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Wirkmechanismen von Regelungen und Förderinstrumenten des Bundes und der Länder auf den Einsatz fester Biomasse in der Wärmeerzeugung

Die Publikation untersucht, wie durch Anpassungen bestehender gesetzlicher Regelungen die Nachfrage nach fester ⁠ Biomasse ⁠ im Wärmesektor Deutschlands reduziert werden kann, angesichts begrenzter nachhaltig nutzbarer Bioenergiepotenziale. Es werden fünf Instrumente einer Wirkungsanalyse unterzogen und darauf basierend Anpassungsvorschläge erarbeitet. Um die Nutzung fester Biomasse für Gebäudewärme zu begrenzen sind restriktive Nutzungseinschränkungen notwendig (z.B. Einsatzbeschränkungen von fester Biomasse auf Gebäude niedriger Energieeffizienzklassen in Kombination mit Solarthermie). Die Publikation richtet sich an Fachleute und Entscheidungsträger im Bereich der erneuerbaren Energien und Umweltpolitik. Veröffentlicht in Texte | 48/2024.

Adapting CDM methodologies for use under Article 6 of the Paris Agreement

Die vorliegende Studie analysiert, inwiefern existierende Methodiken für die Bestimmung der Zusätzlichkeit und Referenzfälle und das Monitoring unter internationalen Kohlenstoffmärkten, insbesondere diejenigen aus dem Mechanismus für umweltverträgliche Entwicklung (CDM), für die Anwendung unter dem Artikel 6.4-Mechanismus angepasst werden können. Wir betonen dabei die Notwendigkeit, auf die Erfahrungen unter dem Kyoto-Protokoll zurückzugreifen. CDMMethodiken müssen verändert werden, um den stringenteren Anforderungen unter Artikel 6.4 des Pariser Abkommens zu genügen. Einen Konsens zwischen den Mitgliedern desAufsichtsgremiums des Artikel 6.4 bezüglich der zu entwickelnden Methodikrichtlinie warbisher eine Herausforderung und zeigt, dass es ein breites Spektrum an Interpretationen der Artikel 6.4-Methodikanforderungen gibt. Auf dieser Basis diskutieren wir verschiedene Optionen, diese Anforderungen zu operationalisieren und konzentrieren uns auf diejenige, übergreifende Methodikwerkzeuge einzuführen, die CDM-Methodiken "Artikel 6.4-tauglich" machen können. Wir erläutern diesen Ansatz, indem wir ihn auf die beiden CDM-Methodiken ACM0005 ("Erhöhung des Anteils an Zuschlagstoffen bei der Zementproduktion") und ACM0006 ("Strom- und Wärmeerzeugung aus Biomasse") anwenden. Für diese Methodiken schlagen wir spezifische Anpassungen vor, um sie mit den Artikel 6.4-Anforderungen konform zu machen, vor allem bezüglich der Zusätzlichkeitsbestimmung, der Vermeidung der langfristigen Fixierung von Emissionen, Quantifizierung der Emissionsreduktionen, und Monitoring, Berichterstattung und Verifizierung. Quelle: Forschungsbericht

AGEE-Stat aktuell - Nr.: 3/2024

Liebe Leser*innen, vor wenigen Tagen wurde unser „Monatsbericht-PLUS+“ veröffentlicht. Damit präsentierte die Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) erste Daten zur Entwicklung der erneuerbaren Energien in den Bereichen Strom, Wärme und Verkehr im ersten Halbjahr 2024. In diesem Newsletter und in unserer aktuellen Pressemitteilung finden Sie eine Zusammenfassung der Ergebnisse. Eine interessante Lektüre wünscht das Team der Geschäftsstelle der AGEE-Stat am Umweltbundesamt Monatsbericht Plus: „Erneuerbare Energien in Deutschland – Daten zur Entwicklung im ersten Halbjahr 2024“ veröffentlicht Die erneuerbaren Energien im ersten Halbjahr 2020-2024 Quelle: AGEE-Stat / Umweltbundesamt Erneuerbarer Anteil am Bruttostromverbrauch bei 57 Prozent im ersten Halbjahr 2024 Mit rund 147 Terawattstunden (TWh) wurde etwa neun Prozent mehr Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt als im Vorjahreszeitraum (135 TWh). Windreiche Wintermonate und der Zubau neuer Anlagen ließen die Windstromerzeugung um 10 Prozent (%) ansteigen. Der große Leistungszuwachs im Bereich Photovoltaik (PV) führte trotz sonnenärmerer Verhältnisse zu einem Plus von 13 % im Vergleich zur Vorjahresperiode. Regenreiche Witterung führte bei der Wasserkraft zu einem Anstieg von 12 %. Die Stromerzeugung mittels Biomasse ging um 1 % zurück. Da im aktuellen Jahr ungefähr gleich viel Strom wie im Vorjahr nachgefragt wurde, stieg der Anteil der erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch im 1. Halbjahr 2024 deutlich an. Nach derzeitigen Berechnungen lag der Anteil damit bei 57 Prozent . Rückgang der erneuerbaren Wärmeerzeugung aufgrund warmer Witterung Die gesamte Wärmeerzeugung aus erneuerbaren Quellen belief sich im ersten Halbjahr 2024 auf 111 TWh. Im Vergleich zum ersten Halbjahr 2023 sank die bereitgestellte Wärme aus erneuerbaren Quellen damit insgesamt um 7 %. Hauptursache hierfür war eine wärmere Witterung als im Vorjahreszeitraum, die den Wärmebedarf insgesamt drückte. Gedämpft werden konnte dieser Rückgang durch eine Zunahme der nutzbar gemachten Wärme aus Wärmepumpen. Aufgrund des dynamisch wachsenden Wärmepumpenbestands, insbesondere aufgrund von Installationen in der zweiten Jahreshälfte 2023, wurde im Vergleich zum Vorjahreszeitraum etwa 3,5 % mehr Wärme aus oberflächennaher Geothermie und Umweltwärme gewonnen. Der Absatz von Wärmepumpen ist laut jüngsten Verbandsmeldungen mit einem Rückgang von rund 50 % im Vergleich zum Vorjahr allerdings stark rückläufig. Im Verkehr genutzte Strommenge aus erneuerbaren Energien nimmt weiter zu Im ersten Halbjahr wurden etwa 21,9 TWh aus erneuerbaren Quellen im Verkehr eingesetzt. Dies ist ein Anstieg von 3 % im Vergleich zum ersten Halbjahr 2023. Die Menge der insgesamt eingesetzten Biokraftstoffe lag nach derzeitigem Kenntnisstand auf dem Niveau des Vorjahreshalbjahres. Die Nutzung erneuerbaren Stroms im Verkehrssektor stieg dagegen um 16 % an, da nicht nur der erneuerbare Anteil im Stromsektor wuchs, sondern auch der Bestand der strombetriebenen Fahrzeuge. Ausführliche Informationen, Grafiken und Tabellen zur Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland für das erste Halbjahr des Jahres 2024 sowie monatsweise Daten für die Monate Januar bis Juni 2024 finden Sie in unserem kürzlich veröffentlichten „Monatsbericht-PLUS+“. Rege Teilnahme am AGEE-Stat-Workshop “20 Jahre AGEE-Stat -– Aktuelle Entwicklungen in der Energiestatistik und Emissionsbilanzierung der erneuerbaren Energien” am 18. Juni 2024 Die AGEE-Stat und das Umweltbundesamt veranstalteten am 18. Juni 2024 den Workshop „20 Jahre AGEE-Stat – Aktuelle Entwicklungen in der Energiestatistik und Emissionsbilanzierung der erneuerbaren Energien “. Im Rahmen dieses Workshops, der in Zusammenarbeit mit den in der Arbeitsgruppe vertretenen Bundesämtern und Forschungseinrichtungen durchgeführt wurde, wurden aktuelle Ergebnisse vorgestellt und methodische Herausforderungen in Statistik und Emissionsbilanzierung erneuerbarer Energien mit Stakeholdern und Datennutzenden diskutiert. In einem ersten Teil wurde insbesondere vom Bundesministerium für Energie und Klimaschutz (BMWK) die Arbeit und Leistungen der Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) seit ihrer Gründung im Jahr 2004 gewürdigt, sowie in den Kontext der aktuellen, neuen Herausforderungen in Politik und Berichterstattung gestellt. In darauffolgenden thematischen Break-out Sessions diskutierte die AGEE-Stat mit über 70 Teilnehmenden aus zahlreichen Bundes- und Landesbehörden, wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen und Wirtschafts- und Interessenvertretungen aktuelle Ergebnisse und Herausforderungen ihrer Arbeiten. Interne und externe Teilnehmende nutzten die Veranstaltung zudem zum Austausch und Networking in guter Atmosphäre. Die Fachvorträge sowie weitere Informationen zu dieser Fachveranstaltung sind auf der Veranstaltungsseite zu finden.

Wirkmechanismen von Regelungen und Förderinstrumente des Bundes und der Länder auf den Einsatz fester Biomasse in der Wärmeerzeugung (BioWISE)

Das Projekt "Wirkmechanismen von Regelungen und Förderinstrumente des Bundes und der Länder auf den Einsatz fester Biomasse in der Wärmeerzeugung (BioWISE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg gGmbH durchgeführt. Die Wärmeversorgung aus erneuerbaren Energien wird vom Biomasseeinsatz dominiert. Das Potential zur nachhaltigen energetischen Nutzung fester Biomasse ist weitestgehend ausgeschöpft. Eine Steigerung der Nutzung als Brennstoff birgt Umweltrisiken und ist mit einem erhöhten Nutzungsdruck zu Lasten der Biodiversität, aber auch der stofflichen Nutzung verbunden. Daher ist angeraten, eine qualitative und quantitative Steuerung dieses Biomasseeinsatzes vorzunehmen und gegenwärtige Wirkmechanismen zu untersuchen. Mit der Verabschiedung der Richtlinie (EU) 2018/2001 zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen (RED II) wurden indikative Ziele zur Steigung der Nutzung erneuerbarer Energien im Wärme- und Kältesektor festgelegt. Die RED II führt auch erstmals Regelungen zur Treibhausgasminderung und Nachhaltigkeitskriterien für die energetische Nutzung fester (und gasförmiger) Biomasse ein, erfasst dabei aber nur größere Feuerungsanlagen (größer 20 MW). Gegenwärtig wird jedoch ein Großteil der energetisch genutzten Biomasse in kleinen Anlagen (kleiner 20 MW), zur Beheizung von Gebäuden, genutzt. Die Auswirkungen der Richtlinie auf diesen Sektor im Hinblick auf das Erreichen der genannten Zielsetzung sind nicht bekannt, bergen Risiken und sind daher zu untersuchen. Vor allem sollen mit der nationalen Umsetzung der RED II negative Auswirkungen auf einen umweltverträglichen Biomasseeinsatz verhindert werden. Dazu sind Vorschläge zu erarbeiten. Mit dem Vorhaben soll das Ziel verfolgt werden, bestehende Mechanismen der qualitativen und quantitativen Steuerung von Biomasseströmen zur Wärmeerzeugung und weitere mögliche Ansätze auf ihre Lenkungsfähigkeit hin zu untersuchen. Dazu sollen vorhandene Ansätze zur Lenkung der relevantesten Stoffströme verglichen (ggf. auch International), neue Methoden und Vorschläge erarbeitet werden. Identifiziert werden sollen Ansätze, die dem begrenzten Potential nachhaltig energetischer genutzter fester Biomasse gerecht werden.

Nutzung aerob biogener Wärme zur dezentralen Versorgung mit Strom

Das Projekt "Nutzung aerob biogener Wärme zur dezentralen Versorgung mit Strom" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Mittelhessen (THM), Institut für Bioverfahrenstechnik und Pharmazeutische Technologie (IBPT), Arbeitsgruppe für Bioverfahrenstechnik, Membrantechnologie und Zellkulturtechnik (BVT) durchgeführt.

LEVS - Low-Emission-Verbrennungssystem für die Verbrennung von festen Brennstoffen in Vergaserkesseln

Das Projekt "LEVS - Low-Emission-Verbrennungssystem für die Verbrennung von festen Brennstoffen in Vergaserkesseln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HDG Bavaria GmbH Heizsysteme für Holz durchgeführt. In diesem Forschungsvorhaben soll ein innovatives Verbrennungssystem für Vergaserkessel entwickelt und erprobt werden, welches eine stabile, emissionsarme Verbrennung in allen Betriebsphasen gewährleistet und das Einhalten der zukünftigen emissionstechnischen Anforderungen der 1. BImSchV ohne weitere Sekundärmaßnahmen ermöglicht. Außerdem soll durch dieses Verbrennungssystem die Effizienz der Verbrennung deutlich verbessert und infolgedessen sowohl CO2, aufgrund der Reduzierung des Biomasseverbrauchs, als auch andere Treibhausgase wie z. B. CO gemindert werden. Anhand der Erhöhung der Verbrennungseffizienz sowie der CO2- und Schadstoffminderung ist ein ökologischer und wirtschaftlicher Beitrag zum aktiven Klimaschutz zu leisten und ein ökologischer und umweltfreundlicher Ausbau der energetischen Nutzung der Biomasse zur Bereitstellung von Wärme und Warmwasser mit hoher Akzeptanz zu realisieren. Zunächst soll ein Vergaserkessel mit dem Low-Emission-Verbrennungssystem für den Versuchsbetrieb durch das Fraunhofer IBP konzipiert, ausgelegt und durch die Firma HDG Bavaria konstruiert und angefertigt werden. Zur Beurteilung des Low-Emission-Verbrennungssystems sollen dann experimentelle Untersuchungen zum Abbrandverhalten von Brennstoff bei der Vergasung, zum Verbrennungsverhalten von Brenngas, zum strömungstechnischen Verhalten, zur Effektivität und Regelbarkeit des Verbrennungsluftzufuhrsystems und zum Emissionsverhalten am IBP durchgeführt werden. Auf Basis der erhaltenen Versuchsergebnisse soll ein Prototyp durch das Fraunhofer IBP ausgelegt, konstruiert und anschließend durch die Firma HDG Bavaria hergestellt werden. Die gesammelten Erfahrungen mit der Versuchsanlage fließen in die Konstruktion des Prototyps mit ein. Der Prototyp wird bei der Firma HDG Bavaria aufgebaut. Bei der Dauererprobung sollen hauptsächlich Untersuchungen zum Abbrand- und Emissionsverhalten sowie zur Effizienz und Stabilität der Verbrennung durchgeführt werden.

Gutachten Biowärme- und Biostrombereitstellung 2009-2014

Das Projekt "Gutachten Biowärme- und Biostrombereitstellung 2009-2014" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt.

BioEcoMatic - Construction of small-to-medium capacity boilers for clean an efficient combustion of biomass for heating, KIC Inno Energy

Das Projekt "BioEcoMatic - Construction of small-to-medium capacity boilers for clean an efficient combustion of biomass for heating, KIC Inno Energy" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt.

Untersuchung zur Reaktivierung von Belebschlamm

Das Projekt "Untersuchung zur Reaktivierung von Belebschlamm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Magdeburg-Stendal, Fachbereich Wasser- und Kreislaufwirtschaft durchgeführt. Anlass für ein derartiges Forschungsprojekt waren das Hochwasser 2002 im mitteldeutschen Raum sowie die Stromausfälle in Nordamerika. Da keine gesicherten Kenntnisse, sondern nur Vermutungen zum Verhalten der Biomasse in den Belebungsanlagen bei derartigen Störfällen existieren, war eine genaue Untersuchung zu dieser Problematik für den SAM und den Betreiber der Kläranlage Magdeburg-Gerwisch (SWM) von großer Bedeutung. Ziele sind die Absicherung des Anlagenbetriebes und Vorbereitung von Notfallplänen bei solchen Betriebsstörungen. Als mögliche Betriebsstörungen wurden Belüftungsausfälle von bis zu 24 Stunden und bis zu 4 Wochen vom Kläranlagenbetreiber vorgegeben, wobei davon ausgegangen werden sollte, dass auch kein Abwasserzufluss und keine Umwälzung des Belebungsbeckenvolumens mehr möglich ist. Eine erste Untersuchungsreihe wurde mit so genanntem Sommerschlamm im Oktober abgeschlossen. Die Versuche wurden an einer Laborkläranlage mit originalem Belebungsbeckenzufluss der Kläranlage und realen Durchsätzen und Rücklaufverhältnissen durchgeführt. Bis März 2004 laufen die gleichen Untersuchungen mit so genanntem Winterschlamm. Dabei sollen auch die Temperaturabhängikeiten der Abbauprozesse sowie der Reaktivierbarkeit der Biomasse nach Belüftungsausfällen ermittelt werden. Es wurden chemische und mikroskopische Analysen durchgeführt. Für eine Kläranlage gelten dabei die Ablaufwerte der Kläranlage und die Abwasserreinigungsleistung als maßgebliche Kriterien. Eine Übertragbarkeit auf andere Kläranlagen soll geprüft werden. Ergebnisse aus dem Sommerbetrieb konnten zum Teil in der Praxis bestätigt werden. Im II. Quartal des Jahres 2004 ist eine Veröffentlichung zu den gewonnenen Ergebnissen aus dem Sommer- und Winterbetrieb geplant.

Entwicklung, Erprobung und Untersuchung eines innovativen Verfahrens zur Additivierung von Hackschnitzeln zwecks Reduzierung der Emissionen aus Holzfeuerungen

Das Projekt "Entwicklung, Erprobung und Untersuchung eines innovativen Verfahrens zur Additivierung von Hackschnitzeln zwecks Reduzierung der Emissionen aus Holzfeuerungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg, Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft V-9 durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Der Einsatz von Biomasse trägt wesentlich zur Wärmeerzeugung aus regenerativen Energien bei. Der starke Ausbau der CO2-neutralen Wärmebereitstellung steht dennoch häufig in der Kritik, da gegenüber konventionellen Energieträgern bei der Verbrennung von Biomasse ein Vielfaches an Partikelemissionen, welche für den Menschen und die Umwelt schädlich sind, freigesetzt werden. Ein Rückgang dieser Emission ist von 2010 bis heute zu verzeichnen, jedoch ist dieser bedingt durch die Einführung gesetzlicher Einschränkungen zur Nutzung emissionsreicher Feuerungsanlagen, definiert in der Bundesimmissionsschutzverordnung. Seit der Einführung der sog. BImSchV im Jahre 2010 müssen Neubauten strengere Grenzwerte einhalten und alte bestehende Anlagen mit teuren Filtersystemen nachgerüstet oder sogar außer Betrieb genommen wer-den. Aus diesem Grund ist der Anlass für dieses Vorhaben die Weiterentwicklung von Feuerungsanlagen aus emissionsschutztechnischer Sicht, in denen Stückholz und Hackgut eingesetzt werden, durch die Verwendung von primären Maßnahmen. Der Vorteil der primären Maßnahmen ist, dass der Brennstoff konditioniert und somit optimiert wird und keine teuren Filtersysteme an die bereits bestehenden Feuerungsanlagen angebracht werden müssen. Das Ziel des Projektes ist somit die Reduzierung von Feinstaubemissionen bei einer Hackschnitzelfeuerung durch den Einsatz der primären Maßnahme der Additivierung des Brennstoffes. Dazu werden im ersten Teil Additive anhand geeigneter Literatur ausgewählt und im zweiten Teil deren Ein-fluss auf die Feinstaubbildung bei der Verbrennung von Holzhackschnitzeln im Labormaßstab untersucht. Fazit Das Projekt konnte erfolgreich ein geeignetes Additiv, Kaolinit, für die Feinstaubminderung bei der Hackschnitzelverbrennung identifizieren und die Grundlagen der Bildungsreaktionen bei der Hackschnitzelverbrennung und die gezielte Beeinflussung dieser Reaktionen mit dem Additiv Kaolinit darstellen. Weiterhin konnte eine Methode zur Feinstaubprobennahme mit einem Muffelofen im Labormaßstab etabliert werden. Dies ermöglicht die direkte Analyse des Feinstaubs anstatt der indirekten Bestimmung über die Analyse der jeweiligen Aschen. Ziel der Weiterführung des Projektes ist es, den Effekt der Feinstaubreduzierung des Additivs Kaolinit/Kaolin (Kaolin ist ein Mineral mit dem Hauptbestandteil Kaolinit und steht im Gegensatz zu Kaolinit in großen Mengen und günstig zur Verfügung) auf die Aerosolbildung in einer handelsüblichen Hackschnitzel-Feuerungsanlage durch entsprechende technische Modifikationen zu übertragen und den erzielten Einfluss messtechnisch zu erfassen. Dadurch sollen Aussagen erarbeitet werden, ob - und wenn ja unter welchen Bedingungen - dies eine technisch, ökonomisch und ökologisch sinnvolle und in den praktischen Betrieb umsetzbare Option zur primären Feinstaubreduktion darstellen kann. (Text gekürzt)

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