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.
Der Vertrag über das umfassende Verbot von Nuklearversuchen (Kernwaffenteststopp-Vertrag: CTBT) und seine Überwachung Der Vertrag über das umfassende Verbot von Nuklearversuchen ( CTBT ) ist eines der zentralen internationalen Abkommen zur Verhinderung der Weiterverbreitung von Kernwaffen. Der CTBT wurde 1996 zur Unterzeichnung ausgelegt. Von den 44 Staaten ( sog. Annex 2-Staaten), die den Vertrag ratifizieren müssen, bevor er in Kraft treten kann, fehlen bis heute drei Länder, die den Vertrag noch unterzeichnen und ratifizieren müssen. Mit der De-Ratifizierung des Vertrages durch Russland Ende 2023 sind es nunmehr sechs Länder, die den Kernwaffenteststopp-Vertrag zwar unterschrieben, jedoch nicht ratifiziert haben. Die Organisation zur Überwachung des Kernwaffenteststopp-Vertrags ( CTBTO ) überwacht die Einhaltung des Vertrags mit seismischen Messungen, Radioaktivitätsmessungen und Spezialmikrophonen in den Ozeanen und der Atmosphäre. Mehrere Dutzend untereinander vernetzte Messstationen weltweit können geringste Spuren von Radioaktivität in der Luft erfassen. Das BfS beteiligt sich mit Radioaktivitätsüberwachungen an der Kontrolle und betreibt die einzige Station für hochempfindliche Radioaktivitätsmessungen in Mitteleuropa auf dem Schauinsland bei Freiburg. Der umfassende Kernwaffenteststopp-Vertrag ( engl. Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty , CTBT ) ist eines der zentralen internationalen Abkommen zur Verhinderung der Weiterverbreitung von Kernwaffen. Obwohl er noch nicht in Kraft getreten ist, wird seit über 2 Jahrzehnten ein weltweites Messnetz zu Überwachung des Teststopps aufgebaut und erfolgreich betrieben. Der Kernwaffenteststopp-Vertrag Überwachung des Kernwaffenteststopp-Vertrags Der Kernwaffenteststopp-Vertrag Anzahl der weltweit durchgeführten Kernwaffen-Versuche bis 2022. Seit 2017 wurden keine Kernwaffenversuche mehr durchgeführt. Beginn der Kernwaffentests Mit dem sogenannten "Trinity"-Test am 16. Juli 1945 in den USA wurde zum ersten Mal in der Menschheitsgeschichte eine Nuklearwaffe gezündet. Einen Monat später erfolgte der erste militärische Einsatz durch die Abwürfe der Nuklearwaffen über Hiroshima und Nagasaki am Ende des zweiten Weltkrieges. Trotz früher Überlegungen zu einer internationalen Kontrolle von spaltbarem Material für den Bau von Kernwaffen erlangten weitere Nationen die Fähigkeit zur Herstellung dieser Waffen (Sowjetunion: 1949, Vereinigtes Königreich: 1952). In den 1950er Jahren begannen die USA und die Sowjetunion mit dem Testen sogenannter thermonuklearer Waffen (umgangssprachlich "Wasserstoffbomben"), die eine höhere Sprengkraft besitzen und entsprechend größere Mengen an radioaktivem Fallout produzieren. Partieller Teststopp-Vertrag Unter anderem führte die Kritik an diesen Tests dazu, dass sich 1963 die USA , die Sowjetunion und das Vereinigte Königreich über ein Verbot von Tests in der Atmosphäre, unter Wasser und im Weltraum verständigten. Dies wurde in einem internationalen Vertrag, dem partiellen Teststopp-Vertrag niedergelegt ( engl. Partial Nuclear Test-Ban Treaty , PTBT). Frankreich (erster Test 1960) und China (erster Test 1964) unterschrieben diesen Vertrag jedoch nicht und führten noch bis 1980 Kernwaffentests in der Atmosphäre durch. Vom partiellen zum umfassenden Teststopp Das Internationale Messnetz IMS Quelle: CTBTO https://www.ctbto.org/map/ Die Unterzeichnerstaaten des PTBT hielten sich an die Vertragsregeln, wodurch die Zahl der atmosphärischen (oberirdischen) Tests, und der damit verbundene radioaktive Fallout verringert werden konnte. Die Gesamtzahl aller Atomwaffen-Tests verringerte sich jedoch nicht, sie wurden jetzt nur mehrheitlich unter der Erdoberfläche durchgeführt. Bis heute wurden über 2.000 Kernwaffentests gezählt. Auf diplomatischer Ebene wurde nach dem Inkrafttreten des PTBT über einen umfassenden Teststopp-Vertrag diskutiert und 1976 die sogenannte " Group of Scientific Experts " (GSE) eingerichtet. Ihre Aufgabe war es zu klären, ob und wie die Einhaltung eines solchen Vertrags geprüft werden kann, denn ein verlässliches Verifikationssystem ist eine entscheidende Voraussetzung dafür, dass sich Staaten völkerrechtlich an ein Verbot binden. Über die Möglichkeiten und Grenzen der Verifikation (wissenschaftliche Nachweisführung) liefen die Meinungen zunächst weit auseinander. Umfassender Kernwaffenteststopp-Vertrag Es dauerte bis zum Ende des Kalten Krieges, bis formelle Verhandlungen bei den Vereinten Nationen in der Genfer Abrüstungskonferenz aufgenommen wurde. Die Beratungen, an denen auch Experten des BfS maßgeblich beteiligt waren, konnten bereits zwei Jahre später abgeschlossen und der umfassende Kernwaffenteststopp-Vertrag (Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty, CTBT ) 1996 zur Unterzeichnung ausgelegt werden. Die Verhandlungsparteien wollten sicherstellen, dass die Unterzeichner des Vertrags erst dann bindende Verpflichtungen eingehen, wenn alle Staaten mit nukleartechnischen Einrichtungen – und damit der theoretischen Fähigkeit zum Kernwaffenbau - beigetreten sind. Daher enthält das Dokument eine Liste mit 44 Staaten ( sog. Annex 2-Staaten), die den Vertrag ratifizieren müssen, bevor er in Kraft tritt. Bis heute fehlen von diesen 44 Staaten drei, die den Vertrag vor Inkrafttreten unterzeichnen und ratifizieren müssen (Indien, Nordkorea, Pakistan) sowie seit 2023, mit der De-Ratifizierung des Vertrages in Russland, sechs Länder, die den Vertrag zwar unterschrieben, jedoch noch nicht ratifiziert haben (Ägypten, China, Iran, Israel, USA, Russland). Umsetzung des Kernwaffenteststopp-Vertrags Wenn der Zeitpunkt des Inkrafttretens erreicht wird, muss die Verifikation des Verbots sofort möglich sein. Daher wurde in Wien die sogenannte Vorbereitende Kommission für den CTBT gegründet, deren Aufgabe insbesondere der Aufbau eines internationalen Monitoring-Netzwerks mit 337 Messstationen ist. Mit Hilfe dieses Messnetzes kann die Vertragseinhaltung verlässlich überwacht werden. Daneben bereitet die Organisation zur Überwachung des Internationalen Kernwaffenteststopp-Vertrags ( CTBTO ) Vor-Ort-Inspektionen konzeptionell vor, entwickelt dafür Messmethoden und führt Übungen durch. Überwachung des Kernwaffenteststopp-Vertrags Die Organisation zur Überwachung des Internationalen Kernwaffenteststopp-Vertrags ( CTBTO ) überwacht die Einhaltung des Vertrages mit seismischen Messungen, Radioaktivitätsmessungen und Spezialmikrophonen in den Ozeanen und der Atmosphäre. Das Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) beteiligt sich mit Messungen radiaktiver Stoffe in der Atmosphäre an der Kontrolle und unterstützt das Auswärtige Amt durch fachliche Auswertung und Bewertung der Daten. Überwachung des Internationalen Kernwaffenteststopp-Vertrags Die CTBTO ist als internationales Netzwerk darauf ausgerichtet, weltweit geheime Kernwaffentests aufzuspüren. Seismische Messungen können einen ersten Hinweis auf einen unterirdischen Atomwaffentest geben. Mit einer zeitlichen Verzögerung können bei einem Atomwaffentest entstehende radioaktive Edelgase durch das Erdreich in die Atmosphäre gelangen. Wenn dies geschieht, lassen sich diese Gase mit den hoch empfindlichen Radioaktivitätsmessstationen der CTBTO nachweisen und auf einen Atomwaffentest zurückführen. Mehrere Dutzend dieser untereinander vernetzten Messstationen weltweit können geringste Spuren von Radioaktivität in der Luft erfassen. Das Bundesamt für Strahlenschutz betreibt die einzige Station für hochempfindliche Radioaktivitätsmessungen in Mitteleuropa auf dem Schauinsland bei Freiburg. Weltweites Überwachungssystem Die Vertragsorganisation mit Sitz in Wien baut zurzeit mit Hilfe der Signatarstaaten ein weltweites Überwachungssystem mit einem Netz von 321 Messstationen und 16 Laboren auf. Es ist in der Lage, eine nukleare Explosion an jedem Ort der Erde mit hoher Wahrscheinlichkeit zu entdecken, zu identifizieren und auch zu lokalisieren. Dieses System beruht auf 170 Seismographen in der Erde, 11 Unterwassermikrophonen in den Ozeanen, 60 Infraschallmikrophonen in der Atmosphäre und 80 Spurenmessstationen für Radioaktivität in der Luft Eine dieser Spurenmessstationen ist die Station Schauinsland des BfS (Radionuklidstation RN33). Zur Qualitätssicherung werden die 80 Radionuklidstationen durch 16 Radionuklidlaboratorien ergänzt. Die Bedeutung von Radioaktivitätsmessungen Die drei geophysikalischen Techniken - Seismik , Infraschall und Hydroakustik - können zeitnah Explosionen mit einer Stärke über 1 Kilotonne Trinitrotoluol (TNT) Äquivalent (Maßeinheit für die bei einer Explosion freiwerdende Energie) registrieren und lokalisieren. Die Radionuklid -Messtechnik hat anschließend die Aufgabe, den nuklearen Charakter einer Explosion zweifelsfrei nachzuweisen. Detoniert ein nuklearer Sprengkörper, dann entsteht eine Vielzahl radioaktiver Spaltprodukte . Die meisten so gebildeten Radionuklide kommen in der Natur nicht vor und unterscheiden sich auch deutlich in ihrer Zusammensetzung von Radioaktivität aus Kernkraftwerken. Eine Eingrenzung von Freisetzungsort und Freisetzungszeit ist zusätzlich mit Hilfe von atmosphärischen Ausbreitungsrechnungen möglich. Was wird gemessen? An allen im Endausbau des Messnetzes vorgesehenen 80 Radionuklidmessstationen wird die Luft auf Spuren von an Luftstaub gebundenen Gammastrahlern untersucht. An 40 der 80 Stationen, darunter auch auf der Station Schauinsland, wird zusätzlich nach radioaktiven Isotopen des Edelgases Xenon (Xenon-131m, Xenon-133, Xenon-133m und Xenon-135) gefahndet. Mindestanforderungen an die technische Ausstattung der Messstationen Aerosole Edelgase (radioaktives Xenon) Messtechnik Reinstgermaniumdetektor Reinstgermaniumdetektor oder Beta-/Gamma-Koinzidenz Luftdurchsatz mindestens 500 Kubikmeter pro Stunde mindestens 0,4 Kubikmeter pro Stunde Nachweisgrenze 10 bis 30 Microbecquerel pro Kubikmeter Luft bezogen auf Barium-140 1 Millibecquerel pro Kubikmeter Luft bezogen auf Xenon-133 Radioaktive Edelgase wurden in das Messnetz einbezogen, weil diese auch bei unterirdischen und verdeckten Kernwaffentests in die Atmosphäre entweichen können und damit das Risiko für einen potentiellen Vertragsbrecher erhöhen, entdeckt zu werden. Wichtig ist hierbei, dass anhand der isotopenspezifischen Messungen zwischen Radioaktivität aus zivilen Quellen und aus eventuellen Kernwaffentests - die eine Vertragsverletzung darstellen würden - unterschieden werden kann. Auswertung der Daten Sämtliche Messdaten werden über VPN oder ein satellitengestütztes Kommunikationssystem an das Internationale Datenzentrum ( IDC ) der CTBTO in Wien übermittelt. Dort werden sie ausgewertet, an die Unterzeichnerstaaten verteilt und archiviert. Stand: 04.08.2025
Zielsetzung:
Das Vorhaben hat das Ziel, ein innovatives, dezentrales IoT-System zu entwickeln, das die Bewässerung und Agrarprozesse im Weinbau sowie in anderen landwirtschaftlichen Betrieben revolutionieren soll. Mithilfe hochmoderner Sensorik und Künstlicher Intelligenz (KI) soll der Trockenstress von Pflanzen in Echtzeit überwacht werden , um datenbasierte, intelligente Bewässerungsentscheidungen zu treffen. Dadurch soll der Wasserverbrauch signifikant reduziert werden - Schätzungen zufolge um bis zu 30 %, was Millionen von Litern Wasser jährlich entspricht. Dies trägt nicht nur zur Schonung wertvoller Süßwasserressourcen bei, sondern schützt auch die Grundwasserqualität und unterstützt die nachhaltige Nutzung von Ressourcen.
Der Anlass für das Projekt liegt in den zunehmenden Herausforderungen, vor denen die Landwirtschaft angesichts des Klimawandels steht. Längere Trockenperioden, steigende Temperaturen und die globale Wasserknappheit setzen traditionelle Bewässerungsmethoden unter Druck, die oft ineffizient und verschwenderisch sind. Laut dem Weltwasserbericht der Vereinten Nationen von 2021 werden etwa 69 % des weltweit verfügbaren Süßwassers in der Landwirtschaft genutzt, wobei ineffiziente Praktiken wie Großflächenberegnung erhebliche Verluste verursachen. Besonders in Weinbauregionen führt die übermäßige Nutzung von Wasser zu ökologischen und wirtschaftlichen Problemen. Das Vorhaben möchte diese Problematik adressieren, indem es innovative Technologien einsetzt, die den Wasserverbrauch optimieren und die landwirtschaftliche Produktivität erhöhen.
Darüber hinaus verfolgt das Projekt einen umfassenden Ansatz: Neben der Entwicklung und Erprobung von Sensorik und Hardware wird eine KI-basierte Bewässerungssteuerung entwickelt , die in realen landwirtschaftlichen Betrieben getestet wird. Das IoT-System ermöglicht eine präzise und ressourcenschonende Bewässerung in der Landwirtschaft. Dazu werden Sensoren zur Messung von Bodenfeuchtigkeit, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Pflanzenzustand in einer Pilotanlage installiert. Die erfassten Daten werden über eine drahtlose Infrastruktur in eine Cloud übertragen, wo sie verarbeitet und analysiert werden. Eine KI wertet die Daten aus, erkennt Zusammenhänge zwischen den Messwerten und dem Trockenstress der Pflanzen und steuert die Bewässerung automatisch.