<p> <p>Ultrafeine Partikel (UFP) in der Atemluft gefährden Mensch und Umwelt, da sie bis in die Bronchien und Lungenbläschen gelangen können. Solche Partikel entstehen etwa bei Verbrennungsprozessen in Motoren. Die Weiterentwicklung von Messgeräten macht es seit einiger Zeit möglich, UFP im Abgas zu identifizieren. Eine Daten- und Literaturanalyse zeigt den Wissenstand von UFP im Verkehr auf.</p> </p><p>Ultrafeine Partikel (UFP) in der Atemluft gefährden Mensch und Umwelt, da sie bis in die Bronchien und Lungenbläschen gelangen können. Solche Partikel entstehen etwa bei Verbrennungsprozessen in Motoren. Die Weiterentwicklung von Messgeräten macht es seit einiger Zeit möglich, UFP im Abgas zu identifizieren. Eine Daten- und Literaturanalyse zeigt den Wissenstand von UFP im Verkehr auf.</p><p> Wie hoch sind die Emissionen Ultrafeiner Partikel im Verkehr und woher stammen sie? <p>Zum Verkehrssektor zählen der straßengebundene Verkehr, der Luftverkehr, der Schiffsverkehr, der schienengebundene Verkehr und auch mobile Maschinen und Geräte (non-road). Die Kenntnisse über UFP-Emissionen aus Messungen sind in verschiedenen Bereichen des Verkehrs unterschiedlich stark ausgeprägt. Im Straßen- und Luftverkehr wird die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/emission">Emission</a> der Partikelanzahl (PN) über Grenzwerte gesetzlich begrenzt. Hier liegen mehr Messdaten zu UFP-Emissionen im Abgas als für andere Verkehrsbereich vor. Diese gemessenen Emissionen stellten eine solide Basis für die Ermittlung von UFP-Emissionsfaktoren im abgeschlossenen Forschungsvorhaben dar. Bei mobilen Maschinen, Binnenschiffen und Schienenfahrzeugen bestehen zwar auch teilweise PN-Grenzwerte, aber vor allem für ältere Motoren liegen kaum Messdaten zur Partikelanzahl vor. Auch die Literaturrecherche lieferte dazu nur unzureichend Informationen. Daher mussten die UFP-Emissionen dieser Bereiche mithilfe von Analogieschlüssen zum Straßenverkehr abgeschätzt werden.</p> <p>Demnach verursachten im Jahr 2022 mobile Maschinen und Geräte (NRMM), zu denen beispielsweise Baumaschinen, Traktoren oder Rasenmäher gehören, den größten Anteil an den UFP-Emissionen, gefolgt vom Straßenverkehr und dem Luftverkehr. Bahn (Dieselloks) und Binnenschifffahrt hatten einen deutlich geringeren Anteil am gesamten UFP-Ausstoß und werden deshalb bei der weiteren Betrachtung vernachlässigt.</p> Wie wird sich der Ausstoß in Zukunft entwickeln? <p>Die Modellrechnung in Form von Szenarien zeigt für das Jahr 2030 gegenüber 2022 eine Reduktion der UFP-Emissionen des Verkehrs um 36 Prozent, da sich die Emissionen vor allem im Straßenverkehr, und in geringerem Maße auch bei NRMM, infolge der strengeren Abgasnormen und der Flottenerneuerung reduzieren. Der Anstieg von Flugbewegungen und damit des Kraftstoffverbrauchs hat im Luftverkehr einen Anstieg der UFP-Emissionen zur Folge.</p> Wie können die Emissionen gesenkt werden? <p>Die Studie liefert auf Basis der Ergebnisse Vorschläge für Maßnahmen und Instrumente für die einzelnen Verkehrsbereiche, um die UFP-Emissionen in Zukunft weiter zu senken:</p> <p>Im <strong>Straßenverkehr</strong> können Maßnahmen zur Verkehrsvermeidung sowie (als neues Instrument) die Ausweisung von Zero-Emission-Zones in die nur Fahrzeuge ohne schädliche Abgasemissionen, wie beispielsweise E-Autos, einfahren dürfen, die Emissionen von UFP reduzieren. Zudem spielt die periodische technische Inspektion (PTI) / Hauptuntersuchung eine wichtige Rolle, da Fahrzeuge mit unentdeckten Schäden oder Manipulationen am Partikelfilter je Kilometer etwa hundert Mal mehr UFP emittieren als Fahrzeuge mit funktionierendem Filter. Eine verlässliche und preiswerte On-Board-Sensorik für die kontinuierliche Messung der Partikelanzahl im Fahrbetrieb ist bislang nicht verfügbar, so dass die Überprüfung als Teil der Hauptuntersuchung sehr wesentlich für eine erfolgreiche Identifizierung von defekten und manipulierten Partikelfiltern ist und bleiben wird.</p> <p>Für <strong>mobile Maschine und Geräte</strong> sind Maßnahmen am effektivsten, die dazu führen, dass mehrheitlich Fahrzeuge mit Partikelfiltern in den Bestand kommen (Partikelfilternachrüstung, Stilllegung von Altfahrzeugen).</p> <p>Im <strong>Luftverkehr</strong> wurden vor allem die Verwendung von synthetischen Kraftstoffen und strenge Emissionsgrenzwerte für neue Triebwerke als zielführende Maßnahmen identifiziert.</p> <p>Der Einfluss von <strong>Binnenschiffen und Schienenfahrzeugen</strong> am Gesamt-UFP-Aufkommen aus Abgasen spielen nach Einschätzung der Autorinnen*Autoren nur eine untergeordnete Rolle, so dass keine Maßnahmen vorgeschlagen werden.</p> Welchen weiteren Forschungsbedarf gibt es? <p>Die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/120090">Studie</a> zeigt großen Bedarf an Messdaten von UFP, um anstelle von wissenschaftlich fundierten Annahmen mit gesicherten Daten rechnen zu können. Sie weist auch darauf hin, dass diese Studie sich nicht mit den Sekundärpartikeln oder mit Abriebemissionen von Bremsen und Reifen beschäftigt hat. Sekundärpartikel entstehen durch Nukleation (Bildung neuer Partikel) aus kondensierbaren Gasen. Dies geschieht zum Beispiel. beim Abkühlen des heißen Abgases nach dem Verlassen des Endrohrs in die kältere Umgebungsluft. Die emittierten leichtflüchtigen Kohlenwasserstoffe kondensieren dann an Tröpfchen und bilden sehr kleine Partikel in der Luft.</p> <p>Ebenso bedarf es noch einem Vergleich mit anderen Sektoren, um die Menge an UFP aus dem Verkehr gegenüber anderen Quellen konkret einordnen zu können. Denn überall, wo Verbrennungsprozesse auftreten (Verkehr, Kraftwerke, Heizungs- und Industrieanlagen, Holz- und Biomasseverbrennung) entstehen auch ultrafeine Partikel.</p> </p><p>Informationen für...</p>
Zielsetzung und Anlass: Auch wenn die aktuell diskutierten Anstrengungen im Klimaschutz erfolgreich sein werden und eine grundlegende ökologische Modernisierung der Gesellschaft und ihrer Wirtschaft erfolgt, ist es kaum realistisch, dass die Klimaneutralität im Jahr 2045 durch bloße CO2-Reduktion (Mitigation) erreicht werden kann. Verschiedene wissenschaftliche Studien und auch die Szenarien des IPCC kommen zu dem Schluss, dass es notwendig sein wird, CO2 in großem Umfang aus der Atmosphäre zu entfernen. Wirtschaftssektoren wie Luftfahrt, Stahl, Beton, Chemie und Landwirtschaft werden wahrscheinlich auch über die Mitte des Jahrhunderts hinaus zu Restemissionen beitragen. Allein in Europa werden die Restemissionen auf etwa 550 Millionen Tonnen pro Jahr geschätzt (die Hälfte davon sind Methanemissionen aus der Landwirtschaft). In den kommenden Jahrzehnten wird es notwendig werden, CO2 aus der Atmosphäre zu entfernen, um die CO2-Konzentration zu reduzieren und somit eine Eindämmung der globalen Erderwärmung auf unter 2° Celsius zu ermöglichen. Neben der Entfernung von mehreren hundert Millionen Tonnen CO2 pro Jahr – allein in der EU, müssen in großem Umfang Kapazitäten zur Speicherung von CO2 bereitgestellt werden. Parallel dazu müssen Prozesse des chemischen CO2-Recyclings (z. B. zur Herstellung von synthetischen Kraftstoffen) vorangetrieben werden. Unser Projekt zielt darauf ab, einen breiten Grundkonsens über die Potenziale und Grenzen von Carbon Dioxide Removal (CDR) zu fördern. Die Absorption und Speicherung von CO2 ist kein Allheilmittel, aber ein notwendiger Beitrag, um 'Netto-Null' zu erreichen. Umweltverträgliche und effektive Technologiepfade müssen identifiziert, quantitative Ziele gesetzt, Risiken benannt, konkrete Geschäftsmodelle und der geeignete politisch-rechtliche Rahmen diskutiert werden. Das Projekt wird dazu beitragen, die im Koalitionsvertrag beschriebenen und bald erwarteten Pläne für ein deutsches Kohlenstoffmanagement zu diskutieren und die Relevanzen der Pläne für die unterschiedlichen Stakeholder zu verdeutlichen. Die Fortführung der nationalen Diskussion wird auch dazu beitragen, CDR in den europäischen klimapolitischen Rahmen zu integrieren und einen CDR-Governance-Rahmen zu entwickeln. Weitere Ziele des Projekts sind die Information sowie Beratung von politischen EntscheidungsträgerInnen sowie UnternehmerInnen, die Stärkung und Differenzierung der Diskussion in den jeweiligen Wirtschafts-Communities und grundlegend der Wissenstransfer zwischen Politik, Umweltverbänden, Wissenschaft, kleinen sowie großen Unternehmen. Ein wichtiges Ziel des Projekts ist darüber hinaus, Chancen und Herausforderungen von kleinen und mittelständischen Unternehmen beim Abscheiden, Speichern und Nutzen von CO2 zu ergründen und konkrete, praxisrelevante Lösungen, bzw. Geschäftsmodelle zu erörtern. Anders als es der Fall bei Großkonzernen ist, ist es für KMU aufgrund ihrer spezifischen Unternehmensstruktur häufig eine größere Herausforderung, relevante Informationen sowie Fördermöglichkeiten zu identifizieren und passendes Personal an sich zu binden (Stichwort Fachkräftemangel). Fazit: Die letzten Monate haben gezeigt, dass das Thema hochaktuell ist und viele Stakeholder beschäftigt. Die Resonanz der Teilnehmenden bei den Veranstaltungen war durchgehend positiv und das Interesse an zukünftigem Austausch hoch. Dies wird auch dadurch sichtbar, dass Stakeholder uns aktiv kontaktieren, um sich auszutauschen oder an den Veranstaltungen teilzunehmen. Während der Abschlusskonferenz am 13. Mai wurde von unterschiedlichen Teilnehmenden hervorgehoben, dass das Projekt eine wichtige Plattform zum Austausch darstellte. Eine Herausforderung bestand und besteht darin, dass das Thema Carbon Management weiterhin polarisiert und es nicht möglich ist, mit allen Akteuren im Feld eine konstruktive Diskussion zu führen. An dieser Stelle hatten wir uns erhofft, noch erfolgreicher zu sein. (Text gekürzt)
For achieving climate protection targets in the transport sector, the use of alternative drive systems and alternative fuels are potential options in addition to traffic avoidance and modal shift. This study analyzes and compares various technology options for passenger cars as well as light and heavy-duty vehicles. The assessment covers the entire life cycle of the vehicles and also analyzes other environmental impacts (e.g. acidification, eutrophication, energy consumption) in addition to greenhouse gas emissions. The use of alternative fuels and renewable energies is modeled using two different ramp-up scenarios and the results are presented for three different reference years.
Das vorliegende Kurzpapier aus dem Forschungsvorhaben „Kriterien für eine nachhaltige Bereitstellung und klimagerechte Integration von strombasierten Energieträgern“ analysiert Studien, die sich mit der Kostenentwicklung von Wasserstoff und Wasserstoffderivaten befassen. Es werden die folgenden strombasierten, erneuerbaren Energieträger betrachtet: Wasserstoff, Ammoniak, Methan, Methanol, Fischer-Tropsch Kraftstoffe und Dimethylether, sowie die fossil basierten Energieträger blauer Wasserstoff und blauer Ammoniak. Die Kosten werden den Prozessen: Wasserstoff-Erzeugung, Derivatsynthese, Transport, sowie Rückwandlung und Verteilung zugeordnet. In einem gesonderten Kapitel wird der Einfluss der Kohlenstoffquelle für die Wasserstoff-Derivatsynthese betrachtet. Für die Analyse der Erzeugungskosten des Wasserstoffs und o.g. Wasserstoffderivate wurden Studien zu folgenden Regionen berücksichtigt: MENA, Subsahara-Afrika, Nordamerika, Südamerika, Australien, Nordeuropa, Iberische Halbinsel, restliches Europa (ohne Deutschland) und Deutschland. Es zeigt sich, dass es auch bei Betrachtung des gleichen Energieträgers aus der gleichen Erzeugungsregion zu teils starken Abweichungen bezüglich aktueller und zukünftiger Produktionskosten kommt. Die lässt sich auf grundlegende, methodische Ansätze der Studien, sowie die darin gesetzten Randbedingungen, z.B. zukünftige Entwicklung einer beteiligten Technik, zurückführen. Alle Ergebnisse sind in der o.g. Aufteilung in Übersichtsgrafiken unter Nennung der jeweiligen Quelle dargestellt.
reTURN wird ein Verfahren zur Herstellung CO2-neutraler synthetischer Kraftstoffe demonstrieren. Dieses beinhaltet nicht nur das Potenzial signifikanter CO2-Reduktionen, sondern auch das Erzielen einer wesentlichen Effizienzsteigerung in der Produktion synthetischer Kraftstoffe und damit eine drastische Kostenreduktion. Im Verfahren werden drei etablierte Prozessschritte erstmalig in einem skalierbaren Einzelreaktor integriert, um auf Basis von rezykliertem CO2 und Biomethan aus organischen landwirtschaftlichen/ städtischen Restabfällen Synthesegas herzustellen: (1) Plasma-Verfahren mittels Biomethanpyrolyse, (2) Boudouard-Reaktion, (3) heterogene Wassergas-Shift-Reaktion mit anschließendem Quenching. Diese Kombination ermöglicht eine flexible Zusammensetzung des entstehenden Synthesegases, sodass nachfolgend verschiedene Konversionstechnologien als vierter Schritt des reTURN Verfahrens eingesetzt und damit verschiedene klimafreundliche Kraftstoffe oder Grundchemikalien produziert werden können. Das Projekt verwendet die Fischer-Tropsch-Synthese, um die gesamte Prozesskette bis hin zu den Endprodukten in einer Testanlage zu erforschen und zu erproben sowie einen Nachweis der technischen Machbarkeit und Massenmarkttauglichkeit zu erbringen. Schwerpunkte von reTURN sind der Bau und Testbetrieb des neuartigen Reaktors, begleitet von verschiedenen Forschungen am Reaktor, wie bspw. Messkampagnen und einer ökologischen Nachhaltigkeitsbetrachtung mit dem Fokus auf CO2. reTURN bietet vielfältige Verwertungsmöglichkeiten, insb. neue Geschäftsmodelle für CAPHENIA und Betreiber von Biogas- bzw. Fermentationsanlagen. Mit dem Einsatz erneuerbarer Energie entsteht zudem ein wesentliches Potenzial für eine nachhaltige Sektorenkopplung des Verkehrs- und Stromsektors in Deutschland. Damit stellt reTURN nicht nur ein Vehikel zur Stärkung der nationalen Vorreiterrolle im Nachhaltigkeitskontext bereit, sondern leistet auch einen entscheidenden Beitrag zum weltweiten Klimaschutz.
EwOPro ist ein Entwicklungs- und Demonstrationsvorhaben zur Erzeugung synthetischer Kraftstoffe / eFuels, mit dem Fokus auf der Herstellung von erneuerbarem Kerosin. Das Hauptziel von EwOPro ist die detaillierte Untersuchung des Prozesses zur Umsetzung der Olefine zu Paraffinen bzw. Oligomeren in der entsprechenden Kettenlänge und Verzweigung im Rahmen des Methanol-to-Jetfuel-Prozesses, welche für die Ziel-Produktfraktion Kerosin und die Koppelprodukte hochoktaniges/aromatenfreies Benzin und Diesel/Heizöl von Relevanz sind. Dabei stehen insbesondere die wissensbasierte Katalysatorweiterentwicklung sowie die Optimierung der prozesstechnischen Parameter der einzelnen Prozessstufen Methanol-to-Olefins, Olefin-Oligomerisierung und Hydrierung sowie in Kombination im Vordergrund. Die Kombination der Verfahrensschritte ist essentiell, um die zielgerichtete Steuerung des Produktspektrums je nach wirtschaftlichem Bedarf untersuchen und entsprechend optimieren zu können. Die gesamte Prozesskette soll in einer Pilotanlage im Technikumsmaßstab unter Nutzung vorhandener Infrastruktur und Peripherie aufgebaut werden (TRL 6). Für Oligomerisierung soll ein Kerosin-Anteil von mind. 62,5 Ma.-% im flüssigen Produkt erreicht werden. Zudem stehen je 20 Ma.-% hochoktangies aromatenfreies Benzin sowie Diesel in entsprechender Qualität im Fokus der quantitativen Zielstellung. Für die Übertragbarkeit der Ergebnisse steht die Auslegung eines großtechnischen Reaktorsystems basierend auf Tests auf der Pilotanlage im Ergebnis des beantragten Vorhabens. Dies dient der schnellen und effizienten technologischen Umsetzung des Prozesses nach Abschluss des Förderprojekts. Das Ziel des Teilprojekts ist die Entwicklung einer Methode zur umfassenden und detaillierten Analytik von synthetisch erzeugten Kerosinen auf Grundlage der komprehensiven Gaschromatographie (GCxGC) und die Anwendung dieser Methode auf Proben, die in den Versuchskampagnen des Projekts an einer Technikumsanlage gewonnen werden.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 80 |
| Land | 2 |
| Weitere | 8 |
| Wirtschaft | 10 |
| Wissenschaft | 33 |
| Zivilgesellschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 64 |
| Text | 18 |
| unbekannt | 7 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 25 |
| Offen | 65 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 78 |
| Englisch | 27 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 1 |
| Bild | 4 |
| Datei | 1 |
| Dokument | 9 |
| Keine | 58 |
| Webseite | 29 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 60 |
| Lebewesen und Lebensräume | 73 |
| Luft | 63 |
| Mensch und Umwelt | 90 |
| Wasser | 44 |
| Weitere | 87 |