Urease- und Nitrifikationsinhibitoren sind Chemikalien, die in der Landwirtschaft eingesetzt werden, um die pflanzliche Stickstoffausnutzung von Düngern zu steigern und dabei Ammoniak-, Nitrat- und Lachgasemissionen zu mindern. Da hierbei eine Gefährdung der Umwelt und der menschlichen Gesundheit nicht ausgeschlossen werden kann, empfiehlt das Umweltbundesamt eine bessere Regulierung der Stoffe. Berechnungen des Umweltbundesamtes ( UBA ) zeigen, dass ein umfassender Einsatz von Inhibitoren landwirtschaftliche Ammoniakemissionen um bis zu neun und Lachgasemissionen um bis zu fünf Prozent reduzieren könnten. Diese Wirkung kann aber nur erreicht werden, wenn die Stoffe großflächig mit den Düngemitteln in der offenen Umwelt ausgebracht werden. Ein großer Teil der Wirkstoffe kann jedoch die Umwelt oder die menschliche Gesundheit gefährden. So sind einige der Stoffe potenziell giftig für Wasserorganismen oder beeinträchtigen die Fortpflanzungsfunktion von Säugetieren. Diese Risiken werden aktuell in der Genehmigungspraxis weder auf nationaler noch auf europäischer Ebene systematisch berücksichtigt. Dies zeigt sich zum Beispiel daran, dass fünf der elf auf dem deutschen Markt erhältlichen Inhibitoren mit hoher Wahrscheinlichkeit nach den Anforderungen der EU-Pflanzenschutzmittelverordnung nicht zulassungsfähig wären. Darüber hinaus bestehen auch noch Unsicherheiten bei der Effektivität und Dauer der Wirkungen von Inhibitoren, insbesondere bei wiederholter Anwendung. Ein großflächiger Einsatz der derzeit auf dem Markt erhältlichen Inhibitoren kann deshalb vom UBA zum jetzigen Zeitpunkt pauschal nicht empfohlen werden. Stattdessen empfiehlt die Behörde eine einheitliche europäische Regelung, die sicherstellt, dass jeder genehmigte Wirkstoff ohne Risiko für Umwelt und menschliche Gesundheit angewendet werden kann. Diese Regelung sollte über die Schaffung einer EU-Verordnung mit einem Genehmigungs- und Zulassungsverfahren ähnlich dem der EU-Pflanzenschutzverordnung oder über die Integration in diese Verordnung umgesetzt werden. Unter diesen Voraussetzungen können Inhibitoren einen Beitrag zum Erreichen von Umwelt- und Klimazielen leisten. Wichtig ist, schnell die entsprechenden Schritte zu einer Neuregulierung insbesondere von Nitrifikationsinhibitoren zu ergreifen. Der Landwirtschaftssektor war im Jahr 2024 für rund 13 Prozent der Treibhausgasemissionen in der EU verantwortlich. Ab 2030 wird auch der Landwirtschaftssektor einen signifikanten Beitrag zu den ambitionierten europäischen und nationalen Klimazielen leisten müssen. Dann werden kostengünstige und einfache Minderungstechniken, wie der Einsatz von treibhausgasmindernden Inhibitoren, deutlich an Attraktivität gewinnen.
Zielsetzung: Erforschung der Kreislaeufe der o.g. Gase in der Atmosphaere. Dazu gehoert u.a. die Bestimmung der Verteilung dieser Gase in der Atmosphaere, die Erfassung moeglicher Quellen und Senken sowie Bestimmung der Abbau- bzw. Produktionsraten. Da kommerziell verfuegbare Geraete, die zu diesen Untersuchungen benoetigt werden, nicht ueber die ausreichende Empfindlichkeit verfuegen, muessen Nachweismethoden und Messgeraete selbst entwickelt werden.
In einigen Veroeffentlichungen der letzten Jahre wird die Bildung von Ammonium aus Nitrat in Frage gestellt. Wir haben aus je einer Erd- und Talsperrensedimentprobe 60 verschiedene Staemme von nitratammonifizierenden Bakterien erhalten. Von den Bakterien, die unter anaeroben Bedingungen aus Nitrat Ammonium bilden, sind diejenigen zu trennen, die Nitrat unter Bildung von N2 oder N2O denitrifizieren. Verschieden von beiden Prozessen ist die Ammoniumbildung aus organischen, stickstoffhaltigen Verbindungen (Ammonifikation). Nitratammonifizierende Bakterien koennen auch Nitrit und teilweise Hydroxylamin unter anaeroben Bedingungen reduzieren. Sowohl bei der Denitrifikation als auch bei der Nitratammonifikation kann aus organischer Substanz Ammonium gebildet werden.
Ecofys unterstützte den CEFI, bei der Entwicklung und Ausarbeitung der Energie- und Kohlenstoff-Roadmap 2050 . Die Roadmap untersucht, welche Rolle die Chemieindustrie langfristig betrachtet in einem energieeffizienten und emissionsarmen Europa der Zukunft spielen kann. In vier versch. Szenarien werden die zukünftige Nachfrage nach und damit die Produktion von Produkten der chemischen Industrie bis 2050 sowie die Entwicklung und der Einsatz von Energieeffizienz- und kohlenstoffarmen Technologien bewertet. Die Szenarien unterscheiden sich dabei hinsichtlich ihrer Annahmen zum energie- und klimapol. Umfeld in Europa und dem Rest der Welt, zur Entwicklung von Energie- und Rohstoffpreisen sowie der Geschwindigkeit, mit welcher relevante Innovationen voranschreiten. Die Studie untersucht ebenfalls, welche Rolle der europäischen Chemieindustrie in der Bereitstellung von Energieeffizienz- und kohlenstoffarmen Lösungen für andere Wirtschaftsbranchen zukommen kann. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass Produkte der chemischen Industrie in allen Wirtschaftsbereichen Verbesserungen in der Energieeffizienz und der Minderung von Treibhausgasemissionen ermöglichen, wobei sich diese Rolle der Chemieindustrie künftig noch verstärken dürfte. Weiterhin wird in der Studie deutlich, dass die Preisdifferenzen, welche für Energie und Rohstoffe im Vergleich zu den wichtigsten Wettbewerbsregionen bestehen, die globale Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Chemieindustrie gefährden. Eine auf Europa beschränkte und nicht global abgestimmte Energie- und Klimapolitik, welche zu höheren Kosten der europäischen Produktion führt, würde die Wettbewerbsfähigkeit weiter schwächen und zu einer geringeren Produktion in Europa und damit zu vermehrten Importen von chemischen Produkten nach Europa führen. Die Verbesserung der Energieeffizienz wird den größten Beitrag leisten, die zukünftigen Treibhausgasemissionen der europäischen Chemieindustrie zu reduzieren. Des Weiteren können alternative Brennstoffe zur Erzeugung von Prozesswärme sowie die Vermeidung von Lachgasemissionen sich positiv auf die Emissionsminderung auswirken. Darüber hinaus bergen die Dekarbonisierung des Stromsektors und nach 2030 auch die CCS-Technologie zusätzliche Emissionsminderungspotentiale. Wachstum und Innovation wird dabei in den kommenden Jahren bei der Erzielung realer Emissionsminderungen eine entscheidende Rolle zukommen. Angesichts dieser Ergebnisse appelliert die Studie an die politischen Entscheidungsträger, die energie- und klimapolitische Rahmenbedingungen derart zu gestalten, dass Anreize für ein nachhaltiges und effizientes Wachstum der chemischen Industrie geschaffen werden, um die Attraktivität für Investitionen zu steigern und weitere Innovationen zu fördern. Die Studie liefert wertvollen Input für die Diskussion zur europäischen Energieversorgung sowie der post 2020 Klima und Industriepolitik. Ecofys kam die Rolle der Projektkoordination zu und lieferte zudem unabhängige analyt. Beiträge.
Offene Verbrennung von Pflanzenmaterial verschiedener Herkunft. Dabei Messung von Temperatur, Flussrate, Gewichtsverlust und Spurengaskonzentrationen im Abgas. Gemessene Spurengase: CO, CO2, CH4, C2-C10-Kohlenwasserstoffe, NO, N2O, NH3, HCN, CH3CN, SO2, H2S, CS2, COS.
Labor- und Feldstudien zeigen, dass die Oberflächengrenzschicht des Ozeans (â€Ìsurface microlayerâ€Ì, kurz SML) die biogeochemischen Kreisläufe von klimaaktiven und atmosphärisch wichtigen Spurengasen wie Kohlenstoffdioxid (CO2), Kohlenstoffmonoxid (CO), Methan (CH4), Lachgas (N2O) und Dimethylsulfid (DMS) stark beeinflusst: (i) Jüngste Studien aus den PASSME- und SOPRAN-Projekten haben hervorgehoben, dass Anreicherungen von oberflächenaktiven Substanzen (d.h. Tensiden) einen starken (dämpfenden) Effekt sowohl auf die CO2- als auch auf die N2O-Flüsse über die SML/Atmosphären-Grenzfläche hinweg haben und (ii) Spurengase können durch (mikro)biologische oder (photo)chemische Prozesse in der SML produziert und verbraucht werden. Daher kann der oberste Teil des Ozeans, einschließlich der SML, verglichen mit dem Wasser, das in der Mischungsschicht unterhalb der SML zu finden ist, eine bedeutende Quelle oder Senke für diese Gase sein, was von sehr großer Relevanz für die Forschungseinheit BASS ist. Die Konzentrationen von CO2, N2O und anderen gelösten Gasen in der SML (oder den oberen Zentimetern des Ozeans) unterscheiden sich nachweislich von ihren Konzentrationen unterhalb der SML. Typischerweise werden die Nettoquellen und -senken wichtiger atmosphärischer Spurengase mit Konzentrationen berechnet, die in der Mischungsschicht gemessen wurden und mit Gasaustauschgeschwindigkeiten, die die SML nicht berücksichtigen. Diese Diskrepanzen führen zu falsch berechneten Austauschflüssen, die in der Folge zu großen Unsicherheiten in den Berechnungen der Klima-Antrieben und der Luftqualität in Erdsystemmodellen führen können. Durch die Verknüpfung unserer Spurengasmessungen mit Messungen von (i) der Dynamik und den molekularen Eigenschaften der organischen Materie und speziell des organischen Kohlenstoffs (SP1.1; SP1.5), (ii) der biologischen Diversität und der Stoffwechselaktivität (SP1.2), (iii) den optischen Eigenschaften der organischen Materie (SP1.3), (iv) der photochemischen Umwandlung der organischen Materie (SP1.4) und (v) den physikalischen Transportprozessen (SP2.3) werden wir ein umfassendes Verständnis darüber erlangen, wie die SML die Variabilität der Spurengasflüsse beeinflusst.
Das Verbundvorhaben adressiert die Themen der Minderung der Lachgasemission und Verbesserung der Stickstoffeffizienz durch Modellierung, der Bewertung möglicher Minderungsmaßnahmen und der standortdifferenzierenden Bewertung der Denitrifikation. Gasförmige Emissionen aus der Denitrifikation verursachen pflanzenbaulich relevante N-Verluste und verursachen direkte N2O-Emissionen des Pflanzenbaus. Pflanzenbauliche Klimaschutzmaßnahmen im Bereich der Düngung, Bodenbearbeitung, Fruchtfolge sind im Hinblick auf die Rolle der Denitrifikation kaum erforscht. Ein pflanzenbauliches Management welches N-Effizienz optimiert und gleichzeitig N-Emissionen minimiert ist daher bisher nicht verlässlich definiert. Übergeordnetes Ziel des vorliegenden Antrags ist es, pflanzenbaulich praktikable Minderungsmaßnahmen im Hinblick auf N2 und N2O-Emissionen der Denitrifikation für Ackerbausysteme in Deutschland zu identifizieren, indem der Kenntnisstand zu denitrifikativen N-Verlusten durch Feld- und Laborstudien verbessert und zur Parametrisierung, Validierung und Anwendung von Simulationsmodellen eingesetzt wird. Unsere Teilziele sind wie folgt: 1. Regionalisierung der N-Verluste durch Denitrifikation in Deutschland auf Basis vorhandener Modelle 2. Bestimmung der Wirkung von pflanzenbaulichen Klimaschutzmaßnahmen auf N2- und N2O-Verluste 3. Prüfung von Minderungsoptionen auf der Modell-, Labor- und Feldskala unter Berücksichtigung des Oberbodens und des durchwurzelten Unterbodens für verschiedene Böden 4. Weiterentwicklung von Denitrifikationsmodellen, um die Abbildung von Minderungsmaßnahmen zu verbessern anhand vorhandener und neuer Messdaten 5. Prüfung der Minderungsoptionen für Deutschland anhand der verbesserten Modelle unter Berücksichtigung von Ertrag, Wirtschaftlichkeit, Technologiebedarf, N2O-Emission, N-Effizienz, Düngerbedarf, NH3-Emisissionen und Nitratauswaschung.
Die deutschen Treibhausgasemissionen sanken im Vergleich zum Vorjahr um 77 Millionen Tonnen – stärkster Rückgang seit 1990 Im Jahr 2023 emittierte Deutschland 10,3 Prozent weniger Treibhausgase als 2022. Dies zeigen die Ergebnisse der Berechnungen, die das Umweltbundesamt (UBA) am 15. Januar 2025 an die Europäische Kommission übermittelt hat. Insgesamt wurden 2023 in Deutschland rund 672 Millionen Tonnen Treibhausgase freigesetzt – insgesamt 77 Millionen Tonnen weniger als 2022. Das ist der stärkste Rückgang der Treibhausgasemissionen seit 1990. Gründe hierfür sind unter anderem die deutlich gesunkene Kohleverstromung, der konsequente Ausbau der erneuerbaren Energien und ein Stromimportüberschuss bei gleichzeitig gesunkener Energienachfrage. Neue Erkenntnisse aus der aktuellen Bundeswaldinventur zeigen zudem für die vergangenen Jahre erheblich höhere Emissionen im Landnutzungssektor. Die offizielle Schätzung der Emissionen für das Jahr 2024 wird das UBA gemäß Klimaschutzgesetz Mitte März 2025 vorstellen. UBA -Präsident Dirk Messner sagt: „Die Emissionsdaten für 2023 belegen, dass sich unsere Klimaschutzanstrengungen, insbesondere im Energiesektor, auszahlen. Leider geht ein Teil der eingesparten Emissionen auf die jüngste Krise unserer Wirtschaft zurück. Was wir jetzt brauchen, ist eine Modernisierung der deutschen Wirtschaft zu mehr Effizienz und mehr Klimaschutz . Dass der Wald von einer Kohlenstoffsenke zu einer Emissionsquelle geworden ist, ist besorgniserregend. Hier müssen wir dringend umsteuern.“ Den stärksten Rückgang verzeichnet der Sektor Energiewirtschaft . Hier sind die Treibhausgasemissionen 2023 aufgrund eines verminderten Einsatzes fossiler Brennstoffe zur Erzeugung von Strom und Wärme um rund 54,1 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente bzw. 21,1 Prozent gegenüber dem Vorjahr gesunken. Besonders stark war dieser Rückgang beim Einsatz von Braun- und Steinkohlen sowie Erdgas. Gründe hierfür sind unter anderem die deutlich gesunkene Kohleverstromung, der konsequente Ausbau der erneuerbaren Energien und der Wechsel von einem Stromexport- zu einem Stromimportüberschuss bei gleichzeitig gesunkener Energienachfrage. Weitere Treiber waren Energieeinsparungen in Folge höherer Verbraucherpreise sowie die milden Witterungsverhältnisse in den Wintermonaten. In der Industrie sanken die Emissionen im zweiten Jahr in Folge, auf nunmehr rund 153 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente. Dies entspricht einem Rückgang von mehr als elf Millionen Tonnen oder sieben Prozent im Vergleich zum Vorjahr. Auch hier wird der Rückgang durch den gesunkenen Einsatz fossiler Brennstoffe, insbesondere von Erdgas und Steinkohle, bestimmt. Wichtige Treiber dieses Trends waren die negative konjunkturelle Entwicklung sowie gestiegene Herstellungskosten, die zu Produktionsrückgängen führten. Im Gebäudesektor gingen die Emissionen um 7,6 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente auf rund 103 Millionen Tonnen (minus 6,9 Prozent) zurück. Wesentliche Treiber waren hier wiederum Energieeinsparungen aufgrund der milden Witterungsbedingungen in den Wintermonaten 2023 sowie noch vergleichsweise hohe Verbraucherpreise. Auch der 2023 noch hohe Zubau an Wärmepumpen wirkte sich hier positiv aus, da beispielsweise weniger Erdgas und Heizöl eingesetzt wurden. Mit einem Rückgang um 2,5 Millionen Tonnen wurden 2023 im Verkehr rund 145 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente – und damit rund 1,7 Prozent weniger als im Vorjahr – ausgestoßen. Der Rückgang ist maßgeblich durch einen geringeren Dieselverbrauch durch schwere Nutzfahrzeuge im Straßenverkehr begründet. In der Landwirtschaft wiederum sanken die Treibhausgasemissionen um etwa 0,9 Millionen Tonnen auf 63 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente. Die Abnahme resultiert in erster Linie aus Reduktionen der Emissionen aus landwirtschaftlichen Böden und der Düngeranwendung. In die Berechnung der Emissionen aus Landnutzung , Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft ( LULUCF ) gingen erstmalig die Ergebnisse der vierten Bundeswaldinventur ein. Die im Inventurzeitraum 2018 bis 2022 gelegenen Dürrejahre ab 2018 haben zu einem großflächigen Absterben von produktiven, aber gegen den Klimawandel nicht widerstandsfähigen Fichtenmonokulturen geführt. Deshalb konnte der Wald in diesem Zeitraum die Emissionen aus anderen Quellen, wie trockengelegten Moorböden, anders als vor der Dürre , nicht mehr überwiegend kompensieren und war sogar selbst eine CO 2 -Quelle. Mit 88,4 Prozent dominiert auch 2023 Kohlendioxid (CO 2 ) die Treibhausgasemissionen – größtenteils aus der Verbrennung fossiler Energieträger. Die übrigen Emissionen verteilen sich auf Methan (CH 4 ) mit 6,7 Prozent und Lachgas (N 2 O) mit knapp 3,6 Prozent, dominiert durch den Bereich der Landwirtschaft. Gegenüber 1990 sanken die Emissionen von Kohlendioxid um 43,7 Prozent, Methan um 66,3 Prozent und Lachgas um 53,9 Prozent. Fluorierte Treibhausgase (F-Gase) verursachen insgesamt nur etwa 1,4 Prozent der Treibhausgasemissionen, haben aber zum Teil sehr hohes Treibhauspotenzial. Seit 1995 sind die fluorierten Treibhausgasemissionen um 41,4 Prozent gesunken. Die in diesem Text aufgeführten Kategorien entsprechen der Systematik des Klimaschutzgesetzes und nicht der Systematik für die internationale Klimaberichterstattung. Die Gesamtemissionen sind identisch. Gemäß den internationalen Berichterstattungsregeln für Treibhausgasemissionen wird immer die gesamte Zeitreihe seit 1990 neu berechnet. Dadurch kommt es zu Abweichungen bei den Angaben gegenüber der Berichterstattung vorhergehender Jahre. Eine detailliertere Analyse zu ausgewählten kurz- und langfristigen Treibern der verbrennungsbedingten Emissionen findet sich hier . Die Änderungen von minus 1,9 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalenten gegenüber den gemäß Klimaschutzgesetz für 2023 prognostizierten Emissionsdaten (siehe Pressemitteilung 11/2024 vom 15. März 2024) gehen auf Aktualisierungen der damals nur vorläufigen statistischen Informationen zurück. Die Änderungen von plus 64,7 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalenten gegenüber der letzten Berichterstattung nach Klimaschutzgesetz im LULUCF-Sektor sind Folge neuer Daten der Bundeswaldinventur, aber auch der Bodenzustandserhebung Landwirtschaft und des Moorbodenmonitorings. Näheres erläuterte das Thünen-Institut .
Die BIORESTEC GmbH wurde 2018 als ein unabhängiges Ingenieurbüro im Bereich Umwelttechnik mit Sitz in Laatzen gegründet. Ihre Schwerpunkte sind Dienstleistungen in der Forschung und Entwicklung, Technologietransfer und Markteinführung von innovativen, neuen Produkten im Bereich Bioenergie und Ressourceneffizienz. Am Standort Merkendorf (Bayern) soll eine großtechnische Anlage zur Behandlung von Gärresten errichtet und in Betrieb genommen werden. In der Anlage sollen Gärreste aus der im Umkreis befindlichen Biogasanlage Lachholzfeld behandelt werden, die aktuell unaufbereitet landwirtschaftlich genutzt werden. Da sich die Biogasanlage in einem Gebiet mit hoher Nitratbelastung des Grundwassers befindet (sog. rotes Gebiet), wird die Biogasproduktion und Flexibilität in Hinblick auf die eingesetzten Substrate wegen der in roten Gebieten langen Dünge-Sperrfristen derzeit durch die Lagerkapazität für Gärreste limitiert. Ziel des Vorhabens „ResGAR“ ist die Errichtung, Inbetriebnahme und der Betrieb einer AGRIFER® PLUS-Anlage im großtechnischen Maßstab. In der Anlage sollen jährlich 13.000 Kubikmeter Gärreste behandelt werden. Dabei soll das Volumen der Gärreste reduziert und so die Transportaufwendungen bei der Gärrestnutzung reduziert werden (25 Prozent statt 7 Prozent Trockensubstanz-Gehalt im Gärrest). Das Prinzip der fraktionierten Eindampfung wird als Schlüssel zur Stickstoff-Ausschleusung mit geringerem Säurebedarf genutzt. So sollen jährlich 22 Tonnen Stickstoff als Ammoniakwasser für die Nutzung auch außerhalb der Landwirtschaft zur Verfügung gestellt werden. Das entspricht knapp 30 Prozent des im Gärrest vorhandenen Stickstoffs. Das Verfahren kann dazu beitragen, dass der Stickstoffüberschuss auf den umliegenden landwirtschaftlichen Flächen in der Region gesenkt wird. Es wird davon ausgegangen, dass die geringeren Lachgasemissionen während der Lagerung der Gärreste einer Emissionsminderung von 25 Tonnen CO 2 -Äquivalente pro Jahr gleichkommen. Durch den (im Vergleich zur Produktion von Ammoniak im Haber-Bosch-Verfahren) geringeren Energieeinsatz bei der Herstellung des Ammoniakwassers können zudem indirekte Emissionen von rund 180 Tonnen CO 2 -Äquivalente pro Jahr eingespart werden. Im Vergleich zu einer zweistufigen Eindampfung mit Brüdenwäscher soll der Säureeinsatz um ca. 90 Prozent von jährlich 210 Tonnen auf 18 Tonnen reduziert werden. Zudem stellt die dreistufige Wärmekaskade eine Verbesserung der Energieeffizienz im Vergleich zum Stand der Technik dar. Das energieeffiziente Verfahren zur Produktion von Ammoniakwasser sowie die Reduktion des Einsatzes von Chemikalien bei der Gärrestaufbereitung sind auch übertragbar auf andere Anlagentypen. Beispielsweise kann das Verfahren zur Aufbereitung anderer Wirtschaftsdünger, z.B. Gülle eingesetzt werden. Die Technik könnte damit auch in Viehhaltungsbetrieben ohne Biogasanlage eingesetzt werden. Hierbei müsste jedoch die fehlende Wärmequelle bei der Gülleaufbereitung berücksichtigt werden, während Biogasanlagen die Wärme aus Blockheizkraftwerken nutzen können. Grundsätzlich kann die ResGAR-Technologie auf viele Betriebe der gleichen oder anderer Branchen übertragen werden. Branche: Wasser, Abwasser- und Abfallentsorgung, Beseitigung von Umweltverschmutzungen Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: BIORESTEC GmbH Bundesland: Bayern Laufzeit: seit 2024 Status: Laufend
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