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DeConDB - Entwicklung einer zirkulären Datenplattform zur Nutzung von Braunkohlekraftwerken als anthropogene Rohstofflager für den Infrastrukturbau

Durch den Beschluss des Bundes zum Kohleausstieg bis 2038 stehen die deutschen Braunkohlereviere vor der Herausforderung des Strukturwandels. Die Erschließung zukunftssicherer Wirtschaftszweige unter Einhaltung umweltpolitischer Anforderungen ist somit unabdingbar. Unter der Leitung des ICoM, dem Lehrstuhl und Institut für Baumanagement, Digitales Bauen und Robotik im Bauwesen der RWTH Aachen University, will ein interdisziplinäres Team aus Wissenschaft und Praxis einen Beitrag zum Strukturwandel leisten. Das Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung einer zirkulären Datenplattform für die Nutzung von Braunkohlekraftwerken als menschengemachte Rohstofflager, um damit das Anwendungspotenzial von Sekundärrohstoffen zu erhöhen und gleichzeitig als Initiator für die Implementierung zirkulärer Geschäftsmodelle in den vom Strukturwandel betroffenen Braunkohleregionen zu dienen. Weitere Informationen finden Sie unter den nachfolgenden Links: https://blog.rwth-aachen.de/decondb/ https://bmdv.bund.de/SharedDocs/DE/Artikel/DG/mfund-projekte/decondb.html

Bewertung des Einflusses von Emissionen und Rueckstaenden auf Umwelt und Gesundheit

Das Projekt "Bewertung des Einflusses von Emissionen und Rueckstaenden auf Umwelt und Gesundheit" wird/wurde ausgeführt durch: Universität Köln, Erziehungswissenschaftliche Fakultät, Institut für Biologie und ihre Didaktik.Es steht im Interesse der Umweltforschung und Umwelterziehung Vorurteile ueber Belastungen durch Emissionen und Rueckstaende aus Braunkohlekraftwerken kritisch zu hintertragen und an einfachen Modell-Systemen Schad- und Nutzwirkungen von Kraftwerksreststoffen (Braunkohlenasche und Rauchgasgips) zu erfassen (Ziel). Es wird davon ausgegangen, dass bei einer richtigen Verwendung (Recycling) durchaus positive Wirkungen auf Umwelt und Gesundheit zu erwarten sind (Hypothese). Als Ergebnis ist festzustellen, dass mit einer Kombination von Braunkohlenasche und Rauchgasgips eine Verbesserung von sauren Boeden und des Pflanzenwachstums, sowie eine Behebung von Mangelsituationen an Spurenelementen (Bor, Selen, Molybdaen, u.a.) bei sachgerechter Anwendung moeglich ist (Ergebnis).

Einfluss verschiedener menschlicher Belastungen auf Fliessgewaesser in Nordhessen und Suedniedersachsen

Das Projekt "Einfluss verschiedener menschlicher Belastungen auf Fliessgewaesser in Nordhessen und Suedniedersachsen" wird/wurde ausgeführt durch: Gesamthochschule Kassel, Fachbereich 19 Biologie,Chemie, Bio-Projekt II.Aufeinander folgende Untersuchungen von Kuehlwassereinleitungen in Fliessgewaesser sind in der Bundesrepublik Deutschland im Freiland bisher nur in wenigen Faellen durchgefuehrt worden. Sie kamen zu z.T widerspruechlichen Ergebnissen. An der Schwalm, einem organisch maessig belasteten Mittelgebirgsfluss in Nordhessen, sollen weitere Erkenntnisse zur Waermebelastung von Fliessgewaessern gewonnen werden. Pilotstudie 1978/79: An 9 ueber die gesamte Flusslaenge verteilten Probestellen wurden physikalische und chemische Messgroessen, Plankton, Aufwuchs, Uferbewuchs, hoehere Wasserpflanzen und Makroinvertebraten erfasst. Besonderer Aspekt waren komunale Abwaesser und Waermeinleitungen. Hauptstudie I 1980 bis 1982: Kleinraeumig an 5 Probestellen im Unterlauf der Schwalm wurden physikalische und chemische Parameter, Bakterien, hoehere Wasserpflanzen und Makroinvertebraten bearbeitet. Besonderer Aspekt war der Einfluss von Kuehlwasser aus dem Braunkohlekraftwerk Borken. Hauptstudie II 1986 bis 1988: Erfassung von physikalischen und chemischen Daten, Makrozoobenthos, Emergenz (Produktionsoekologie) unter besonderer Beruecksichtigung von Kuehlwassereinleitungen im Unterlauf der Schwalm.

Anwendung des TA-Entschwefelungsverfahrens, 1. und 2. Entwicklungsstufe, in OKA-Braunkohlekraftwerken

Das Projekt "Anwendung des TA-Entschwefelungsverfahrens, 1. und 2. Entwicklungsstufe, in OKA-Braunkohlekraftwerken" wird/wurde ausgeführt durch: Oberösterreichische Kraftwerke AG.Das TA-Verfahren wurde von der OEDK hinsichtlich Kalkstein-Verwendung entwickelt, die diesbezueglichen Anwendungsrechte von der OKA erworben. Die erste bereits abgeschlossene Versuchsperiode der OKA diente der Erprobung in den OKA-Kraftwerken Riedersbach I, Timelkam II und Riedersbach II durch Optimierung der Feuerungsfuehrung, die Kalkqualitaet, der Einblasestellen u.a.m. Weitere Untersuchungen haben das Ziel, zunaechst theoretisch und weiters in Versuchen die Ertuechtigung des Verfahrens durch Nachreaktion im Bereich des Kesselendes zu entwickeln.

Kraftwerke: konventionelle und erneuerbare Energieträger

Die Energiewende ändert die Zusammensetzung des deutschen Kraftwerksparks. Die Anzahl an Kraftwerken zur Nutzung erneuerbarer Energien nimmt deutlich zu. Kraftwerke mit hohen Treibhausgas-Emissionen werden vom Netz genommen. Gleichzeitig muss eine sichere regionale und zeitliche Verfügbarkeit der Stromerzeugung zur Deckung der Stromnachfrage gewährleistet sein. Kraftwerkstandorte in Deutschland Die Bereitstellung von Strom aus konventionellen Energieträgern verteilt sich unterschiedlich über die gesamte Bundesrepublik. Das ⁠ UBA ⁠ stellt verschiedene Karten mit Informationen zu Kraftwerken in Deutschland zur Verfügung. In der Karte „Kraftwerke und Verbundnetze in Deutschland“ sind Kraftwerke der öffentlichen Stromversorgung und Industriekraftwerke mit einer elektrischen Bruttoleistung ab 100 ⁠ MW ⁠ verzeichnet. Basis ist die Datenbank „Kraftwerke in Deutschland“ . Weiterhin sind die Höchstspannungsleitungstrassen in den Spannungsebenen 380 Kilovolt (kV) und 220 kV eingetragen. In der Karte „ Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland “ sind Kraftwerke der öffentlichen Stromversorgung und Industriekraftwerke ab einer elektrischen Bruttoleistung von 50 MW bzw. mit einer Wärmeauskopplung ab 100 MW verzeichnet. Auch hier ist die Basis die Datenbank „Kraftwerke in Deutschland“ . Die Karte „Kraftwerke und Windleistung in Deutschland“ zeigt die installierte Windleistung pro Bundesland und die Kraftwerke ab 100 MW. Die Karte „Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland“ vermittelt ein Bild des Zusammenspiels von Photovoltaikleistung und fossilen Großkraftwerken. Aus der Karte "Kraftwerksleistung in Deutschland" werden bundeslandscharf die jeweiligen Kraftwerksleistungen ersichtlich. Kraftwerke und Verbundnetze in Deutschland Kraftwerke und Verbundnetze in Deutschland, Stand Januar 2025. Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt Karte als pdf herunterladen Kraftwerke und Verbundnetze in Deutschland, Stand Januar 2025. Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland, Stand Januar 2025 Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt Karte als PDF herunterladen Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland, Stand Januar 2025 Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Kraftwerke und Windleistung in Deutschland Karte Kraftwerke und Windleistung in Deutschland, Stand Dezember 2024 Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt Karte als pdf herunterladen Karte Kraftwerke und Windleistung in Deutschland, Stand Dezember 2024 Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland Karte Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland, Stand Dezember 2024 Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt Karte als pdf herunterladen Karte Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland, Stand Dezember 2024 Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Kraftwerksleistung in Deutschland Installierte Kraftwerksleistung in Deutschland 2024 (Stand: Januar 2025) Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt Karte als pdf herunterladen Installierte Kraftwerksleistung in Deutschland 2024 (Stand: Januar 2025) Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Kraftwerke auf Basis konventioneller Energieträger Der deutsche Kraftwerkspark beruhte vor der Energiewende vor allem auf konventionellen Erzeugungsanlagen auf Grundlage eines breiten, regional diversifizierten, überwiegend fossilen Energieträgermixes (Stein- und Braunkohlen, Kernenergie, Erdgas, Mineralölprodukte, Wasserkraft etc.). Die gesamte in Deutschland installierte Brutto-Leistung konventioneller Kraftwerke ist basierend auf Daten des Umweltbundesamtes in der Abbildung „Installierte elektrische Leistung von konventionellen Kraftwerken ab 10 Megawatt nach Energieträgern“ dargestellt. Die aktuelle regionale Verteilung der Kraftwerkskapazitäten ist in der Abbildung „Kraftwerksleistung aus konventionellen Energieträgern ab 10 Megawatt nach Bundesländern“ dargestellt. In den letzten Jahrzehnten hat sich die Energiebereitstellung aus erneuerbaren Energien sehr dynamisch entwickelt. Gleichzeitig wurden mit dem im Jahr 2023 erfolgten gesetzlichen Ausstieg Deutschlands aus der Nutzung der Kernenergie und dem fortschreitenden Ausstieg aus der Braun- und Steinkohle konkrete Zeitpläne zur Reduktion konventioneller Kraftwerkskapazitäten festgelegt (siehe Tab. „Braunkohlen-Kraftwerke in Deutschland gemäß Kohleausstiegsgesetz“ im letzten Abschnitt). Unabhängig davon übt der ⁠ CO2 ⁠-Preis einen wesentlichen Einfluss auf die Rentabilität und insofern den Einsatz fossiler Kraftwerke aus. Braunkohlenkraftwerke : Mit Einsetzen der „Kommission für Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung“ wurde der Prozess zum Ausstieg aus der Kohlestromerzeugung in Deutschland gestartet. Im Januar 2020 wurde im Rahmen des Kohleausstiegsgesetzes ein Ausstiegspfad für die Braunkohlestromerzeugung zwischen Bund, Ländern und beteiligten Unternehmen erarbeitet, welcher Entschädigungsregelungen für die Unternehmen und Förderung für die betroffenen Regionen enthält. Die Leistung von Braunkohlenkraftwerken als typische Grundlastkraftwerke lässt sich nur unter Energieverlust kurzfristig regeln. Sie produzieren Strom in direkter Nähe zu den Braunkohlenvorkommen im Rheinischen und Lausitzer Revier sowie im Mitteldeutschen Raum. Steinkohlenkraftwerke: Im Rahmen des Kohleausstiegs wird auch der Ausstieg aus der Steinkohle angestrebt. 2019 wurde bereits aus ökonomischen Gründen der Abbau von Steinkohle in Deutschland eingestellt. Im Gegensatz zur Braunkohle wird der Ausstieg aus der Steinkohle durch einen Auktionsmechanismus geregelt, der die Entschädigungszahlungen bestimmt. Steinkohlenkraftwerke produzieren Strom in den ehemaligen Steinkohle-Bergbaurevieren Ruhr- und Saarrevier, in den Küstenregionen und entlang der Binnenwasserstraßen, da hier kostengünstige Transportmöglichkeiten für Importsteinkohle vorhanden sind. (Weitere Daten und Fakten zu Steinkohlenkraftwerken finden sie in der Broschüre „Daten und Fakten zu Braun- und Steinkohle“ des Umweltbundesamtes.) Gaskraftwerke: Die Strom- und Wärmeerzeugung mit Gaskraftwerken erzeugt niedrigere Treibhausgasemissionen als die mit Kohlenkraftwerken. Des Weiteren ermöglichen sie durch ihre hohe Regelbarkeit und hohe räumliche Verfügbarkeit eine Ergänzung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Dennoch muss zum Erreichen der Klimaziele die gesamte Stromerzeugung dekarbonisiert werden, etwa durch Umrüstung auf Wasserstoffkraftwerke. Kraftwerksleistung aus konventionellen Energieträgern ab 10 Megawatt nach Bundesländern Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Installierte elektrische Leistung von konventionellen Kraftwerken ab 10 Megawatt nach Energieträgern Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Tab: Braunkohlenkraftwerke in Deutschland gemäß Kohleausstiegsgesetz Quelle: UBA-Kraftwerksliste und BMWi Diagramm als PDF Kraftwerke auf Basis erneuerbarer Energien Im Jahr 2024 erreichte der Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland einen neuen Höchststand: In diesem Jahr wurden über 20 Gigawatt (GW) an erneuerbarer Kraftwerkskapazität zugebaut. Dieser Zubau liegt damit nochmals höher als die vorherige Ausbaurekord aus dem Jahr 2023. Insgesamt stieg damit die Erzeugungskapazität erneuerbarer Kraftwerke auf 188,8 GW. (siehe Abb. „Installierte Leistung zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien“) Getragen wurde der Erneuerbaren-Zubau in den vergangenen Jahren vor allem von einem starken Ausbau der Photovoltaik (PV). Seit Anfang 2020 wurden mehr als 50 GW PV-Leistung zugebaut, damit hat sich die installierte Leistung in den letzten fünf Jahren verdoppelt. Mit einem Zubau von über 16,7 GW wurde im Jahr 2024 darüber hinaus ein neuer Zubaurekord erreicht. Nach den Ausbaustarken Jahren 2011 und 2012 war der Photovoltaikausbau zunächst stark eingebrochen, seit etwa 10 Jahren wächst der Zubau aber kontinuierlich mit einer deutlichen Beschleunigung innerhalb der letzten fünf Jahre. Um das im EEG 2023 formulierte PV-Ausbauziel von 215 GW im Jahr 2030 zu erreichen, wurde ein Ausbaupfad festgelegt. Das Zwischenziel von 89 GW zum Ende des Jahres 2024 wurde deutlich übertroffen. In den Folgejahren bis 2030 bleibt allerdings ein weiterer Zubau von jährlich fast 20 GW zur Zielerreichung notwendig. Auch wenn das Ausbautempo bei Windenergie zuletzt wieder zulegt hat, sind die aktuelle zugebauten Anlagenleistungen weit von den hohen Zubauraten früherer Jahre entfernt. Im Jahr 2024 wurden 3,4 GW neue Windenergie-Leistung zugebaut (2023: 3,3 GW; 2021: 2,4 GW). In den Jahren 2014 bis 2017 waren es im Schnitt allerdings 5,5 GW. Insgesamt lag die am Ende des Jahres 2023 installierte Anlagenleistung von Windenergieanlagen an Land und auf See bei 72,8 GW. Um die im EEG 2023 festgelegte Ausbauziele von 115 GW (an Land) und 30 GW (auf See) im Jahr 2030 zu erreichen, ist jeweils eine deutliche Beschleunigung des Ausbautempos notwendig. Durch die Abhängigkeit vom natürlichen Energiedargebot unterscheidet sich die Stromerzeugung der erneuerbaren Erzeugungsanlagen teilweise beträchtlich. So kann eine Windenergieanlage die vielfache Menge Strom erzeugen wie eine PV-Anlage gleicher Leistung. Ein einfacher Vergleich der installierten Leistungen lässt deshalb noch keinen Schluss über die jeweils erzeugten Strommengen zu. Neben Photovoltaik- und Windenergieanlagen mit stark witterungsabhängiger Stromerzeugung liefern Wasserkraftwerke langfristig konstant planbaren erneuerbaren Strom, sowie Biomassekraftwerke flexibel steuerbare Strommengen. Beide Energieträger haben in Deutschland aber nur ein begrenztes weiteres Ausbaupotential. Weitere Informationen und Daten zu erneuerbaren Energien finden Sie auf der Themenseite „Erneuerbare Energien in Zahlen“ . Wirkungsgrade fossiler Kraftwerke Im ⁠ Brutto-Wirkungsgrad ⁠ ist im Vergleich zum Netto-Wirkungsgrad der Eigenverbrauch der Kraftwerke enthalten. Insgesamt verbesserte sich der durchschnittliche Brutto-Wirkungsgrad des eingesetzten deutschen Kraftwerksparks seit 1990 um einige Prozentpunkte (siehe Abb. „Durchschnittlicher Brutto-Wirkungsgrad des fossilen Kraftwerksparks“). Diese Entwicklung spiegelt nicht zuletzt die kontinuierliche Modernisierung des Kraftwerksparks und die damit verbundene Außerbetriebnahme alter Kraftwerke wider. Der Brennstoffausnutzungsgrad von Kraftwerken kann durch eine gleichzeitige Nutzung von Strom und Wärme (Kraft-Wärme-Kopplung, KWK) gesteigert werden. Dies kann bei Großkraftwerken zur Wärmebereitstellung in Industrie und Fernwärme, aber auch bei dezentralen kleinen Kraftwerken wie Blockheizkraftwerken lokal erfolgen. Dabei müssen neue Kraftwerke allerdings auch den geänderten Flexibilitätsanforderungen an die Strombereitstellung genügen, dies kann beispielsweise über die Kombination mit einem thermischen Speicher erfolgen. Obwohl bei konventionellen Kraftwerken in den letzten Jahren technisch eine Steigerung der Wirkungsgrade erreicht werden konnte, werden die dadurch erzielbaren Brennstoffeinsparungen nicht ausreichen, um die erforderliche Treibhausgasreduktion im Kraftwerkssektor für die Einhaltung der Klimaschutzziele zu erreichen. Dafür ist ein weiterer Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung notwendig. Kohlendioxid-Emissionen Folgende Aussagen können zum Kohlendioxid-Ausstoß von Großkraftwerken für die Stromerzeugung getroffen werden: Braunkohlen : Die spezifischen Kohlendioxid-Emissionen von Braunkohlenkraftwerken variieren je nach Herkunft des Energieträgers aus einem bestimmten Braunkohlerevier und der Beschaffenheit der mitverbrannten Sekundärbrennstoffe (siehe „Emissionsfaktoren eingesetzter Energieträger zur Stromerzeugung“). Mit mindestens 103.153 kg Kilogramm Kohlendioxid pro Terajoule (kg CO 2 / TJ) war der Emissionsfaktor von Braunkohlen im Jahr 2023 höher als der der meisten anderen Energieträger. Steinkohlen : Der Kohlendioxid-Emissionsfaktor von Steinkohlenkraftwerken betrug im Jahr 2023 94.326 kg CO 2 / TJ. Erdgas : Erdgas-GuD-Anlagen haben mit derzeit 56.221 kg CO 2 / TJ den geringsten spezifischen Emissionsfaktor fossiler Kraftwerke (abgesehen von Kokerei-/Stadtgas): Bei der Verbrennung von Erdgas entsteht pro erzeugter Energieeinheit weniger Kohlendioxid als bei der Verbrennung von Kohle. Weitere Entwicklung des deutschen Kraftwerksparks Um die Klimaschutzziele zu erreichen, ist ein weiterer Ausbau der erneuerbaren Kraftwerkskapazitäten notwendig. Um den Herausforderungen der Energiewende begegnen zu können, wird es außerdem einen zunehmenden Fokus auf Flexibilisierungsmaßnahmen geben. Dabei handelt es sich um einen Ausbau von Speichern (etwa Wasserkraft, elektro-chemische Speicher, thermische Speicher) sowie um den Ausbau der Strominfrastruktur (Netzausbau, Außenhandelskapazitäten) und Anreize zur Flexibilisierung des Stromverbrauchs.

Energiebedingte Emissionen von Klimagasen und Luftschadstoffen

Als energiebedingte Emissionen bezeichnet man die Freisetzung von Treibhausgasen und Luftschadstoffen, die bei der Umwandlung von Energieträgern etwa in Strom und Wärme entstehen. Sie machten im Jahr 2022 etwa 85 % der deutschen Treibhausgas-Emissionen aus. Die Emissionen sind seit 1990 leicht rückläufig. Hauptverursacher der energiebedingten Treibhausgas-Emissionen ist die Energiewirtschaft. "Energiebedingte Emissionen" Überall, wo fossile Energieträger wie Kohle, Erdgas oder Mineralöl in elektrische oder thermische Energie (Strom- und Wärmeproduktion) umgewandelt werden, werden sogenannte „energiebedingte Emissionen“ freigesetzt. Bei diesen handelt es sich sowohl um Treibhausgase – hauptsächlich Kohlendioxid (CO 2 ) – als auch um sogenannte klassische Luftschadstoffe. Das Verbrennen von fester, flüssiger oder gasförmiger ⁠ Biomasse ⁠ wird gemäß internationalen Bilanzierungsvorgaben als CO 2 -neutral bewertet. Andere dabei freigesetzte klassische Luftschadstoffe, wie zum Beispiel Stickoxide, werden jedoch bilanziert. Im Verkehrsbereich entstehen energiebedingte Emissionen durch Abgase aus Verbrennungsmotoren. Darüber hinaus entstehen energiebedingt auch sogenannte diffuse Emissionen, zum Beispiel durch die Freisetzung von Grubengas aus stillgelegten Bergwerken. Entwicklung der energiebedingten Treibhausgas-Emissionen Die energiebedingten Emissionen machten im Jahr 2022 etwa 85 % der deutschen ⁠ Treibhausgas ⁠-Emissionen aus. Hauptverursacher war mit 39 % der energiebedingten Treibhausgas-Emissionen die Energiewirtschaft, also vor allem die öffentliche Strom- und Wärmeerzeugung in Kraftwerken sowie Raffinerien (siehe Abb. „Energiebedingte Treibhausgas-Emissionen“). Die von der Energiewirtschaft ausgestoßene Menge an Treibhausgasen ist seit 1990 in der Tendenz rückläufig. Teilweise gibt es vorübergehend besonders starke Einbrüche, wie etwa im Jahr der Wirtschaftskrise 2009 oder im von der Corona-Pandemie geprägten Jahr 2020. Der Anteil des Sektors Verkehr lag 2021 bei 23,3 % (darunter allein der Straßenverkehr 22,5 %), Industrie bei 18 %, private Haushalte bei 13 % und der Gewerbe-, Handels- und Dienstleistungssektor bei 4 %. Die energiebedingten Treibhausgas-Emissionen bestehen zu 98 % aus Kohlendioxid (CO 2 ). Methan (CH 4 ) und Lachgas (N 2 O) machen den Rest aus (CO 2 -Äquivalente). Methan wird zum Großteil aus sogenannten diffusen Quellen freigesetzt, vor allem bei der Kohleförderung als Grubengas. Energiebedingte Lachgas-Emissionen entstehen durch Verbrennungsprozesse. Die diffusen Emissionen sanken seit 1990. Hauptquelle der diffusen Emissionen war der Ausstoß von Methan aus Kohlegruben. Die Förderung von Kohle ging seit 1990 deutlich zurück, Grubengas wurde verstärkt aufgefangen und energetisch genutzt. Energiebedingte Kohlendioxid-Emissionen durch Stromerzeugung Die Emissionen von Kohlendioxid (CO 2 ) aus der deutschen Stromerzeugung gingen seit dem Jahr 1990 im langjährigen Trend zurück (siehe Abb. „Treibhausgas-Emissionen des deutschen Strommixes“ im nächsten Abschnitt). Die Gründe hierfür liegen vor allem in der Stilllegung emissionsintensiver Braunkohlenkraftwerke in den 1990er Jahren und dem Rückgang der Stromerzeugung aus Braun- und Steinkohle in den vergangenen Jahren. Der Anteil des erzeugten Stroms aus emissionsärmeren Kraftwerken etwa auf Basis erneuerbarer Energieträger oder Erdgas ist in den letzten Jahrzehnten deutlich gestiegen. Auch der Austausch der Kraftwerkstechnik in alten, weniger effizienten Kohlekraftwerken durch effizientere Technik mit einem höheren Wirkungsgrad trug zum Rückgang der CO 2 -Emissionen bei (siehe Abb. „Kohlendioxid-Emissionen der fossilen Stromerzeugung“). Der starke Ausbau der erneuerbaren Energien schlug sich zunächst nur eingeschränkt im Trend der CO 2 -Emissionen nieder, da die Erzeugung von Strom aus fossilen Energiequellen nicht im gleichen Maße zurückging, wie der Ausbau erfolgte. Seit dem Beschluss des Ausstiegs aus der Kernenergie im Jahr 2011 spielte Kernenergie eine immer geringere Rolle. Auch Steinkohle-Kraftwerke hatten als Mittellast-Kraftwerke und aufgrund relativ hoher Brennstoffkosten einen sinkenden Marktanteil. Gleichzeitig stieg die Stromerzeugung aus Erdgas deutlich an. Vor allem Braunkohle-Kraftwerke konnten verhältnismäßig preiswert Strom produzieren. Gleichzeitig wurde immer mehr erneuerbarer Strom erzeugt.  Dies führte zu einem bedeutenden Anstieg des Stromhandelssaldos. Durch den Rückgang an Kraftwerkskapazität auf Basis von Kohlen seit dem Jahr 2018 sanken die ⁠ Bruttostromerzeugung ⁠ und damit auch die Kohlendioxid-Emissionen der Stromerzeugung jedoch deutlich (Ausführlicher zur Struktur der Stromerzeugung siehe Artikel „ Erneuerbare und konventionelle Stromerzeugung “). Im Jahr 2020 gingen die CO 2 -Emissionen der Stromerzeugung besonders stark zurück durch die Auswirkungen der Corona-Pandemie. In den Jahren 2021 und 2022 stiegen die Emissionen wieder an und lagen zuletzt wieder auf dem niedrigen Niveau des Jahres 2019. Treibhausgas-Emissionen des deutschen Strommixes Die spezifischen Emissionen (Emissionsfaktoren) des Strommixes geben an, wie viel Treibhausgase und insbesondere CO 2 insgesamt pro Kilowattstunde Strom, die in Deutschland verbraucht wird, ausgestoßen werden. (siehe Abb. „Spezifische ⁠ Treibhausgas ⁠-Emissionen des deutschen Strommixes“). Der Emissionsfaktor für die Summe der Treibhausgasemissionen wird mit Vorketten ausgewiesen, der für CO 2 -Emissionen ohne. Das Umweltbundesamt veröffentlicht die entsprechenden Daten und die Methodik der Berechnung in der jährlich aktualisierten Publikation „ Entwicklung der spezifischen Treibhausgas-Emissionen des deutschen Strommix in den Jahren 1990 - 2022 “. Starker Rückgang weiterer „klassischer“ energiebedingter Luftschadstoffe Neben Treibhausgasen werden energiebedingt auch weitere Luftschadstoffe emittiert. Zu ihnen gehören Stickoxide (NO x ), Schwefeldioxid (SO 2 ), Flüchtige Organische Verbindungen (⁠ NMVOC ⁠), Ammoniak (NH 3 ) und Staub bzw. Feinstaub (⁠ PM10 ⁠). Während die energiebedingten ⁠ Treibhausgas ⁠-Emissionen seit 1990 nur leicht zurückgingen, wurden die „klassischen“ Luftschadstoffe – bis auf Ammoniak (NH 3 ) – stark vermindert (siehe Tab. „Energiebedingte Luftschadstoff-Emissionen“). Den größten Rückgang verzeichnet Schwefeldioxid (etwa 95 %). In der jüngsten Entwicklung hat sich der abnehmende Trend bei Luftschadstoffen deutlich abgeschwächt. Auswirkungen energiebedingter Emissionen Energiebedingte Emissionen beeinträchtigen die Umwelt in vielfältiger Weise. An erster Stelle ist die globale Erwärmung zu nennen. Werden fossile Brennstoffe gewonnen und verbrannt, so führt dies zu einer starken Freisetzung der Treibhausgase Kohlendioxid (CO 2 ) und Methan (CH 4 ), die wiederum hauptverantwortlich für den ⁠ Treibhauseffekt ⁠ sind. Weitere erhebliche Umweltbelastungen werden durch die „klassischen Luftschadstoffe“ verursacht. Die Folgen sind Luftverschmutzung durch Feinstaub (PM 10 , PM 2,5 ), Staub und Kohlenmonoxid (CO), ⁠ Versauerung ⁠, unter anderem durch Schwefeldioxid (SO 2 ), Stickstoffoxide (NO x ) und Ammoniak (NH 3 ). Außerdem entsteht durch Vorläufersubstanzen wie flüchtige organische Verbindungen (⁠ VOC ⁠) und Stickstoffoxide gesundheitsschädliches bodennahes Ozon (O 3 ).

Untersuchung der Krankheitslast in Deutschland durch Kohlekraftwerke

Im Rahmen des Projekts „Untersuchung der Krankheitslast in Deutschland durch Kohlekraftwerke“ (offizieller Titel „Erfassung potentiell gesundheitsförderlicher Effekte durch die Reduktion der Kohlefeuerung zur Energiegewinnung“) (Laufzeit 2018-2022) wurde für das Jahr 2015 die Krankheitslast in der deutschen Bevölkerung quantifiziert, welche auf die Luftschadstoffemissionen von Kohlekraftwerken in Deutschland zurückgeführt werden kann. Neben der Betrachtung von deutschen Kohlekraftwerken insgesamt wurden auch nach Stein- und Braunkohlekraftwerken differenzierte Analysen durchgeführt. Es zeigte sich, dass Braunkohlekraftwerke, im Vergleich mit Steinkohlekraftwerken, zu einer höheren Krankheitslast in der deutschen Bevölkerung beigetragen haben. Ein Ausstieg aus der Nutzung fossiler Brennstoffe kann durch den Wegfall entsprechender Schadstoffemissionen zur Verbesserung der Gesundheit beitragen und unterstützt Deutschland bei die Zielerreichung auf dem Pfad der europäischen Zero Pollution Ambition. Veröffentlicht in Texte | 83/2024.

Untersuchung der Krankheitslast in Deutschland durch Kohlekraftwerke

Im Rahmen des Projekts „Untersuchung der Krankheitslast in Deutschland durch Kohlekraftwerke“ (offizieller Titel „Erfassung potentiell gesundheitsförderlicher Effekte durch die Reduktion der Kohlefeuerung zur Energiegewinnung“) (Laufzeit 2018-2022) wurde für das Jahr 2015 die Krankheitslast in der deutschen Bevölkerung quantifiziert, welche auf die Luftschadstoffemissionen von Kohlekraftwerken in Deutschland zurückgeführt werden kann. Neben der Betrachtung von deutschen Kohlekraftwerken insgesamt wurden auch nach Stein- und Braunkohlekraftwerken differenzierte Analysen durchgeführt. Es zeigte sich, dass Braunkohlekraftwerke, im Vergleich mit Steinkohlekraftwerken, zu einer höheren Krankheitslast in der deutschen Bevölkerung beigetragen haben. Ein Ausstieg aus der Nutzung fossiler Brennstoffe kann durch den Wegfall entsprechender Schadstoffemissionen zur Verbesserung der Gesundheit beitragen und unterstützt Deutschland bei die Zielerreichung auf dem Pfad der europäischen Zero Pollution Ambition.

DGE-Rollout-DE - Roll-out of Deep Geothermal Energy in NWE, Teilvorhaben: A - Tiefengeothermie in der Rhein-Ruhr-Region - Explorationsbohrung im Rheinischen Braunkohlenrevier, Hochtemperatur-Wärmepumpe mit Grubenwasserwärmespeicher, überregionales Kommunikationsprogramm

Das Projekt "DGE-Rollout-DE - Roll-out of Deep Geothermal Energy in NWE, Teilvorhaben: A - Tiefengeothermie in der Rhein-Ruhr-Region - Explorationsbohrung im Rheinischen Braunkohlenrevier, Hochtemperatur-Wärmepumpe mit Grubenwasserwärmespeicher, überregionales Kommunikationsprogramm" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule Bochum, International Geothermal Centre.Nordwest-Europa (NWE) muss in erheblichem Maß die Emission von CO2 reduzieren. Eine Hauptquelle der Entstehung von CO2 ist die Erzeugung von Strom und Wärme durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe. Der deutsche Fahrplan zum Ausstieg aus der Verbrennung von Braun- und Steinkohle mit einer Reduktion von 12,5 GW Braun- und Steinkohle bis 2022, 17 GW bis 2030 und 45 GW bis 2035/37 trifft insbesondere die Rhein-Ruhr-Region (RRR). Ein großer Teil dieser Erzeugungskapazitäten in NRW geht in die Fernwärmeverbundsysteme an Rhein und Ruhr. Diese Wärmemenge könnte weitgehend durch Tiefengeothermie (Deep Geothermal Energy; DGE) ersetzt werden. Das Konsortium Hochschule Bochum / Internationales Geothermiezentrum Bochum (GZB) und Ruhr-Universität Bochum (RUB) beabsichtigen im Verbund mit anderen europäischen Partnern an je einem Standort des Steinkohlebergbaus und des Braunkohlebergbaus mit fossilen Fernwärmenetzen Pilotprojekte umzusetzen. Diese sind einerseits die Implementierung und der Test einer geothermischen Hochtemperatur-Wärmepumpe in Kombination mit einem saisonalen Hochtemperaturwärmespeicher in der Zeche Markgraf 2, dem Untergrundlabor des GZB (Ruhr-Revier). Als weiteres werden Massenkalke des mittleren Devon der NW-europäischen Karbonatplattform untersucht. Diese werden als besonders vielversprechend für zukünftige hydrothermale Nutzungen in der RRR angesehen. Deren Charakterisierung erfolgt am Standort des Braunkohlekraftwerks Weisweiler (Rheinisches Revier). Zur Erkundung wird eine ca. 1000m tiefe Explorationsbohrung im Umfeld des Braunkohlenkraftwerks Weisweiler durchgeführt und geowissenschaftlich analysiert. Beide Pilotprojekte werden von einem überregionalen und transnationalen Kommunikations- und Partizipationsprogramm begleitet. Das Vorhaben dient als Komplementärprojekt zu den EU-Verbundvorhaben Deep-Geothermal Energy Rollout (DGE-Rollout, Interreg NWE) sowie HeatStore (Geothermica).

DGE-Rollout-DE - Roll-out of Deep Geothermal Energy in NWE, Teilvorhaben: Roll-out of Deep Geothermal Energy in NWE - Deutschland Komplementärprojekt zu Interreg North-West-Europe (NWE 892)

Das Projekt "DGE-Rollout-DE - Roll-out of Deep Geothermal Energy in NWE, Teilvorhaben: Roll-out of Deep Geothermal Energy in NWE - Deutschland Komplementärprojekt zu Interreg North-West-Europe (NWE 892)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastruktur und Geothermie IEG.

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