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Luftqualitätsdaten (Datenstrom G) - Erreichung der Umweltziele 2024 (INSPIRE View/WMS)

Datenstrom G bildet die formale gebietsbezogene Beurteilung der Luftqualität in Bezug auf Grenz- und Zielwerte ab, ggf. unter Berücksichtigung gewährter Fristverlängerung und bereinigt um Beiträge aus natürlichen Quellen und der Ausbringung von Streusand und –salz im Winterdienst.

MINCA - MItigation der StickstoffbelastuNg auf der CAtchment-Skala

Die Intensivierung der Landwirtschaft und insbesondere der Einsatz von Düngemitteln ist der Schlüssel zur Ernährungssicherung einer wachsenden Weltbevölkerung. Der im Dünger enthaltene Stickstoff geht jedoch nicht nur in die pflanzliche Biomasse ein und wird schließlich geerntet, sondern wird auch als reaktiver Stickstoff (Nr) über verschiedene gasförmige und hydrologische Pfade in die Umwelt abgegeben. Dies führt zu gravierenden Umweltproblemen wie Eutrophierung, Treibhausgasemissionen oder Grundwasserverschmutzung. Wir gehen davon aus, dass wissenschaftlich fundierte Stickstoffminderungsstrategien es ermöglichen, die N2O- und NH3-Emissionen zu reduzieren und die NO3-Einträge in die Gewässer zu verringern, während die Erträge erhalten bleiben. Ziel des MINCA-Projekts ist daher die Etablierung eines gekoppelten, prozessbasierten hydro-biogeochemischen Modells zur Identifizierung von Feldbewirtschaftungsstrategien zu nutzen, die es ermöglichen, den Nr-Überschuss zu reduzieren und damit die N-Belastung in landwirtschaftlich dominierten Landschaften zu mindern. Unser besonderes Interesse gilt den Nr-Umwandlungsmechanismen an den Schnittstellen von Feldern, Grundwasser, Uferzone und Bächen. Um das derzeit begrenzte Verständnisses der zeitlichen und räumlichen hydro-biogeochemischen Flüsse bei der Nr-Transformation in der Landschaft zu überwinden, werden wir innovative Feldexperimente mit einem prozessbasierten Modellierungsansatz kombinieren. Der N-Zyklus in hydro-biogeochemischen Modellen ist jedoch komplex und die Validierung der zugrunde liegenden Prozesse datenintensiv. Die Messungen werden daher auf vier verschiedenen landwirtschaftlichen-, einem Grünland- und einem Waldgebiet durchgeführt. MINCA besteht aus vier eng miteinander verbundenen Arbeitspaketen (WP). In WP1 werden bereits laufende Messung der Wasser- und Stickstoffflüsse im Vollnkirchener Bach Studiengebiet beschrieben. Die bereits relativ umfangreichen kontinuierlichen Messungen, z.B. N2O-Emissionen, Bodenfeuchte, Abfluss und Gewässerqualität, sollen durch weitere Messungen wie NO3-Auswaschung und -Konzentrationen, saisonale Blattflächenindices, Erträge, Biomasse und deren C- und N-Gehalt ergänzt werden. Zusätzlich werden 15N2O und 15NO3 Isotopomer in Feldkampagnen gemessen. Komplexe Messungen für Modellversuche in WP1, modellbasierte hochskalierungs-Methoden im Rahmen von WP2 und Parameterreduktion, Unsicherheitsanalyse und Prozessplausibilitätsprüfung von WP3 erlauben es uns zu erkennen, wann und wo N-Belastung in der Landschaft auftreten. Dieses vertiefte Wissen wird die Grundlage für die Entwicklung von wissenschaftlich fundierten Mitigationsszenarien im WP4 bilden. Das gekoppelte Modell wird im Echtzeit-Modus ausgeführt, um die vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft erstrebten Zielwerte von reduziertem Nr-Überschuss zu erreichen. Maßgeschneiderte in-situ-Experimente zu N2O-Emissionen und NO3-Auswaschung werden die Wirksamkeit des Minderungspotenzials aufzeigen.

Indikator: Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)

<p>Die wichtigsten Fakten</p><p><ul><li>Die durch Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) erzeugte Strommenge ist bis 2017 fast kontinuierlich gestiegen.</li><li>Der Rückgang der KWK-Stromerzeugung zwischen 2017 und 2018 liegt an der Änderung der Energiestatistik: Seit 2018 werden KWK-Anlagen genauer erfasst.</li><li>Im KWK-Gesetz ist festgeschrieben, dass im Jahr 2025 durch KWK 120 Terawattstunden (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=TWh#alphabar">TWh</a>⁠) Strom erzeugt werden sollten.</li><li>Das Ziel von 110 TWh für das Jahr 2020 wurde mit 113 TWh erreicht.</li></ul></p><p>Welche Bedeutung hat der Indikator?</p><p>Bei der Stromerzeugung entsteht üblicherweise auch Wärme, die in konventionellen Kraftwerken in der Regel ungenutzt bleibt. Bei der Kraft-Wärme-Kopplung wird diese verwendet. KWK-Systeme haben somit einen deutlich höheren Brennstoffausnutzungsgrad im gekoppelten Betrieb. Sie nutzen einen deutlich größeren Teil der in den Brennstoffen enthaltenen Energie als herkömmliche Systeme. Im Vergleich zu einer Anlage auf dem neuesten Stand der Technik, die Strom und Wärme separat erzeugt, sind bis zu 20 % Einsparungen an ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergie#alphabar">Primärenergie</a>⁠ möglich.</p><p>Verringert sich der Energiebedarf, sinken auch die mit der Energiebereitstellung und -wandlung verbundenen Umweltbelastungen. Beispielsweise lässt sich der Ausstoß von Treibhausgasen verringern, wenn verstärkt auf KWK gesetzt wird. Auch der Bedarf an Energieträgern nimmt ab. Der Einsatz von KWK kann so zu einer ressourcensparenden Wirtschaftsweise beitragen.</p><p>Wie ist die Entwicklung zu bewerten?</p><p>Die Stromerzeugung aus Anlagen der Kraft-Wärme-Kopplung hat sich positiv entwickelt: Die erzeugte Elektrizität stieg von 78 ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=TWh#alphabar">TWh</a>⁠ im Jahr 2003 auf 103 TWh im Jahr 2024. Dieser Zuwachs wurde vor allem durch den Ausbau der Nutzung von ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=Biomasse#alphabar">Biomasse</a>⁠ zur Energieerzeugung sowie durch den Zubau der Erdgas-KWK getragen. Der Rückgang von 2017 auf 2018 ist im Wesentlichen auf eine verbesserte energiestatistische Erfassung der KWK-Anlagen ab 2018 zurückzuführen (für weitere Informationen siehe <a href="https://www.oeko.de/publikationen/p-details/korrektur-der-kwk-stromerzeugung-in-der-amtlichen-statistik/">Gores, Klumpp 2018</a>).</p><p>Mit der Novellierung des <a href="http://www.kwkg2016.de/">Kraft-Wärme-Kopplungsgesetzes</a> KWKG) zum 01.01.2016 wurde als Ziel festgeschrieben, dass im Jahr 2020 Strom im Umfang von 110 TWh und im Jahr 2025 120 TWh aus KWK-Anlagen erzeugt werden soll. Mit den Regelungen des neuen Gesetzes sollen die Rahmenbedingungen für KWK verbessert werden. Insgesamt zeigt das Gesetz positive Wirkungen. Die KWK-Stromerzeugung im Jahr 2020 lag 3 TWh über dem Zielwert für dieses Jahr. Um das Ausbauziel auf 2025 zu erreichen, muss die KWK-Nettostromerzeugung um rund 16 % gesteigert werden.</p><p>Wie wird der Indikator berechnet?</p><p>Der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/i?tag=Indikator#alphabar">Indikator</a>⁠ basiert auf Daten des Statistischen Bundesamtes für öffentliche und industrielle Kraftwerke (<a href="https://www.destatis.de/DE/Themen/Branchen-Unternehmen/Energie/Erzeugung/Tabellen/bilanz-elektrizitaetsversorgung.html">Monatsbericht über die Elektrizitätsversorgung</a> sowie <a href="https://www.destatis.de/DE/Themen/Branchen-Unternehmen/Energie/Erzeugung/Publikationen/Downloads-Erzeugung/stromerzeugungsanlagen-2040640197004.pdf">Fachserie 4, Reihe 6.4</a>). Durch diese Erhebungen werden jedoch nicht alle Anlagen erfasst. Deshalb wurden Modelle entwickelt, um auch die Stromerzeugung durch weitere Anlagen einbeziehen zu können: In <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/kwk-ausbau-entwicklung-prognose-wirksamkeit-im-kwk">Gores et al. 2014</a> sowie <a href="http://eefa.de/Baten_et_al_ET_5_2014.pdf">Baten et al. 2014</a> werden die Modelle und Berechnungsverfahren näher beschrieben.</p><p><strong>Ausführliche Informationen zum Thema finden Sie im Daten-Artikel <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/kraft-waerme-kopplung-kwk">"Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)"</a> </strong>sowie im Themen-Artikel<strong> „<strong><a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/energieversorgung/kraft-waerme-kopplung-kwk-im-energiesystem">Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) im Energiesystem</a></strong>“<strong>.</strong><br></strong></p>

Indikator: Belastung der Bevölkerung durch Feinstaub (PM10)

<p>Die wichtigsten Fakten</p><p><ul><li>Zwischen 2010 und 2023 ging der Anteil der Bevölkerung, der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=PM10#alphabar">PM10</a>⁠-Konzentrationen oberhalb des ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/w?tag=WHO#alphabar">WHO</a>⁠-Richtwerts von 15 µg/m³ im Jahresmittel ausgesetzt war, von 90,5 % auf 1,1 % zurück.</li><li>Seit 2019 lag der Bevölkerungsanteil mit einer Feinstaubbelastung oberhalb des EU Grenzwerts von 20 µg/m³ im Jahresmittel (verbindlich einzuhalten ab 2030) bei weniger als 0,5 %, im Jahr 2023 sogar bei 0 %.</li><li>Die aktuell geltenden Maßnahmen sollten weiter beibehalten und gegebenenfalls erweitert werden, um das Ziel der WHO Empfehlung im Hilblick auf die Belastung der Bevölkerung mit PM10 in 2030 erreichen zu können.</li></ul></p><p>Welche Bedeutung hat der Indikator?</p><p>Feinstaub in der Atemluft ist gesundheitsschädlich. Die Feinstaubpartikel werden über die Atmung aufgenommen und können, je nach Größe, unterschiedlich tief in die Atemwege eindringen. Besonders kleine Partikel können über das Lungengewebe bis ins Blut gelangen. Feinstaub gilt als Auslöser für diverse Krankheiten (siehe <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/luftschadstoffe-im-ueberblick/feinstaub">„Feinstaub“</a>).</p><p>Feinstaub entsteht vorwiegend durch menschliche Aktivitäten, wie beispielsweise bei Verbrennungsprozessen oder durch mechanische Prozesse (z.B. Reifen- und Bremsabrieb bei Kraftfahrzeugen). Ein Teil des Feinstaubs entsteht in der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ durch chemische Reaktionen gasförmiger Luftschadstoffe (wie Stickoxide und Ammoniak) und wird daher als „sekundärer“ Feinstaub bezeichnet.</p><p>Der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/i?tag=Indikator#alphabar">Indikator</a>⁠ erfasst die durchschnittliche jährliche ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=PM10#alphabar">PM10</a>⁠-Belastung in Deutschland basierend auf Messstationsdaten im ländlichen und städtischen Hintergrund. Vergleichsweise höher belastete Messstellen an Straßen mit hohem ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/v?tag=Verkehrsaufkommen#alphabar">Verkehrsaufkommen</a>⁠ oder in der Nähe von großen Industrieanlagen werden nicht mit einbezogen. Daher könnte der Indikator die Belastungssituation in Deutschland tendenziell leicht unterschätzen.</p><p>Wie ist die Entwicklung zu bewerten?</p><p>Im gesamten Betrachtungszeitraum war ein nennenswerter Teil der Bevölkerung Deutschlands Feinstaub-Konzentrationen oberhalb des ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/w?tag=WHO#alphabar">WHO</a>⁠-Richtwerts für die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=PM10#alphabar">PM10</a>⁠-Fraktion von ausgesetzt. Dieser beträgt 15 µg/m³ im Jahresmittel. Die Anzahl der in Deutschland betroffenen Menschen weist von 2010 zu 2023 einen deutlichen Rückgang von rund 74 Mio. auf 0,9 Mio. Personen vor. Gleichzeitig nahm der Anteil der Bevölkerung mit einer PM10-⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/e?tag=Exposition#alphabar">Exposition</a>⁠ oberhalb des ab 2030 verbindlich geltenden EU-Grenzwerts (20 µg/m³ im Jahresmittel) von 34,7 Mio. in 2010 auf 0,0 Mio. Personen in 2023 ab. Seit 2019 lag der Bevölkerungsanteil bereits unter 0,5 %. Dies belegt, dass Maßnahmen zur Emissionsminderung während der letzten Jahre bereits zu einer deutlichen Reduktion der Feinstaubbelastung (PM10) in Deutschland geführt haben. Ein weiterer Rückgang der Belastung bis 2030 ist durch die Emissionsreduktionsverpflichtungen der <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/PDF/?uri=CELEX:32016L2284">NEC-Richtlinie</a> zu erwarten. Bei Umsetzung der Maßnahmen aus den nationalen Luftreinhalteprogrammen (in <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/regelungen-strategien/nationales-luftreinhalteprogramm#die-emissionshochstmengen-der-alten-nec-richtlinie">Deutschland</a> u. a. der „Kohleausstieg“, die Verringerung der Ammoniak-Emissionen aus der Landwirtschaft und die Verkehrswende (E-Mobilität)) können die Emissionen von Feinstaub und seinen Vorläufergasen bis 2030 weiter reduziert werden. Zum Schutz der Gesundheit und zur Erreichung des Ziels, dass 2030 der von der WHO empfohlene Richtwert nicht überschritten wird, ist die Aufrechterhaltung und Intensivierung von Maßnahmen auch auf europäischer Ebene erforderlich.</p><p>Im Dezember 2024 ist die überarbeitete europäische Luftqualitätsrichtlinie in Kraft getreten. Mit dieser wird ab dem Jahr 2030 die Einhaltung strengerer Grenz- und Zielwerte europaweit gesetzlich festgeschrieben. Für PM10 wird der neue verbindlich einzuhaltende EU-Grenzwert ab 2030 von 40 auf 20&nbsp;µg/m³ im Jahresmittel gesenkt, der dem Zwischenziel 4 der WHO Empfehlungen entspricht.</p><p>Wie wird der Indikator berechnet?</p><p>Für den ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/i?tag=Indikator#alphabar">Indikator</a>⁠ werden Daten des chemischen Transportmodells REM-CALGRID mit ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=PM10#alphabar">PM10</a>⁠-Messdaten der Immissionsmessnetze der Bundesländer und des ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠ kombiniert und auf die Fläche Deutschlands übertragen. Dabei werden nur die Messstationen berücksichtigt, die keinem direkten Feinstaubausstoß z.B. aus dem Verkehr ausgesetzt sind. Die PM10-Daten werden anschließend mit räumlichen Informationen zur Bevölkerungsverteilung kombiniert. Der methodische Ansatz ist im Fachartikel <a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/4031/publikationen/artikel_5_dnk.pdf">Kienzler et al. 2024</a> beschrieben.</p><p><strong>Ausführliche Informationen zum Thema finden Sie im Daten-Artikel „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umwelt-gesundheit/gesundheitsrisiken-durch-feinstaub">Bedeutung der Feinstaubbelastung für die Gesundheit</a>“.</strong></p>

Luftqualitätsdaten (Datenstrom C) - Beurteilungsregime 2017 (Datensatz)

Mit dem Datenstrom C wird stoffspezifisch die Einstufung aller Beurteilungsgebiete in Bezug auf die untere und obere Beurteilungsschwelle (für Ozon in Bezug auf die langfristigen Zielwerte) berichtet. Im Ergebnis dieser Beurteilung ergeben sich die Anforderungen an die zu verwendenden Beurteilungsmethoden – ortsfeste Messung, orientierende Messung, Modellierung, objektive Schätzung (Link zu Datenstrom D).

Luftqualitätsdaten (Datenstrom G) - Erreichung der Umweltziele 2024 (Datensatz)

Datenstrom G bildet die formale gebietsbezogene Beurteilung der Luftqualität in Bezug auf Grenz- und Zielwerte ab, ggf. unter Berücksichtigung gewährter Fristverlängerung und bereinigt um Beiträge aus natürlichen Quellen und der Ausbringung von Streusand und –salz im Winterdienst.

Luftqualitätsdaten (Datenstrom C) - Beurteilungsregime 2024 (Datensatz)

Mit dem Datenstrom C wird stoffspezifisch die Einstufung aller Beurteilungsgebiete in Bezug auf die untere und obere Beurteilungsschwelle (für Ozon in Bezug auf die langfristigen Zielwerte) berichtet. Im Ergebnis dieser Beurteilung ergeben sich die Anforderungen an die zu verwendenden Beurteilungsmethoden – ortsfeste Messung, orientierende Messung, Modellierung, objektive Schätzung (Link zu Datenstrom D).

Luftqualitätsdaten (Datenstrom G) - Erreichung der Umweltziele 2022 (Datensatz)

Datenstrom G bildet die formale gebietsbezogene Beurteilung der Luftqualität in Bezug auf Grenz- und Zielwerte ab, ggf. unter Berücksichtigung gewährter Fristverlängerung und bereinigt um Beiträge aus natürlichen Quellen und der Ausbringung von Streusand und –salz im Winterdienst.

Regulatorische Möglichkeiten zur weitgehenden Elektrifizierung bei mobilen Maschinen und Geräten, Sportbooten sowie Zweirädern

Um bis Mitte des Jahrhunderts eine weitgehende Treibhausgasneutralität glaubhaft erreichbar zu machen, ist es erforderlich, den Verkehrssektor so weit wie möglich zu elektrifizieren. Die Elektrifizierung von Pkw und Nutzfahrzeugen ist vor allem durch regulatorische Vorgaben getrieben, in der EU insbesondere durch die Verordnungen über die CO2-Flottenzielwerte. Vergleichbare Vorgaben, welche die Elektrifizierung mobiler Maschinen und Geräte, wie Kettensägen, Bagger, Diesellokomotiven, Binnenschiffe, Landmaschinen und Zweiräder anreizen, fehlen bislang auf EU Ebene. Hinzukommt, dass die Ansätze zur CO2-Regulierung für Straßenfahrzeuge nicht einfach auf mobile Maschinen und Geräte übertragen werden können. Zum Beispiel sind Baumaschinen meist 'zulassungsfrei', d.h. die Anzahl der jedes Jahr in Verkehr gebrachten Baumaschinen ist den Behörden nicht genau bekannt. Durch die Elektrifizierung von mobilen Maschinen, Landmaschinen und Zweirädern ergeben sich erhebliche 'Co-Benefits' in Form wesentlich niedrigerer Lärmemissionen, höherer Arbeitssicherheit und weniger gesundheitlicher Belastungen an Baustellen, Entlastung von Anwohner*innen und niedrigerer Luftschadstoffbelastung. Das Vorhaben sollte vor dem Hintergrund des aktuellen regulatorischen Rahmens Regulierungsoptionen zur Elektrifizierung der genannten Fahrzeuge, Maschinen und Geräte in der EU, z.B. über Flottenzielwerte, über Quotensysteme etc., aufzeigen und diese bewerten. Im Ergebnis werden ausgewählte Optionen feiner ausgearbeitet, Vorschläge zu möglichen konkreten Anforderungen bzw. Zielwerten auf Basis von Kosten und technischen Potentialen abgeleitet und in Form eines Abschlussberichts veröffentlicht.

Waldbiodiversität entlang eines Bewirtschaftungsgradienten

Die naturnahe Waldwirtschaft fördert zwar vertikal strukturierte Waldbestände, offene Störungsflächen und Strukturen der Alters- und Zerfallsphasen sind jedoch rar. Waldarten, die an solche defizitären Strukturen gebunden sind, sind daher häufig gefährdet. Zur Struktur- und Biodiversitätsförderung im Wald kommen daher unterschiedliche Naturschutzinstrumente zum Einsatz, die gleichzeitig einen Gradienten der forstlichen Nutzungsintensität repräsentieren: von Nicht-Nutzung in großen Naturwaldreservaten bis hin zur Strukturförderung durch intensive forstliche Eingriffe. Doch welche Artengruppen profitieren wovon? Wie lange dauert es, bis sich die gewünschten Lebensraumstrukturen einstellen? Und kann durch einen kombinierten Einsatz verschiedener, komplementärer Instrumente die Waldbiodiversität auf Landschaftsebene erhöht werden? Um diese Fragen zu beantworten werden im montanen und hochmontanen Bergmischwald drei Flächentypen miteinander verglichen: je eine Prozessschutzfläche, eine naturnah bewirtschaftete Fläche und eine Fläche, auf der im Jahr 2018 eine starke Auflichtungsmaßnahme (mindestens 0.5 ha) erfolgte. Auf 15 dieser ‘Flächen-Triplets‘ werden Waldstruktur, Bodenvegetation sowie mehrere faunistische Artengruppen über mehrere Jahr hinweg untersucht. Das Projekt liefert Grundlagen für den effizienten Einsatz der Waldnaturschutzinstrumente sowie strukturelle Zielwerte für die Arten- und Biodiversitätsförderung.

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