Mensch und Umwelt stehen zueinander in einer dynamischen Beziehung. Zum Beispiel nutzt der Mensch einerseits Ressourcen der Umwelt, wie zum Beispiel fossile Energieträger und andere Rohstoffe, für die Herstellung von Konsum- und Investitionsgütern. Zugleich werden durch die Verarbeitung und Nutzung von Materialien auch Rest- und Schadstoffe wie etwa Treibhausgase, Schwefeldioxid oder Feinstaub an die Umwelt abgegeben. Das Leistungspotential der Umwelt als Senke für Schadstoffe ist jedoch begrenzt und die Abgabe von Emissionen in die Luft hat Auswirkungen auf das globale Klima und auf die Gesundheit der Menschen. Die Luftemissionsrechnung gibt Auskunft darüber, in welchem Umfang inländische wirtschaftliche Akteure Emissionen von Treibhausgasen und Schadstoffen in die Luft verursachen. Sie stellt somit die anthropogenen Luftemissionen dar. Zu den für den Klimawandel verantwortlich gemachten sogenannten Treibhausgasen zählen gemäß Kyoto-Protokoll die Stoffe Kohlendioxid (CO2), Distickstoffmonoxid (Lachgas, N2O) und Methan (CH4) sowie die fluorierten Treibhausgase (F-Gase). Zu den fluorierten Treibhausgasen gehören die vollfluorierten Kohlenwasserstoffe (FKW), die teilfluorierten Kohlenwasserstoffe (HFKW), Schwefelhexafluorid (SF6) und Stickstofftrifluorid (NF3). Der Statistische Bericht enthält Inhalte der bisherigen Publikation " Anthropogene Luftemissionen ", welche letztmalig mit den Daten für 2000 bis 2020 veröffentlicht wurde. Aufgrund methodischer Änderungen beginnen die Zeitreihen ab dem Jahr 2006. Die Inhalte dazu finden sie künftig über das Datenbankangebot GENESIS-Online im Themenbereich 85111 . Ältere Ausgaben dieser Publikation finden Sie in der Statistischen Bibliothek.
Wir schlagen vor, den von uns entwickelten Gaschromatographen GhOST-MS (Gas chromatograph for the Observation of tracers - coupled with a mass spectrometer) während der HALO Kampagne WISE einzusetzen um eine breite Palette von Tracern mit unterschiedlichen Lebenszeiten (von fast unendlich wie SF6 bis wenige Wochen, wie CHBr3) in der unteren und untersten Stratosphäre zu messen. Diese Messungen sollen gemeinsam mit den aus den Kampagnen TACTS, SALSA und POLSTRACC vorhandenen Beobachtungen ausgewertet werden. Bei der Auswertung wollen wir uns auf zwei Hauptaspekte konzentrieren. Dies sind die Ableitung von Transit-Zeit Verteilungen (Altersspektren) und die Bestimmung des Halogenbudgets der unteren Stratosphäre, insbesondre des Brombudgets. Die Auswertungen sollen für die verschiedenen Jahreszeiten der Kampagnen und auch im Hinblick auf unterschiedliche meteorologische Situation durchgeführt werden. Zur Ableitung der Altersspektren soll eine neue Methode entwickelt werden, die es erlaubt auch sogenannte bimodale Altersspektren abzuleiten, was eine bessere Beschreibung der Transportzeitverteilung der unteren und untersten Stratosphäre ermöglichen wird. Hierzu ist eine enge Zusammenarbeit mit dem Forschungszentrum Jülich und den Arbeiten zum CLaMS Modell geplant. Als Grundlage für die Methode zur Ableitung der Altersspektren soll der von Ehhalt et al. (2007) veröffentliche Ansatz verwendet werden. Beim Halogenbudget sollen unsere Messungen vor allem verwendet werden um abzuleiten, wieviel anorganisches Brom und Chlor aus kurzlebigen organischen Quellgasen in der unteren Stratosphäre vorhanden ist und dort zum Ozonabbau beitragen kann. Diese Daten sollen mit quasi-simultanen Messungen anorganischer Halogen-Komponenten der Universität Heidelberg kombiniert werden um insbesondre ein komplettes Brombudget der untersten Stratosphäre aufzustellen.
Hochtemperaturbrennstoffzellen mit keramischem Festelektrolyt (SOFC: Solid Oxide Fuel Cell) sind aufgrund ihres hohen Wirkungsgrades und ihrer Umweltvertraeglichkeit eine zukunftsweisende Alternative gegenueber konventioneller Energieerzeugung. Die Leistungsfaehigkeit und Lebensdauer der Einzelzellen sind dabei entscheidende Kriterien fuer die wirtschaftliche Nutzung von Brennstoffzellen. Bisherige Untersuchungen haben ergeben, dass es bei Langzeitbetrieb zu irreversiblen Veraenderungen in der Mikrostruktur der Anode kommt, die zu einer Senkung der Leistungsfaehigkeit fuehren. Je nach Belastung der Einzelzellen treten unterschiedliche Degradationsmechanismen auf. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung einer Anode, die aus mehreren Funktionsschichten besteht, um so die noetige Leistungsfaehigkeit und Langzeitstabilitaet zu liefern. Es soll ein Gradient in der Korngroesse, dem Nickelanteil und somit der Porositaet und der elektrischen Leitfaehigkeit erreicht werden, da die einzelnen Bereiche der Anodenstruktur unterschiedlichen Anforderungen genuegen muessen. So sind an der Grenzschicht Elektrolyt/Anode kleine Koerner erwuenscht, um eine moeglichst grosse Reaktionsflaeche zu erhalten. Wohingegen an der Grenzflaeche Anode/Interkonnektor ein hoher Anteil an grossen Nickelkoernern erforderlich ist, um einen guten elektrischen Kontakt und hohe Porositaet zu gewaehrleisten. Die optimale Zusammensetzung und Mikrostruktur der einzelnen Funktionsschichten soll durch systematische Belastungstests (elektrisch, chemisch, thermomechanisch) an verschiedenen homogenen Modellstrukturen, das sind Cermetproben aus Nickel- und YSZ-Teilchen mit definierter, homogener Zusammensetzung und Mikrostruktur, und durch die elektrochemische Charakterisierung von Einzelzellen mit entsprechenden homogenen Anodenstrukturen ermittelt werden. Vor und nach Durchfuehrung der Belastungstests ist eine umfassende Analyse der Zusammensetzung und Mikrostruktur der Modell- und Anodenstrukturen mittels Elektronenmikroskopie (REM, TEM, EDX, WDX) vorgesehen. Anhand der gewonnenen Ergebnisse soll ein Modell fuer die verschiedenen Verlust- und Degradationsmechanismen in der Anode entwickelt werden.
Schwefelhexafluorid (SF6) und Stickstofftrifluorid (NF3) gehören zu den Stoffen mit dem höchsten Treibhauspotential (SF6-GWP= 23500, NF3-GWP= 16.100). Da SF6 im Focus der Politik ist (Verordnung (EU) 517/2014), wird häufig auf NF3 ausgewichen. Das Vorhaben soll eine Strategie entwickeln für den deutschen, europäischen und globalen Ausstieg aus der Verwendung von SF6 und NF3 bzw. die Anwendungen eingrenzen für die es derzeit und evtl. bis 2050 keine Alternativen geben wird. Neben den, bis zum Beginn des Vorhabens, noch nicht geregelten Bereichen bei den elektrischen Betriebsmitteln sind der Einsatz von SF6 und NF3 in der Aluminium- und Magnesiumindustrie, der Halbleiterproduktion, der Solarzellenproduktion und in Teilchenbeschleunigern in Industrie und Medizin zu betrachten. Basierend auf den Ergebnissen früherer Forschungsvorhaben des UBA, intensiver Literaturrecherche sowie Interviews und Workshops mit Branchenexperten und Verbänden soll der aktuelle Stand des Einsatzes beider Stoffe in Deutschland, Europa und weltweit, Alternativen, Emissionsminderungsmaßnahmen, End-of-Life-Maßnahmen und Recyclingmöglichkeiten diskutiert werden. Darauf aufbauend sind Projektionen für Verwendung und Emissionen von SF6 und NF3 national und für Europa bis 2100 zu erarbeiten. In einer Konferenz zu 'SF6 und NF3 als vergessene Treibhausgase' sollen die Ergebnisse beider Teilvorhaben mit Anwendern, Berichterstattern und Atmosphärenchemikern diskutiert und anschließend in einer peer reviewed Publikation in Zusammenarbeit mit den FG II 4.5 und V I.6 veröffentlicht werden.
Immissionskonzentrationen setzen sich stets aus den Anteilen vieler Verursacher zusammen. Industrieanlagen und Kraftwerke, Verkehr, Hausbrand und Fernverfrachtung verursachen Schadstoffkonzentrationen in der Luft, deren Messung keinen Rueckschluss auf ihre Herkunft zulaesst. Um eine solche Situation zu beurteilen und gezielte Massnahmen zur Verminderung von Luftverunreinigungen zu ermoeglichen, ist die Kenntnis der Emissions - Immissionsbeziehung fuer einzelne Emittenten notwendig. Informationen darueber koennen mit der SF6-Tracermethode erhalten werden. SF6 ist ein chemisch inertes, ungiftiges Gas, das noch in Konzentrationen bis zu 10-12 cm3/SF6/cm3 Luft mittels Gaschromatographie gemessen werden kann. Das Prinzip der Tracermethode ist es, den Abgasen waehrend der Versuchsdauer gleichmaessig eine geringe Menge dieses Gases, das in der Natur und in anderen Abgasfahnen nicht vorkommt, beizumischen. Die markierte Abgasfahne kann durch Messung des zugegebenen Gases selektiv und ohne Beeinflussung durch andere Abgasfahnen nachgewiesen werden. Die Messungen erfolgen in Windrichtung an einem Netz von Messpunktken, wo die jeweilige Konzentration des Markierungsgases ermittelt wird. Waehrend der Messung werden kontinuierliche Wetterdaten registriert, da die Ausbreitung einer Abgasfahne von den meteorologischen Bedingungen abhaengt. Die Tracermethode wird einerseits angewendet, um die Ausbreitung von Abgasfahnen bei verschiedenen Wetterlagen zu untersuchen und damit die Gueltigkeit von Ausbreitungsmodellen zu ueberpruefen. Andererseits kann mit dieser Methode der Anteil einzelner Emittenten an einer Schadstoffkonzentration im Einzugsbereich mehrerer Anlagen...
Der Bericht präsentiert die Emissionsdaten der fluorierten Treibhausgase (F-Gase) für die Jahre 1995-2022 für Deutschland. Aufgeführt sind Daten für teil- und vollfluorierte Kohlenwasserstoffe, Schwefelhexafluorid, Stickstofftrifluorid sowie Hydrofluorether und Sulfuryldifluorid. Die Emissionen der F-Gase, die zwischen 2000 und 2017 kontinuierlich gestiegen sind, zeigen seit 2018 einen deutlichen Abwärtstrend. Im Vergleich zum Basisjahr 1995 sanken die F-Gas-Emissionen bis zum Jahr 2022 um knapp 40%. Dies ist hauptsächlich auf Verbote und Beschränkungen von Verwendungsmengen durch die europäische und nationale F-Gas-Gesetzgebung zurückzuführen. Veröffentlicht in Texte | 50/2024.
Das Forschungsvorhaben soll dazu dienen, Grundlagen für die gesetzliche Regelungen der PFAS in der BBodSchV zu erarbeiten. Dieses Vorhaben stützt sich einerseits maßgeblich auf die Ergebnisse des Vorhabens 'Bundesweite Hintergrundwerte für PFAS und weitere aufkommende Schadstoffe in Böden' und die bereits laufenden Arbeiten in einigen Bundesländern (NRW; Baden-Württemberg, Bayern). Im Vorfeld ist zunächst ein Konzept zu erarbeiten, wie Boden- und Feststoffwerte für PFAS gesichert methodisch abgeleitet werden können. Es ist zu bestimmen, welche Stoffe bzw. Stoffgruppen dabei zu betrachten sind und inwieweit Summenparameter dabei hilfreich sein können. Aufgrund der Vielzahl der zu betrachtenden Stoffe und der Vorläuferproblematik wird ein pragmatisches Konzept benötigt, das sich möglicherweise von den derzeitigen Herangehensweisen zum Ableiten von Prüfwerten unterscheidet. Das Vorhaben soll erkennbare Datenlücken adressieren und vorschlagen, wie diese zukünftig, beispielsweise durch geeignete Tests und Monitoringsmaßnahmen, zu kompensieren sind. Die zu entwickelnde Ableitungsmethodik soll auch für angrenzende Rechtsbereiche wie das Abfallrecht sowie Düngemittel- und Klärschlamm-VO anwendbar sein und zu einer harmonisierten Regelung für PFAS im Boden- und Feststoffbereich führen.
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