In Deutschland ist die Landwirtschaft für über 59 % der Methan- und 95 % der Ammoniakemissionen verantwortlich. Dabei hat Methan ein etwa 84-mal höheres kurzfristiges Treibhauspotenzial als CO2 (IPPC), weshalb der schnellen Reduzierung von Methanemissionen zur Verlangsamung des Klimawandels Priotität eingeräumt werden muss. Zusätzlich ist es eine Vorläufersubstanz bei der Bildung von bodennahem Ozon, das Pflanzen schädigt, indirekt zum Klimawandel beitragen kann und zusätzlich zu Beeinträchtigungen der menschlichen Gesundheit führt. Die wichtigsten Quellen von Methan sind Emissionen während des tierischen Verdauungsprozesses von Wiederkäuern und Emissionen durch die Lagerung von Festmist und Gülle. Zielsetzung des Vorhabens ist die Entwicklung einer digitalisierten Biogasanlage zur Vergärung von Flüssigmist für landwirtschaftliche Betriebe mit einem Tierbestand ab ca. 170 Großvieheinheiten (GV). Diese Güllekleinanlagen verwenden eine einstufige Güllevergärung und basieren auf einem kostengünstigen, vollständig recyclierbaren Rührkesselreaktor. Diese Anlagen bieten ein sehr großes Übertragungspotenzial auf eine Vielzahl von landwirtschaftlichen Betrieben, nicht nur in Deutschland. Sie können dezentral Strom und Wärme mit hohen Nutzungsgraden bereitstellen
Gasaustausch findet in der Atmosphäre primär durch turbulenten und laminaren Fluss statt. Im Boden dagegen spielt advektiver Gastransport eine untergeordnete Rolle, stattdessen dominiert Diffusion die Transportprozesse. Trotz der Unterschiedlichkeit und scheinbaren Unabhängigkeit dieser Prozesse wurde während Freilanduntersuchungen ein Anstieg von Gastransportraten im Boden um mehrere 10 % während Phasen starken Windes beobachtet. Dieser Anstieg ist auf wind-induzierte Druckfluktuationen zurückzuführen, die sich in das luftgefüllte Porensystem des Bodens fortpflanzen und zu einem minimal oszillierenden Luftmassenfluss führen (Pressure-pumping Effekt). Durch den oszillierenden Charakter des Luftmassenflusses ist der direkte Beitrag zum Gastransport sehr gering. Die damit einhergehende Dispersion führt jedoch zu einem Anstieg der effektiven Gastransportrate entgegen des Konzentrationsgradienten. Wird der Pressure-pumping (PP) Effekt bei der Bestimmung von Gasflüssen mit der Gradienten- und Kammermethode nicht berücksichtigt, kann dies zu großen Unsicherheiten in der Bestimmung von Bodengasflüssen führen. Insbesondere für das langfristige Monitoring von treibhausrelevanten Gasflüssen stellen diese Unsicherheiten ein zentrales Problem dar. Wir stellen vier Hypothesen auf:(H1) Der PP-Effekt ist abhängig von Bodeneigenschaften.(H2) Die Ausprägung von Luftdruckfluktuationen ist abhängig von der Rauigkeit verschiedener Landnutzungen (Wald, Grasland, landwirtschaftliche Kulturen, Stadt)(H3) Kammermessungen werden durch Luftdruckfluktuationen beeinflusst.(H4) Der Austausch und Umsatz von Methan in Böden von Mittelgebirgswäldern wird durch den PP-Effekt verstärkt. Die Hypothesen 1, 3 und 4 werden mittels Laboruntersuchungen von Proben verschiedener Böden und Bodenfeuchtebedingungen überprüft. Die Hypothese 2 wird durch Freilandmessungen an verschiedenen Standorten überprüft. Ziele des Vorhabens sind: (Z1) Modelle zu entwickeln, die die Quantifizierung des Einflusses der Bodenstruktur auf den PP-Effekt ermöglichen, (Z2) den Effekt der Oberflächenrauigkeit auf Luftdruckschwankungen zu quantifizieren, (Z3) Schwellenwerte zu definieren, die die Bestimmung von Standorten mit ausgeprägtem PP-Effekt ermöglichen, (Z4) Faktoren für die Berücksichtigung des PP-Effekts für Kammermessungen zu entwickeln, (Z5) Faktoren für die Berücksichtigung des PP-Effekts für die Gradienten Methode zu entwickeln, (Z6) den Einfluss des PP-Effekts auf die Methanaufnahme von Böden in Mittelgebirgswäldern zu bestimmen. Ein besseres Verständnis des bisher nur unzureichend untersuchten PP-Effekts wird wesentlich dazu beitragen, die Verlässlichkeit und Präzision von Messungen von Bodengasflüssen zu steigern, die die Grundlage für weitergehende Forschung darstellen.
Methoden des terrestrischen Carbon Dioxide Removal (tCDR) wie Aufforstung und Biomasseplantagen werden zuweilen als effektive, 'grüne' und sichere Varianten des Klimaengineering (CE) verstanden wegen ihrer Möglichkeit, die natürliche CO2-Aufnahme durch die Biosphäre zu erhöhen, und ihrer denkbaren ökonomischen Tragfähigkeit. Erkenntnisse aus der ersten Phase des CE-LAND-Projekts legen indes nahe, dass tCDR aufgrund schwieriger erdsystemischer und ethischer Fragen ebenso kontrovers wie andere CE-Methoden ist. CO2-Budgetierungen und rein ökonomische Bewertungen sind daher um profunde Analysen der natürlichen Begrenzungen, der Auswirkungen auf das Erdsystem mit damit verbundenen Unsicherheiten, der Tradeoffs mit anderen Land- und Wassernutzungen und der weitreichenden ethischen Implikationen von tCDR-Maßnahmen zu ergänzen. Analysen hypothetischer Szenarien der ersten Projektphase zeigen, dass effektives tCDR die Umwidmung großer Flächen voraussetzt, womit schwierige Abwägungsprozesse mit anderen Landnutzungen verbunden wären. Darüber hinaus zeigt sich, dass signifikante Nebenwirkungen im Klimasystem (außer der bezweckten Senkung der Weltmitteltemperatur) und in terrestrischen biogeochemischen Kreisläufen aufträten. CE-LAND+ bietet eine tiefergehende quantitative, räumlich explizite Evaluierung der nicht-ökonomischen Kosten einer Biosphärentransformation für tCDR. Potentielle Tradeoffs und Impakts wie auch die systematische Untersuchung von Unsicherheiten in ihrer Abschätzung werden mit zwei Vegetationsmodellen, einem Erdsystemmodell und, neu im Projekt, dynamischen Biodiversitätsmodellen analysiert. Konkret wird CE-LAND+ bisher kaum bilanzierte Tradeoffs untersuchen: einerseits zwischen der Maximierung der Flächennutzung für tCDR bzw. Biodiversitätsschutz, andererseits zwischen der Maximierung der Süßwasserverfügbarkeit für tCDR bzw. Nahrungsmittelproduktion sowie Flussökosysteme. Auch werden die (in)direkten Auswirkungen veränderten Klimas und tCDR-bedingter Landnutzungsänderungen auf Wasserknappheit (mit diversen Metriken und unter Annahme verschiedener Varianten des Wassermanagements) und Biodiversität quantifiziert. Die Tradeoffs und Impakts werden im Kontext von neben der Bekämpfung des Klimawandels formulierten globalen Nachhaltigkeitszielen - Biodiversitätsschutz, Wasser- und Ernährungssicherheit interpretiert - was sonst nicht im Schwerpunktprogramm vermittelt wird. Ferner wird das Projekt zu besserem Verständnis und besserer Quantifizierung von Unsicherheiten von tCDR-Effekten unter zukünftigem Klima beitragen. Hierzu untersucht es modellstrukturbedingte Unterschiede, Wachstum und Mortalität von tCDR-Pflanzungen unter wärmeren und CO2-reicheren Bedingungen und Wechselwirkungen zwischen tCDR-bezogenen Landnutzungsaktivitäten und Klima. Schließlich wird CE-LAND+ in Kooperationen innerhalb des Schwerpunktprogramms und mit einer repräsentativen Auswahl von Szenarien zur Evaluierung tCDR-bedingter Tradeoffs aus umweltethischer Sicht beitragen.
Die deutschen Treibhausgasemissionen sanken im Vergleich zum Vorjahr um 77 Millionen Tonnen – stärkster Rückgang seit 1990 Im Jahr 2023 emittierte Deutschland 10,3 Prozent weniger Treibhausgase als 2022. Dies zeigen die Ergebnisse der Berechnungen, die das Umweltbundesamt (UBA) am 15. Januar 2025 an die Europäische Kommission übermittelt hat. Insgesamt wurden 2023 in Deutschland rund 672 Millionen Tonnen Treibhausgase freigesetzt – insgesamt 77 Millionen Tonnen weniger als 2022. Das ist der stärkste Rückgang der Treibhausgasemissionen seit 1990. Gründe hierfür sind unter anderem die deutlich gesunkene Kohleverstromung, der konsequente Ausbau der erneuerbaren Energien und ein Stromimportüberschuss bei gleichzeitig gesunkener Energienachfrage. Neue Erkenntnisse aus der aktuellen Bundeswaldinventur zeigen zudem für die vergangenen Jahre erheblich höhere Emissionen im Landnutzungssektor. Die offizielle Schätzung der Emissionen für das Jahr 2024 wird das UBA gemäß Klimaschutzgesetz Mitte März 2025 vorstellen. UBA -Präsident Dirk Messner sagt: „Die Emissionsdaten für 2023 belegen, dass sich unsere Klimaschutzanstrengungen, insbesondere im Energiesektor, auszahlen. Leider geht ein Teil der eingesparten Emissionen auf die jüngste Krise unserer Wirtschaft zurück. Was wir jetzt brauchen, ist eine Modernisierung der deutschen Wirtschaft zu mehr Effizienz und mehr Klimaschutz . Dass der Wald von einer Kohlenstoffsenke zu einer Emissionsquelle geworden ist, ist besorgniserregend. Hier müssen wir dringend umsteuern.“ Den stärksten Rückgang verzeichnet der Sektor Energiewirtschaft . Hier sind die Treibhausgasemissionen 2023 aufgrund eines verminderten Einsatzes fossiler Brennstoffe zur Erzeugung von Strom und Wärme um rund 54,1 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente bzw. 21,1 Prozent gegenüber dem Vorjahr gesunken. Besonders stark war dieser Rückgang beim Einsatz von Braun- und Steinkohlen sowie Erdgas. Gründe hierfür sind unter anderem die deutlich gesunkene Kohleverstromung, der konsequente Ausbau der erneuerbaren Energien und der Wechsel von einem Stromexport- zu einem Stromimportüberschuss bei gleichzeitig gesunkener Energienachfrage. Weitere Treiber waren Energieeinsparungen in Folge höherer Verbraucherpreise sowie die milden Witterungsverhältnisse in den Wintermonaten. In der Industrie sanken die Emissionen im zweiten Jahr in Folge, auf nunmehr rund 153 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente. Dies entspricht einem Rückgang von mehr als elf Millionen Tonnen oder sieben Prozent im Vergleich zum Vorjahr. Auch hier wird der Rückgang durch den gesunkenen Einsatz fossiler Brennstoffe, insbesondere von Erdgas und Steinkohle, bestimmt. Wichtige Treiber dieses Trends waren die negative konjunkturelle Entwicklung sowie gestiegene Herstellungskosten, die zu Produktionsrückgängen führten. Im Gebäudesektor gingen die Emissionen um 7,6 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente auf rund 103 Millionen Tonnen (minus 6,9 Prozent) zurück. Wesentliche Treiber waren hier wiederum Energieeinsparungen aufgrund der milden Witterungsbedingungen in den Wintermonaten 2023 sowie noch vergleichsweise hohe Verbraucherpreise. Auch der 2023 noch hohe Zubau an Wärmepumpen wirkte sich hier positiv aus, da beispielsweise weniger Erdgas und Heizöl eingesetzt wurden. Mit einem Rückgang um 2,5 Millionen Tonnen wurden 2023 im Verkehr rund 145 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente – und damit rund 1,7 Prozent weniger als im Vorjahr – ausgestoßen. Der Rückgang ist maßgeblich durch einen geringeren Dieselverbrauch durch schwere Nutzfahrzeuge im Straßenverkehr begründet. In der Landwirtschaft wiederum sanken die Treibhausgasemissionen um etwa 0,9 Millionen Tonnen auf 63 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente. Die Abnahme resultiert in erster Linie aus Reduktionen der Emissionen aus landwirtschaftlichen Böden und der Düngeranwendung. In die Berechnung der Emissionen aus Landnutzung , Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft ( LULUCF ) gingen erstmalig die Ergebnisse der vierten Bundeswaldinventur ein. Die im Inventurzeitraum 2018 bis 2022 gelegenen Dürrejahre ab 2018 haben zu einem großflächigen Absterben von produktiven, aber gegen den Klimawandel nicht widerstandsfähigen Fichtenmonokulturen geführt. Deshalb konnte der Wald in diesem Zeitraum die Emissionen aus anderen Quellen, wie trockengelegten Moorböden, anders als vor der Dürre , nicht mehr überwiegend kompensieren und war sogar selbst eine CO 2 -Quelle. Mit 88,4 Prozent dominiert auch 2023 Kohlendioxid (CO 2 ) die Treibhausgasemissionen – größtenteils aus der Verbrennung fossiler Energieträger. Die übrigen Emissionen verteilen sich auf Methan (CH 4 ) mit 6,7 Prozent und Lachgas (N 2 O) mit knapp 3,6 Prozent, dominiert durch den Bereich der Landwirtschaft. Gegenüber 1990 sanken die Emissionen von Kohlendioxid um 43,7 Prozent, Methan um 66,3 Prozent und Lachgas um 53,9 Prozent. Fluorierte Treibhausgase (F-Gase) verursachen insgesamt nur etwa 1,4 Prozent der Treibhausgasemissionen, haben aber zum Teil sehr hohes Treibhauspotenzial. Seit 1995 sind die fluorierten Treibhausgasemissionen um 41,4 Prozent gesunken. Die in diesem Text aufgeführten Kategorien entsprechen der Systematik des Klimaschutzgesetzes und nicht der Systematik für die internationale Klimaberichterstattung. Die Gesamtemissionen sind identisch. Gemäß den internationalen Berichterstattungsregeln für Treibhausgasemissionen wird immer die gesamte Zeitreihe seit 1990 neu berechnet. Dadurch kommt es zu Abweichungen bei den Angaben gegenüber der Berichterstattung vorhergehender Jahre. Eine detailliertere Analyse zu ausgewählten kurz- und langfristigen Treibern der verbrennungsbedingten Emissionen findet sich hier . Die Änderungen von minus 1,9 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalenten gegenüber den gemäß Klimaschutzgesetz für 2023 prognostizierten Emissionsdaten (siehe Pressemitteilung 11/2024 vom 15. März 2024) gehen auf Aktualisierungen der damals nur vorläufigen statistischen Informationen zurück. Die Änderungen von plus 64,7 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalenten gegenüber der letzten Berichterstattung nach Klimaschutzgesetz im LULUCF-Sektor sind Folge neuer Daten der Bundeswaldinventur, aber auch der Bodenzustandserhebung Landwirtschaft und des Moorbodenmonitorings. Näheres erläuterte das Thünen-Institut .
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. In diesem zweiten Teil des Globalvorhabens soll eine Zuwendung auf Antrag vergeben werden. Es sind eine Trajektorie und eine Ausreißeranalyse aus SF6 und NF3-Messwerten dreier Luftmessstationen durchzuführen, mit dem Ziel Emissionsquellen in Europa zu ermitteln und die Erkenntnisse in die UNFCCC Berichterstattung einfließen zu lassen. Da dies bisher für diese Stoffe nicht durchgeführt wurde, sind Methoden und Analyseverfahren für die Auswertung 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.
In Deutschland ist die Landwirtschaft für über 59 % der Methan- und 95 % der Ammoniakemissionen verantwortlich. Dabei hat Methan ein etwa 84-mal höheres kurzfristiges Treibhauspotenzial als CO2 (IPPC), weshalb der schnellen Reduzierung von Methanemissionen zur Verlangsamung des Klimawandels Priotität eingeräumt werden muss. Zusätzlich ist es eine Vorläufersubstanz bei der Bildung von bodennahem Ozon, das Pflanzen schädigt, indirekt zum Klimawandel beitragen kann und zusätzlich zu Beeinträchtigungen der menschlichen Gesundheit führt. Die wichtigsten Quellen von Methan sind Emissionen während des tierischen Verdauungsprozesses von Wiederkäuern und Emissionen durch die Lagerung von Festmist und Gülle. Zielsetzung des Vorhabens ist die Entwicklung einer digitalisierten Biogasanlage zur Vergärung von Flüssigmist für landwirtschaftliche Betriebe mit einem Tierbestand ab ca. 170 Großvieheinheiten (GV). Diese Güllekleinanlagen verwenden eine einstufige Güllevergärung und basieren auf einem kostengünstigen, vollständig recyclierbaren Rührkesselreaktor. Diese Anlagen bieten ein sehr großes Übertragungspotenzial auf eine Vielzahl von landwirtschaftlichen Betrieben, nicht nur in Deutschland. Sie können dezentral Strom und Wärme mit hohen Nutzungsgraden bereitstellen
Räuber-Beute-Beziehungen zwischen Bakterien und ihren eukaryotischen Räubern werden seit langem in der terrestrischen Ökologie untersucht, jedoch werden die Interkationen zwischen Mikroeukaryoten oft vernachlässigt. Mikroalgen nehmen eine Schlüsselposition als phototrophe Organismen in den marinen und Süßwasserökosystemen der Antarktis und Arktis ein; die meiste Energie und die meisten Nährstoffe werden durch diese zu höheren trophischen Ebenen kanalisiert. In diesem Kontext fehlen Studien in den terrestrischen Ökosystemen der Antarktis. Die terrestrische Vegetation der Antarktis wird dominiert durch kryptogamen Bewuchs mit einer Vielzahl und hoher Abundanz von Mikroalgen. Bis zu 55% des eisfreien Bodens der antarktischen Halbinsel und bis zu 70% im arktischen Spitzbergen werden von biologischen Bodenkrusten (Biokrusten) bedeckt. Diese Zahlen werden zukünftig auf Grund des Klimawandels und der daraus folgenden Erwärmung der Polarregionen steigen (“Arctic Greening”). Man kann daher annehmen, dass ein großer Anteil der Primärproduktion in den Polarregionen durch Mikroalgen in Biokrusten realisiert wird. Dennoch fehlt die Verbindung zu höheren trophischen Ebenen; insbesondere, wenn man bedenkt, dass in der Antarktis algenfressende Metazoen selten und artenarm sind. Cercozoa sind eine der häufigsten algenkonsumierenden einzelligen Eukaryoten (Protisten) in terrestrischen Systemen; vorläufige Ergebnisse zeigen: algenkonsumierende Cercozoa dominieren die mikrobielle Gemeinschaft in den Biokrusten der Polarregionen. Wir werden zum ersten Mal die Räuber-Beute-Beziehung in Biokrusten zwischen den Algen als Primärproduzenten und den wichtigsten Algenkonsumenten erforschen, um so ein vollständigeres Bild des terrestrischen Nahrungsnetzes in den beiden Polarregionen zu erhalten. Um das zu erreichen, kombinieren wir einen Barcode-basierten Hochdurchsatz-Illumina Ansatz mit klassischen Kulturexperimenten, welche Aufschluss über ökologische Funktionen der einzelnen Organismen liefern. Damit erhalten wir erstmalig ein umfassendes Bild der Räuber-Beute-Beziehung zwischen Mikroalgen und ihren Räubern, den Cercozoa, für das terrestrische Ökosystem in Arktis und Antarktis. Diese Daten werden zur Beantwortung der folgenden Fragen beitragen: Wie wichtig ist das terrestrische Nahrungsnetz in den Polarregionen? Und hat die Klimaerwärmung das Potential diese Interaktionen zu verändern?
In Deutschland ist die Landwirtschaft für über 59 % der Methan- und 95 % der Ammoniakemissionen verantwortlich . Methan hat ein etwa 84-mal höheres kurzfristiges Treibhauspotenzial als CO2 (IPPC), weshalb der schnellen Reduzierung von Methanemissionen zur Verlangsamung des Klimawandels Priotität eingeräumt werden muss. Zusätzlich ist es eine Vorläufersubstanz bei der Bildung von bodennahem Ozon, das Pflanzen schädigt, indirekt zum Klimawandel beitragen kann und zusätzlich zu Beeinträchtigungen der menschlichen Gesundheit führt. Die wichtigsten Quellen von Methan sind Emissionen während des tierischen Verdauungsprozesses von Wiederkäuern und Emissionen durch die Lagerung von Festmist und Gülle. Zielsetzung des Projektes ist die Entwicklung einer digitalisierten Biogasanlage zur Vergärung von Flüssigmist für landwirtschaftliche Betriebe mit einem Tierbestand ab ca. 170 Großvieheinheiten (GV). Diese Güllekleinanlagen verwenden eine einstufige Güllevergärung und basieren auf einem kostengünstigen, vollständig recyclierbaren Rührkesselreaktor. Innerhalb der Verbundvorhabens wird die Professur Sensorik der TU Dortmund neuartige, mikrostrukturierte Prozesssensorik entwickeln und zur vollständigen Digitalisierung des Anlagentyps nutzen. Damit wird insbesondere ein automatischer Betrieb der Anlagen sowie die Internet-basierte Zustandsüberwachung der Anlagen möglich. Hierzu wird die Gesamtanlagensteuerung basierend auf hochselektiver und hochempfindlicher, resonatorverstärkter direkter Multigassensorik realisiert.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 381 |
| Europa | 3 |
| Land | 28 |
| Wissenschaft | 6 |
| Zivilgesellschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Ereignis | 2 |
| Förderprogramm | 279 |
| Messwerte | 1 |
| Strukturierter Datensatz | 13 |
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| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 114 |
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| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 351 |
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| Resource type | Count |
|---|---|
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| Bild | 4 |
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| Keine | 219 |
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| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 371 |
| Lebewesen & Lebensräume | 377 |
| Luft | 364 |
| Mensch & Umwelt | 414 |
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| Weitere | 414 |