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s/thg emission/THG-Emission/gi

Urease- und Nitrifikationsinhibitoren: Chance ohne Risiko?

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.

Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie

Das Ziel des Projektes besteht in der Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie. Der Bundesverband der Deutschen Ziegelindustrie e. V. hat im März 2021 eine Roadmap für eine treibhausgasneutrale Ziegelindustrie in Deutschland - Ein Weg zur Klimaneutralität der Branche bis 2050- herausgegeben. Die Treibhausgasemissionen der deutschen Ziegelindustrie betragen rund 1,74 Mio. t CO2 im Jahr. Bis zum Jahr 2050 soll das Ziel der Treibhausgasneutralität, mit dann nur noch Emissionen von rund 0,5 Mio. t CO2/a, erreicht sein. Ein großes Problem bei der Herstellung keramischer Erzeugnisse wie Ziegel, Dachziegel, Klinker etc. ist der hohe Energieverbrauch. Der Sekundärenergieträger Wasserstoff kann durch seine CO2-freie Verbrennung sehr gut als Brennstoff eingesetzt werden. Wasserstoff ist ein brennbares Gas das exotherm mit Sauerstoff zu Wasser reagiert. Durch die Veränderung der Gasatmosphäre im Ofen gibt es jedoch Auswirkungen auf die Eigenschaften des Brennproduktes, die keramischen Eigenschaften, die Brennfarbe, die Puzzolanität und schädliche Emissionen im Ofenraum. Schwerpunkt ist es, derzeit noch offene Fragestellungen zum Wasserstoff-verfahren zu lösen, d.h. Kenntnisse über die Reaktionsmechanismen in den Rohstoffen bei wasserdampfhaltiger Atmosphäre zu erlangen und ein Konzept für die Verfahrenstechnik zu entwickeln, mit der es nach dem heutigen Stand der Technik möglich wird, ein solches Brennverfahren sicher und wirtschaftlich in einem kontinuierlichen Prozess einzusetzen. Die Projektergebnisse sollen im Werk Rietberg der Wienerberger GmbH in einem Pilotofen umgesetzt und erprobt werden.

Dieses Vorhaben wird im Rahmen des Programms 'Nachhaltig im Beruf' gefördert

Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie, Teilvorhaben: Entwicklung des klimaneutralen Brennverfahrens

Das Ziel des Projektes besteht in der Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie. Der Bundesverband der Deutschen Ziegelindustrie e. V. hat im März 2021 eine Roadmap für eine treibhausgasneutrale Ziegelindustrie in Deutschland - Ein Weg zur Klimaneutralität der Branche bis 2050- herausgegeben. Die Treibhausgasemissionen der deutschen Ziegelindustrie betragen rund 1,74 Mio. t CO2 im Jahr. Bis zum Jahr 2050 soll das Ziel der Treibhausgasneutralität, mit dann nur noch Emissionen von rund 0,5 Mio. t CO2/a, erreicht sein. Ein großes Problem bei der Herstellung keramischer Erzeugnisse wie Ziegel, Dachziegel, Klinker etc. ist der hohe Energieverbrauch. Der Sekundärenergieträger Wasserstoff kann durch seine CO2-freie Verbrennung sehr gut als Brennstoff eingesetzt werden. Wasserstoff ist ein brennbares Gas das exotherm mit Sauerstoff zu Wasser reagiert. Durch die Veränderung der Gasatmosphäre im Ofen gibt es jedoch Auswirkungen auf die Eigenschaften des Brennproduktes, die keramischen Eigenschaften, die Brennfarbe, die Puzzolanität und schädliche Emissionen im Ofenraum. Schwerpunkt ist es, derzeit noch offene Fragestellungen zum Wasserstoff-verfahren zu lösen, d.h. Kenntnisse über die Reaktionsmechanismen in den Rohstoffen bei wasserdampfhaltiger Atmosphäre zu erlangen und ein Konzept für die Verfahrenstechnik zu entwickeln, mit der es nach dem heutigen Stand der Technik möglich wird, ein solches Brennverfahren sicher und wirtschaftlich in einem kontinuierlichen Prozess einzusetzen. Die Projektergebnisse sollen im Werk Rietberg der Wienerberger GmbH in einem Pilotofen umgesetzt und erprobt werden.

How additional is the Clean Development Mechanism? Analysis of the application of current tools and proposed alternatives

Demonstrationsbetriebe Integrierter Pflanzenbau, Demonstrationsbetriebe Integrierter Pflanzenbau, Modellregion Baden-Württemberg

Der Ackerbau der Zukunft soll den Anbau diversifizieren, Ressourcen schonen und den Betriebsmittelinput reduzieren, um Umweltbelastungen (Klimagasemissionen, Nitratauswaschung, Metabolite/Rückstände von Pflanzenschutzmitteln, etc.) zu reduzieren. Allerdings können tragfähige und damit zukunftsweisende Maßnahmen und Vorgaben in der Praxis nur etabliert werden, wenn sich diese auch ökonomisch rechnen. Die Ackerbaustrategie 2035 zeigt eine Vielzahl an Handlungsfeldern auf, wie sich ein produktiver und vielfältiger Anbau verbinden lässt mit der Grundvoraussetzung die Menschheit auch weiterhin mit sichereren, ausreichenden und qualitativen Nahrungs- und Futtermitteln zu versorgen. Daher sollen in diesem Demonstrations- und Modellvorhaben in Baden-Württemberg auf landwirtschaftlichen Betrieben neue bzw. bewährte praktikable Verfahren zur Weiterentwicklung des integrierten Pflanzenbaus durchgeführt und anderen Landwirten, Landwirtinnen, Beratern, Beraterinnen sowie der interessierten Öffentlichkeit demonstriert werden. Die Maßnahmen sollen an die betrieblichen Möglichkeiten und Ausstattungen vor Ort und an die pflanzenbaulichen Möglichkeiten in einem systemorientierten Ansatz angepasst werden. Dafür werden u.a. folgende Maßnahmenpakete angeboten; Erhöhung der Kulturartenvielfalt, Erhöhung der N-Düngeeffizienz, Reduktion des Pflanzenschutzmitteleinsatzes, Reduzierter Betriebsmitteleinsatz, Digitalisierung, Förderung der Biodiversität und Klimaanpassung

Vermeidung von Treibhausgasemissionen bei der Produktion Seltener Erden durch Transfer von Ressourcen-Technologie aus dem Weltraum auf die Erde, Teilprojekt: Prozesserforschung/-verbesserung und Designkonzepte für skalierte terrestrische Anlagen (AGREE-PREVENT)

Reduktion der Lachgas Emissionen und des Edelmetallverbrauchs bei der Industriellen Oxidation von Ammoniak durch KI-basierte Entwicklung neuer Katalysatoren, ReLaKIKat - Reduktion der Lachgas Emissionen und des Edelmetallverbrauchs bei der Industriellen Oxidation von Ammoniak durch KI-basierte Entwicklung neuer Katalysatoren

Ernährung und Landwirtschaft mit Zukunft - Phase II: Landnutzung und Transformationspfade

Das Agrar- und Ernährungssystem in Deutschland ist nicht ökologisch nachhaltig, sondern muss transformiert werden. Dabei wird es nicht ausreichen einzelne Problembereiche isoliert voneinander zu betrachten. Wegen der systemischen Vernetzung des Bereichs und um die gesellschaftliche Akzeptanz zu gewährleisten, ist es essentiell, dass der Umbau im Rahmen langfristiger und kohärenter Politiken erfolgt. Dies gilt für einzelne Problembereiche im Rahmen der landwirtschaftlichen Produktion (z.B. THG-Emissionen der Tierhaltung, Nährstoffverluste und PSM-Einsatz) ebenso wie für das Zusammenspiel von Landwirtschafts- und Ernährungsfragen. Dieses Vorhaben knüpft an das bereits bewilligte UBA-Leuchtturmprojekt Phase I (Laufzeit Mitte 2022 bis Mitte 2025) an. Während es in der Phase I vorrangig um Fragen der Produktion und des Konsums tierischer Nahrungsmittel geht, fokussiert sich die Phase II zum einen auf die Frage, welche Praktiken und Konzepte im Pflanzenbau geeignete sind, um die Transformation der Anbausysteme hin zu einer ökologisch nachhaltigeren Landnutzung (mit Schwerpunkt Ackerbau) zu gestalten. Zum anderen soll es um die Frage gehen, mit welchem Set an Politikinstrumenten der Wandel des Agrar- und Ernährungssystems gelingen kann. Dieser Teil schließt daher auch eine Zusammenführung der Erkenntnisse aus Phase I und Phase II zu einer Gesamtstrategie mit Fokus auf die zentralen Stellschrauben zur Transformation des Agrar- und Ernährungssystems in Deutschland ein. Zur Umsetzung der Strategie werden kurz-, mittel- und langfristige politische Handlungsempfehlungen erarbeitet.

Beitrag der Landwirtschaft zu den Treibhausgas-Emissionen

Die Landwirtschaft in Deutschland trägt maßgeblich zur Emission klimaschädlicher Gase bei. Dafür verantwortlich sind vor allem Methan-Emissionen aus der Tierhaltung (Fermentation und Wirtschaftsdüngermanagement von Gülle und Festmist) sowie Lachgas-Emissionen aus landwirtschaftlich genutzten Böden als Folge der Stickstoffdüngung (mineralisch und organisch). Treibhausgas-Emissionen aus der Landwirtschaft Das Umweltbundesamt legt im Rahmen des Bundes-Klimaschutzgesetzes (KSG) eine Schätzung für das Vorjahr 2024 vor. Für die Luftschadstoff-Emissionen wird keine Schätzung erstellt, dort enden die Zeitreihen beim letzten Inventarjahr 2023. Die Daten basieren auf aktuellen Zahlen zur Tierproduktion, zur Mineraldüngeranwendung sowie der Erntestatistik. Bestimmte Emissionsquellen werden zudem laut KSG der mobilen und stationären Verbrennung des landwirtschaftlichen Bereichs zugeordnet (betrifft z.B. Gewächshäuser). Dieser Bereich hat einen Anteil von rund 14 % an den Gesamt-Emissionen des Landwirtschaftssektors. Demnach stammen (unter Berücksichtigung der energiebedingten Emissionen) 76,0 % der gesamten Methan (CH 4 )-Emissionen und 77,3 % der Lachgas (N 2 O)-Emissionen in Deutschland aus der Landwirtschaft. Im Jahr 2024 war die deutsche Landwirtschaft entsprechend einer ersten Schätzung somit insgesamt für 53,7 Millionen Tonnen (Mio. t) Kohlendioxid (CO 2 )-Äquivalente verantwortlich (siehe Abb. „Treibhausgas-Emissionen der Landwirtschaft nach Kategorien“). Das entspricht 8,2 % der gesamten ⁠ Treibhausgas ⁠-Emissionen (THG-Emissionen) des Jahres. Diese Werte erhöhen sich auf 62,1 Millionen Tonnen (Mio. t) Kohlendioxid (CO 2 )-Äquivalente bzw. 9,6 % Anteil an den Gesamt-Emissionen, wenn die Emissionsquellen der mobilen und stationären Verbrennung mit berücksichtigt werden. In den folgenden Absätzen werden die Emissionsquellen der mobilen und stationären Verbrennung des landwirtschaftlichen Sektors nicht berücksichtigt. Den Hauptanteil an THG-Emissionen innerhalb des Landwirtschaftssektors machen die Methan-Emissionen mit 62,1 % im Schätzjahr 2024 aus. Sie entstehen bei Verdauungsprozessen, aus der Behandlung von Wirtschaftsdünger sowie durch Lagerungsprozesse von Gärresten aus nachwachsenden Rohstoffen (NaWaRo) der Biogasanlagen. Lachgas-Emissionen kommen anteilig zu 33,4 % vor und entstehen hauptsächlich bei der Ausbringung von mineralischen und organischen Düngern auf landwirtschaftlichen Böden, beim Wirtschaftsdüngermanagement sowie aus Lagerungsprozessen von Gärresten. Durch eine flächendeckende Zunahme der Biogas-Anlagen seit 1994 haben die Emissionen in diesem Bereich ebenfalls kontinuierlich zugenommen. Nur einen kleinen Anteil (4,5 %) machen die Kohlendioxid-Emissionen aus der Kalkung, der Anwendung als Mineraldünger in Form von Harnstoff sowie CO 2 aus anderen kohlenstoffhaltigen Düngern aus. Die CO 2 -Emissionen entsprechen hier einem Anteil von weniger als einem halben Prozent an den Gesamt-THG-Emissionen (ohne ⁠ LULUCF ⁠) und sind daher als vernachlässigbar anzusehen (siehe Abb. „Anteile der Treibhausgase an den Emissionen der Landwirtschaft 2024“). Treibhausgas-Emissionen der Landwirtschaft nach Kategorien Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Anteile der Treibhausgase an den Emissionen der Landwirtschaft 2024 Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Klimagase aus der Viehhaltung Das klimawirksame Spurengas Methan entsteht während des Verdauungsvorgangs (Fermentation) bei Wiederkäuern (wie z.B. Rindern und Schafen) sowie bei der Lagerung von Wirtschaftsdüngern (Festmist, Gülle). Im Jahr 2023 machten die Methan-Emissionen aus der Fermentation anteilig 76,7 % der Methan-Emissionen des Landwirtschaftsbereichs aus und waren nahezu vollständig auf die Rinder- und Milchkuhhaltung (93 %) zurückzuführen. Aus dem Wirtschaftsdüngermanagement stammten hingegen nur 18,8 % der Methan-Emissionen. Der größte Anteil des Methans aus Wirtschaftsdünger geht auf die Exkremente von Rindern und Schweinen zurück. Emissionen von anderen Tiergruppen (wie z.B. Geflügel, Esel und Pferde) sind dagegen vernachlässigbar. Der verbleibende Anteil (4,5 %) der Methan-Emissionen entstammte aus der Lagerung von Gärresten nachwachsender Rohstoffe (NawaRo) der Biogasanlagen. Insgesamt sind die aus der Tierhaltung resultierenden Methan-Emissionen im Sektor Landwirtschaft zwischen 1990 (45,8 Mio. t CO 2 -Äquivalente) und 2024 (33,2 Mio. t CO 2 -Äquivalente) um etwa 27,5 % zurückgegangen. Wirtschaftsdünger aus der Einstreuhaltung (Festmist) ist gleichzeitig auch Quelle des klimawirksamen Lachgases (Distickstoffoxid, N 2 O) und seiner Vorläufersubstanzen (Stickoxide, NO x und Stickstoff, N 2 ). Dieser Bereich trägt zu 16,2 % an den Lachgas-Emissionen der Landwirtschaft bei. Die Lachgas-Emissionen aus dem Bereich Wirtschaftsdünger (inklusive Wirtschaftsdünger-Gärreste) nahmen zwischen 1990 und 2024 um rund 34,2 % ab (siehe Tab. „Emissionen von Treibhausgasen aus der Tierhaltung“). Zu den tierbedingten Emissionen gehören ebenfalls die Lachgas-Emissionen der Ausscheidung beim Weidegang sowie aus der Ausbringung von Wirtschaftsdünger auf die Felder. Diese werden aber in der Emissionsberichterstattung in der Kategorie „landwirtschaftliche Böden“ bilanziert. Somit lassen sich in 2024 rund 34,9 Mio. t CO 2 -Äquivalente direkte THG-Emissionen (das sind 56,2 % der Emissionen der Landwirtschaft und 5,4 % an den Gesamt-Emissionen Deutschlands) allein auf die Tierhaltung zurückführen. Hierbei bleiben die indirekten Emissionen aus der ⁠ Deposition ⁠ unberücksichtigt. Klimagase aus landwirtschaftlich genutzten Böden Auch Böden sind Emissionsquellen von klimarelevanten Gasen. Neben der erhöhten Kohlendioxid (CO 2 )-Freisetzung infolge von Landnutzung und Landnutzungsänderungen (Umbruch von Grünland- und Niedermoorstandorten) sowie der CO 2 -Freisetzung durch die Anwendung von Harnstoffdünger und der Kalkung von Böden handelt es sich hauptsächlich um Lachgas-Emissionen. Mikrobielle Umsetzungen (sog. Nitrifikation und Denitrifikation) von Stickstoffverbindungen führen zu Lachgas-Emissionen aus Böden. Sie entstehen durch Bodenbearbeitung sowie vornehmlich aus der Umsetzung von mineralischen Düngern und organischen Materialien (d.h. Ausbringung von Wirtschaftsdünger und beim Weidegang, Klärschlamm, Gärresten aus NaWaRo sowie der Umsetzung von Ernterückständen). Insgesamt wurden 2024 15,1 Mio. t CO 2 -Äquivalente Lachgas durch die Bewirtschaftung landwirt­schaftlicher Böden emittiert. Es werden direkte und indirekte Emissionen unterschieden: Die direkten Emissionen stickstoffhaltiger klimarelevanter Gase (Lachgas und Stickoxide, siehe Tab. „Emissionen stickstoffhaltiger Treibhausgase und Ammoniak aus landwirtschaftlich genutzten Böden“) stammen überwiegend aus der Düngung mit mineralischen Stickstoffdüngern und den zuvor genannten organischen Materialien sowie aus der Bewirtschaftung organischer Böden. Diese Emissionen machen mit 46 kt bzw. 12,3 Mio. t CO 2 -Äquivalenten den Hauptanteil (51,9 %) an den gesamten Lachgasemissionen aus. Quellen für indirekte Lachgas-Emissione n sind die atmosphärische ⁠ Deposition ⁠ von reaktiven Stickstoffverbindungen aus landwirtschaftlichen Quellen sowie die Lachgas-Emissionen aus Oberflächenabfluss und Auswaschung von gedüngten Flächen. Indirekte Lachgas-Emissionen belasten vor allem natürliche oder naturnahe Ökosysteme, die nicht unter landwirtschaftlicher Nutzung stehen. Im Zeitraum 1990 bis 2024 nahmen die Lachgas-Emissionen aus landwirtschaftlichen Böden um 24 % ab. Gründe für die Emissionsentwicklung Neben den deutlichen Emissionsrückgängen in den ersten Jahren nach der deutschen Wiedervereinigung vor allem durch die Verringerung der Tierbestände und den strukturellen Umbau in den neuen Bundesländern, gingen die THG-Emissionen erst wieder ab 2017 deutlich zurück. Die Folgen der extremen ⁠ Dürre ⁠ im Jahr 2018 waren neben hohen Ernteertragseinbußen und geringerem Mineraldüngereinsatz auch die erschwerte Futterversorgung der Tiere, die zu einer Reduzierung der Tierbestände (insbesondere bei der Rinderhaltung aber seit 2021 auch bei den Schweinebeständen) beigetragen haben dürfte. Wie erwartet setzt sich der abnehmende Trend fort bedingt durch die anhaltend schwierige wirtschaftliche Lage vieler landwirtschaftlicher Betriebe vor dem Hintergrund stark gestiegener Energie-, Düngemittel- und Futterkosten und damit höherer Produktionskosten. Maßnahmen in der Landwirtschaft zur Senkung der Treibhausgas-Emissionen Das von der Bundesregierung in 2019 verabschiedete und 2021 und 2024 novellierte Bundes-Klimaschutzgesetz legt für 2024 für den Landwirtschaftssektor eine Höchstmenge von 67 Mio. t CO 2 -Äquivalente fest, welche mit 62 Mio. t CO 2 -Äquivalente unterschritten wurde. Weiterführende Informationen zur Senkung der ⁠ Treibhausgas ⁠-Emissionen finden Sie auf den Themenseiten „Ammoniak, Geruch und Staub“ , „Lachgas und Methan“ und „Stickstoff“ .

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