Daraus entwickelte sich die Konvention, CO2-Emissionen, die beim Verbrennen von Holz entstehen, mit den durch allgemeinen Waldzuwachs gebundenen CO2-Emissionen pauschal zu verrechnen und auszugleichen. Aus fachlicher Perspektive sprechen jedoch mehrere Gründe gegen diese Berechnung:</p><p>Vor diesem Hintergrund folgt der CO2-Rechner einer Grundregel, die auch für ökonomische Bilanzen gilt: Ausgaben (hier: CO2-Emissionen) und Einnahmen (hier: CO2-Bindung) werden nicht vorab verrechnet, sondern getrennt in der Bilanz ausgewiesen, damit wichtige Informationen transparent zugänglich sind. Daher weist der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠-CO2-Rechner z.&nbsp;B. Flugemissionen auch dann aus, wenn diese kompensiert wurden.</p><p>1.7 Ist die CO₂-Neutralität von Holzenergie in EU- und deutschem Recht verankert? Verstößt der CO₂-Rechner gegen geltendes Recht?</p><p>Die Ausweisung von Verbrennungsemissionen in einem Informations- und Bildungstool widerspricht nicht geltendem Recht. Der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠-CO2-Rechner fällt nicht unter den Anwendungsrahmen der Richtlinie 2018/2001 des Europäischen Parlaments zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen und der darauf aufbauenden Berechnung der Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger. Im Rahmen der internationalen Treibhausgasbilanzierung ist das UBA sogar gesetzlich verpflichtet, Verbrennungsemissionen und Einbindungen von CO2 getrennt zu erfassen und zu betrachten.</p><p>Im Bundes-Klimaschutzgesetz sind die Ziele für die Sektoren ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=Landnutzung#alphabar">Landnutzung</a>⁠, ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=Landnutzungsnderung#alphabar">Landnutzungsänderung</a>⁠ und Forstwirtschaft (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=LULUCF#alphabar">LULUCF</a>⁠) verbindlich festgelegt. Demnach sollen bis zum Jahr 2030 jährlich mindestens 25 Mio. t CO2-Äquivalente (CO2e), bis zum Jahr 2045 mindestens 40 Mio. t CO2e aus der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ durch den Sektor LULUCF zurückgeholt werden. Damit steigen die Anforderungen an die Leistung des Waldes als CO2-Senke. Deutsche Wälder müssen demnach mehr CO2-Emissionen einbinden als emittieren. Daraus folgt, dass ein „klimaneutraler“ Wald den gesetzlichen Vorgaben nicht mehr genügt.</p><p>1.8 Ist das UBA grundsätzlich gegen die Bewirtschaftung von Wäldern und die Ernte von Holz?</p><p>Das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠ befürwortet eine nachhaltige und naturnahe Bewirtschaftung von Wäldern. Aus Klimaschutzsicht gibt es zwei zentrale Herausforderungen: Erstens die Stärkung der Wälder als Kohlenstoffsenke, wie sie das Bundes-Klimaschutzgesetz (KSG) vorgibt. Zweitens die Erhöhung der Widerstandsfähigkeit unserer Wälder gegenüber den Folgen des Klimawandels (Erhöhung der Klimaresilienz).</p><p>Laut Bundes-Klimaschutzgesetzes müssen bis 2030 mindestens 25 Mio. t CO2, bis 2035 mindestens 35 Mio. t CO2 und bis 2045 mindestens 40 Mio. t CO2 durch die Ökosysteme (u.&nbsp;a. Wälder, Moore und Grünflächen) eingespeichert werden. Dies ist ein gesetzliches Ziel, genauso wie die Treibhausgasminderung in anderen Sektoren wie der Energiewirtschaft oder Industrie. Im Bereich der Wälder kann dies durch naturnahe Waldbewirtschaftung, Waldzuwachs und Waldumbau mit möglichst hohem Struktur- und Artenreichtum gelingen. Auch braucht es mehr geschützte Waldbestände.</p><p>Ein weiteres wichtiges Handlungsfeld ist die Speicherung von Kohlenstoffvorräten in Holzprodukten. Denn CO2 wird nicht nur im Wald und im Waldboden, sondern auch in Holzprodukten gespeichert (Produktspeicher). Es ist daher sinnvoll, den wertvollen Rohstoff Holz möglichst lange und mehrfach zu nutzen (Kaskadennutzung), indem er beispielsweise zunächst stofflich als Baustoff genutzt und erst später nach möglichst weiteren Nutzungen als Altholz zur Wärmegewinnung in dafür geeigneten Kraftwerken verbrannt wird. Dies gilt auch für Sägenebenprodukte und die Weiternutzung eines beträchtlichen Anteils des Altholzaufkommens.</p><p>Für das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klima#alphabar">Klima</a>⁠ ist es wichtig, den gesamten CO2-Speicher „Holz“ (inklusive der Holzprodukte) zu stabilisieren und systematisch zu vergrößern. Hierzu braucht es sowohl Maßnahmen auf der Ebene des Waldspeichers als auch auf der Ebene des Holzproduktspeichers. In unseren Hintergrundpapieren „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/umweltschutz-wald-nachhaltige-holznutzung-2021/">Umweltschutz, Wald und nachhaltige Holznutzung in Deutschland</a>“ und „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/netto-null-in-2045-ausbau-der-senken-durch/">Netto-null in 2045: Ausbau der Senken durch klimaresiliente Wälder und langlebige Holzprodukte</a>“ finden sich ausführliche Empfehlungen für eine nachhaltige und umweltfreundliche Forst- und Holzwirtschaft.</p><p>2 Praktische Fragen rund ums Heizen mit Holzenergie</p><p>2.1 Haben die CO₂-Emissionsfaktoren für Holzbrennstoffe im CO₂-Rechner Folgen für den Betrieb meiner Holzheizung?</p><p>Nein, der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠-CO2-Rechner ist ein Informations- und Bildungstool und hat keine rechtliche Wirkung auf den Betrieb Ihrer Heizung. Wenn Sie mit Holz heizen, müssen Sie die Anforderungen der <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/bimschv_1_2010/">Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen (1. BImSchV)</a> erfüllen, die u.&nbsp;a. Grenzwerte für die Luftschadstoffemissionen von Heizkesseln und Einzelraumheizungen enthält. Die Einhaltung der gesetzlichen Anforderungen wird von den Schornsteinfeger*innen kontrolliert.</p><p>Beachten Sie hierzu auch unsere Umwelttipps zu <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/pelletkessel">Pelletkessel</a>, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/pelletofen">Pelletofen</a> und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/kaminofen/">Kaminofen</a>. Viele Infos finden Sie auch in unserem Ratgeber „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/heizen-holz/">Heizen mit Holz</a>“ oder in unserem Flyer „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/heizen-holz-wenn-dann-richtig/">Heizen mit Holz: Wenn, dann richtig!</a>“.</p><p>Wenn Sie einen Austausch der Heizung oder einen Neubau planen, finden Sie wertvolle Tipps auf unserer Seite zum <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/heizungstausch/">Heizungstausch</a> sowie in unserem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/umgebungswaerme-waermepumpen/so-gehts-mit-waermepumpen/">Portal zu Wärmepumpen</a>. Das Umweltbundesamt empfiehlt die Installation eines Heizsystems, das keine Brennstoffe benötigt (also ohne Gas, Öl, Holz auskommt).</p><p>2.2 Sollten Heizungen, die mit Holzbrennstoffen betrieben werden, zeitnah wieder ausgebaut werden, auch wenn sie noch funktionieren?</p><p>Eine funktionierende Heizung mit Holzbrennstoffen, die den gesetzlichen Anforderungen entspricht, darf betrieben werden. Ist Ihr Heizkessel älter als 15 Jahre, empfiehlt das Umweltbundesamt aber, den Austausch des Heizkessels zu prüfen. Auch empfehlen wir, rechtzeitig den Ausstieg aus der Heizung mit Brennstoffen (Gas, Öl, Holz) vorzubereiten und mögliche Fördergelder im Blick zu haben (siehe Umwelttipp <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/heizungstausch/">Heizungstausch</a>).</p><p>2.3 Ich habe bereits eine Holzheizung eingebaut. Wie kann ich sie so betreiben, dass sie Klima, Umwelt und Gesundheit möglichst wenig belastet? </p><p>In den ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠-Umwelttipps finden Sie unter der Rubrik <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen">Heizen &amp; Bauen</a> nützliche Hinweise zum Betrieb von Holzheizungen: <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/pelletkessel">Pelletkessel</a>, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/pelletofen">Pelletofen</a> und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/kaminofen/">Kaminofen</a>. Infos finden Sie auch in unserem Ratgeber „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/heizen-holz/">Heizen mit Holz</a>“ oder in unserem Flyer „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/heizen-holz-wenn-dann-richtig/">Heizen mit Holz: Wenn, dann richtig!</a>“.</p><p>2.4 Welche Heizsysteme sind aus Umweltsicht sinnvoll? </p><p>Grundsätzlich sollte man vor der Auswahl eines spezifischen Heizsystems den Wärmebedarf des Hauses möglichst weitgehend reduzieren – insbesondere durch eine umfassende <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/waermedaemmung-fenster/">Wärmedämmung</a>. Durch Gebäudesanierungen können enorme Einsparpotenziale bei der Wärmeversorgung erschlossen werden.</p><p>Ökonomisch und ökologisch sinnvoll ist es, Gebäude vornehmlich mit Hilfe von Wärmenetzen, sofern diese verfügbar sind, oder Wärmepumpen zu beheizen. Diese können inzwischen auch teilsanierte Bestandsgebäude effizient versorgen. Wo eine Wärmepumpe allein nicht ausreicht, sind Hybridheizungen eine Lösung, bei denen die Wärmepumpe die meiste Heizwärme liefert und ein Heizkessel an den kältesten Tagen unterstützt. Bereits diese Kombination spart viel Brennstoff. Stromdirektheizungen eignen sich nur in energetisch sehr gut gedämmten Gebäuden mit minimalem Heizbedarf.</p><p>Wenn Sie einen Austausch der Heizung oder einen Neubau planen, finden Sie wertvolle Tipps in unseren ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠-Umwelttipps zum <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/heizungstausch/">Heizungstausch</a>&nbsp;sowie unterschiedliche Praxisbeispiele in unserem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/umgebungswaerme-waermepumpen/so-gehts-mit-waermepumpen/">Portal zu Wärmepumpen</a>.</p><p>2.5 Muss ich mir als Besitzer*in einer Holzheizung Sorgen machen, dass auf Holzenergie eine CO₂-Abgabe anfallen könnte?</p><p>Das Umweltbundesamt hat keine Empfehlung zur CO2-Bepreisung von Holzenergie abgegeben.</p><p>Doch auch ohne eine CO2-Abgabe auf Holzenergie sind steigende Preise für Holzbrennstoffe wahrscheinlich. Grund dafür sind die absehbar weltweit steigende Nachfrage nach Holzrohstoffen einerseits und die weltweit abnehmenden Waldbestände andererseits.</p><p>3 Allgemeine Fragen zum UBA-CO₂-Rechner</p><p>3.1 Wer kann den CO₂-Rechner nutzen? </p><p>Der <a href="https://uba.co2-rechner.de/de_DE/">UBA-CO2-Rechner</a> ist ohne Zugangsbarriere für jede und jeden nutzbar. Auch Institutionen oder Unternehmen können den Rechner dementsprechend nutzen.</p><p>3.2 Wie sieht es mit Datenschutz beim CO₂-Rechner aus? Was genau passiert mit den eingegebenen Daten?</p><p>Der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠-CO2-Rechner ist ohne Anmeldung nutzbar. Der Rechner speichert weder zuordenbare IP-Adressen noch sonstige Informationen darüber, wer den Rechner genutzt hat. Eine statistische Auswertung der Besucherzugriffe erfolgt lediglich anonym mit der Open-Source-Software Matomo (siehe <a href="https://uba.co2-rechner.de/de_DE/">Datenschutzerklärung des Rechners</a> (auf der Seite ganz unten)).</p><p>Wenn die Nutzenden ihre Eingaben speichern oder für wissenschaftliche Auswertungen zur Verfügungen stellen möchte, müssen sie dieser <a href="https://uba.co2-rechner.de/de_DE/footprint#panel-calc">Speicherung aktiv zustimmen</a>. Sie können sich in diesem Fall einen bei der Zustimmung erzeugten Link kopieren und mit diesem die Eingaben wieder aufrufen, gegebenenfalls weiterbearbeiten und auch wieder löschen. Auch in diesem Fall gilt: Die Daten bleiben anonym, da eine Zuordnung der Daten z.&nbsp;B. über eine IP-Adresse nicht möglich ist.</p><p>Wurde von den Nutzenden der Speicherung der Daten für wissenschaftliche Zwecke zugestimmt, nutzt das UBA diese anonymen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/der-uba-co2-rechner-als-wissenschaftliches">Bilanzen für Forschungszwecke</a>.</p><p>3.3 Wo finde ich UBA-Publikationen und weitere Informationen zu dem Thema?</p><p>Allgemeine Informationen zum CO2-Rechner finden Sie zum einen in den Informationstexten im <a href="https://uba.co2-rechner.de/de_DE/">UBA-CO2-Rechner</a> selbst sowie in der Publikation „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/der-uba-co2-rechner-fuer-privatpersonen">Der UBA-CO2-Rechner für Privatpersonen: Hintergrundinformationen</a>“. Das UBA-Factsheet „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/einsatzmoeglichkeiten-des-uba-co2-rechners-in">Einsatzmöglichkeiten des UBA-CO2-Rechners in Kommunen</a>“ listet Anwendungsfelder und Praxisbeispiele des Rechners z.&nbsp;B. im Kontext von Bildung oder Öffentlichkeitsarbeit auf.</p><p>Spezifische Erläuterungen zur Bilanzierung von Holzbrennstoffen finden sich in im Factsheet „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/ansatz-zur-neubewertung-von-co2-emissionen-aus-der">Ansatz zur Neubewertung von CO2-Emissionen aus der Holzverbrennung</a>“, die wissenschaftlichen Grundlagen hierzu u. a. in der 2024 veröffentlichten Studie „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/auswirkungen-der-energetischen-nutzung-forstlicher">Auswirkungen der energetischen Nutzung forstlicher Biomasse in Deutschland auf deutsche und internationale LULUCF-Senken (BioSINK)</a>“.</p><p>Darüber hinaus finden Sie viele Anregungen in den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/uba-umwelttipps">UBA-Umwelttipps</a> (z.&nbsp;B. zum Thema <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen">Heizen &amp; Bauen</a>) sowie in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen">Publikationsdatenbank des UBA</a>.</p>

Organischer Kohlenstoff in Flüssen - Charakterisierung, Herkunft und Abbaubarkeit

Veranlassung Der gelöste und der partikuläre organische Kohlenstoff (dissolved organic carbon, DOC und particulate organic carbon, POC) sind zentrale Komponenten im Naturhaushalt von Gewässern. Die Akkumulation von organischem Kohlenstoff - beziehungsweise die damit verbundene hohe Sauerstoffzehrung - ist insbesondere in den Ästuaren ein wichtiger Belastungsfaktor für den Sauerstoffhaushalt und trägt damit zu deren schlechtem ökologischem Zustand bei. Die Bewertung der zu erwartenden Sauerstoffzehrung kann aber nur mit umfassender Kenntnis der Qualität der organischen Kohlenstoffgehalte in gelöster Form oder als Bestandteil der Schwebstoffe erreicht werden. Des Weiteren spielt die Zusammensetzung des organischen Materials eine wichtige Rolle bei der Sorption und dem Transport von Schadstoffen, sodass eine umfassende Beschreibung des organischen Kohlenstoffs auch die Vorhersage der Ausbreitung von Schadstoffen ermöglicht. Im Projekt OrgCarbon soll eine umfassende Charakterisierung des organischen Kohlenstoffs jenseits der traditionell erfassten Parameter (TOC, DOC und POC) stattfinden, da bekannt ist, dass sowohl POC als auch DOC eine komplexe, bisher wenig erforschte Vielzahl unterschiedlicher Stoffklassen beinhaltet. In einem ersten Schritt erfolgt eine Fraktionierung von partikulärem und gelöstem organischem Material, basierend auf der chemischen Zusammensetzung und mikrobiellen Abbaubarkeit. Wichtige Parameter wie Sauerstoffverbrauch, mikrobielle Atmung, chemische Zusammensetzung und die Herkunft des organischen Materials werden für jede Kohlenstofffraktion bestimmt. Durch die daraus resultierende Verbesserung des Verständnisses bezüglich organischem Kohlenstoff in Ästuaren und Flüssen zielt das OrgCarbon-Projekt darauf ab, zu besseren Umweltmanagement- und Naturschutzstrategien für die Bundeswasserstraßen beizutragen. Ziele Ein zentrales Ziel des OrgCarbon-Projekts ist es, eine Vielzahl interdisziplinärer Methoden zu testen, um die vielfältigen Eigenschaften des Kohlenstoffes zu erfassen. Es werden verschiedene chemisch-analytische Verfahren mit Messungen zur biologischen Aktivität und Abbaubarkeit des Kohlenstoffs sowie mit mineralogischen Untersuchungen kombiniert. Dadurch lässt sich ein Set an Methoden identifizieren, das zukünftig auch mit weniger Aufwand eine detaillierte Charakterisierung des Kohlenstoffs ermöglicht. Als Ergebnis von OrgCarbon angestrebt ist die Entwicklung eines standardisierten Protokolls, das den gesamten Prozess von der Probenahme über die Kohlenstofffraktionierung bis hin zur Analyse und Datenauswertung umfasst. Dieses ermöglicht es, die Qualität des organischen Kohlenstoffs sowie dessen Eigenschaften und Abbaubarkeit in Zukunft besser abzuschätzen und gemeinsam zu interpretieren. Dieses Protokoll soll in bestehende Messprogramme der BfG integriert werden, um regelmäßig die Herkunft, das Sorptionspotenzial für Schadstoffe sowie die Abbaubarkeit und die Sauerstoffzehrung von organischem Kohlenstoff zu bestimmen. Organischer Kohlenstoff spielt eine entscheidende Rolle in Ästuaren und Flüssen. Seine Zusammensetzung beeinflusst Prozesse wie die (mikro)biologische Produktivität, den Sauerstoffverbrauch, den Schadstofftransport und die Agglomeration von Schwebstoffen. Die Bestimmung erfolgt routinemäßig nur als Summenparameter (total organic carbon, TOC) weshalb über die Zusammensetzung des organischen Materials, dessen Abbauverhalten und Quellen meist wenig bekannt ist. Darüber hinaus reicht die Betrachtung des Gesamtkohlenstoffgehalts in vielen Fällen nicht aus, um eine Vergleichbarkeit von Schwebstoffen aus unterschiedlichen Quellen zu gewährleisten. Das OrgCarbon-Projekt widmet sich darum einer umfassenden Analyse des organischen Kohlenstoffs in Feldproben aus Ästuaren und Flüssen mit unterschiedlichen Kohlenstoffgehalten und Zusammensetzungen, wie der Tide-Ems und der Tide-Elbe. (Text gekürzt)

ECS4DRES, Verbundprojekt: Elektroniksysteme für resiliente flexible Energienetze mit erneuerbaren Energieerzeugern - ECS4DRES

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Forschergruppe (FOR) 918: Carbon flow on belowground food webs assessed by isotope tracers, Nematodes as link between microbial and faunal food web

The proposed project examines the nematode fauna at the two field experiments 'Long-term recalcitrant C input' and 'Carbon flow via the herbivore and detrital food chain'. A gradient from resource rich to deeper oligotrophe habitats, i.e. from high to low diverse food webs, is investigated. The impact of resource availability and quality (recalcitrant versus labile) and presence or absence of living plants (rhizosphere versus detritusphere) on the nematode population are assessed. Insight into micro-food web structure is gained by application of the nematode faunal analysis concept, based on the enrichment, structure and channel index. In laboratory model systems carbon flux rates for food web links are determined between bacteria/fungi and their nematode grazers for dominant taxa in the arable field. Further, carbon leakage from plant roots induced by herbivore nematode is studied as link between root and bacterial energy channels. By using 13C/12C stable isotope probing (FA-SIP) fatty acids serve as major carbon currency. Coupling qualitative and quantitative data on nematode field populations, with carbon flow via biomarker fatty acids in microorganisms and grazers will allow to connect microbial and faunal food web, and to directly link nematode functional groups with specific processes in the soil carbon cycle.

Muster und Dynamiken der möglichen Umweltrisiken von Pestiziden in der Landwirtschaft: Globale insgesamt ausgebrachte Toxizität

Im Rahmen eines vorhergehenden DFG-geförderten Projektes wurde das Konzept der insgesamt applizierten Toxizität (TAT) am Beispiel der Nutzung von Pestiziden in der Landwirtschaft in den USA entwickelt. TAT beschreibt die mittels regulatorischer Kennwerte toxizitätsgewichtete Pestizidanwendung für verschiedene aquatische und terrestrische Speziesgruppen und z.B. deren Änderung über die Zeit. Die TAT erscheint insbesondere für integrative, systemische Betrachtungen der möglichen Umweltrisiken auf großen zeitlich-räumlichen Ebenen relevant. Im vorliegenden Projekt sollen nun in einem ersten Schritt globale TAT-Berechnungen (gTAT) durchgeführt werden, die auf Anwendungsdaten (relevant für >96% der globalen Anbaufläche; 655 Pestizidwirkstoffe) und Toxizitätsdaten für zahlreiche Artengruppen (Fische, aquatische Invertebraten, aquatische Pflanzen, Säugetiere, Bestäuber, terrestrische Pflanzen) beruhen. Eine größere Anzahl von gTAT-Repräsentationen (Raum × Zeit × Speziesgruppe) soll auf der Basis von zunächst umfangreich validierten Eingangsdaten errechnet werden, wobei das Zusammenspiel von Pestizid- und Speziescharakteristika hierbei im Fokus steht. In einem zweiten Schritt werden multivariate statistische Analysen verwendet, um globale Daten zu Anbaukulturen (abgeleitet aus dem Spatial Production Allocation Model für 42 wichtige Kulturen) für die Kontextualisierung der gTAT für die o.g. Artengruppen verwendet, um somit den Einfluss von z.B. Kultur- oder Pestizidzusammensetzung oder Größe der geernteten Fläche zu bestimmen. In einem dritten Schritt werden basierend auf Toxizitätsdaten für Regenwürmer bzw. Bodenarthropoden gTAT-Berechnungen für Bodenorganismen durchgeführt. Hiermit soll die Risikosituation für dieses aus agronomischer wie agro-ökologischer Sicht hochrelevante, aber bisher wenig betrachte, Kompartiment unter Einbindung von Informationen zu organischen Kohlenstoffgehalten in Böden, Halbwertzeiten und koc von Pestiziden beleuchtet werden. Die zu erwartenden multidimensionalen Ergebnisse des Projektes werden neben wissenschaftlichen Publikationen auch über interaktive online-Formate der Wissenschaft und Gesellschaft zugänglich gemacht.

Untersuchungen zur Ermittlung des Kohlenstoffgehaltes in den verbrennbaren organisch-chemischen Stoffen der Abluft eines Trockenofens

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