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Kohlendioxid-Emissionen

<p>Seit 1990 gehen die Kohlendioxid-Emissionen in Deutschland nahezu kontinuierlich zurück. Ursachen waren in den ersten Jahren vor allem die wirtschaftliche Umstrukturierung in den neuen Ländern. Seitdem ist es die aktive Klimaschutzpolitik der Bundesregierung, die in Einzeljahren jedoch auch von witterungsbedingten Effekten überlagert werden kann.</p><p>Kohlendioxid-Emissionen im Vergleich zu anderen Treibhausgasen</p><p>Kohlendioxid ist das bei weitem bedeutendste <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/treibhausgas-emissionen/die-treibhausgase">Klimagas</a>. Laut einer ersten Berechnung des Umweltbundesamtes betrug 2024 der Kohlendioxid-Anteil an den gesamten ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Treibhausgas#alphabar">Treibhausgas</a>⁠-Emissionen 88,2 % (siehe Abb. „Anteile der Treibhausgase an den Emissionen“). Der Anteil hat gegenüber 1990 um über 4 Prozentpunkte zugenommen. Der Grund: Die Emissionen von Methan und Distickstoffoxid wurden im Vergleich zu Kohlendioxid erheblich stärker gemindert.</p><p>___<br> Umweltbundesamt, Nationale Treibhausgas-Inventare 1990 bis 2023 (Stand 03/2025), für 2024 vorläufige Daten (Stand 15.03.2025)</p><p>Herkunft und Minderung von Kohlendioxid-Emissionen</p><p>Kohlendioxid entsteht fast ausschließlich bei den Verbrennungsvorgängen in Anlagen und Motoren. Weitere Emissionen entstehen im Bereich Steine und Erden, wenn Kalk zur Zement- und Baustoffherstellung gebrannt wird. Bezogen auf die Einheit der eingesetzten Energie sind die Emissionen für feste Brennstoffe, die überwiegend aus Kohlenstoff bestehen, am höchsten. Für gasförmige Brennstoffe sind sie wegen ihres beträchtlichen Gehalts an Wasserstoff am niedrigsten. Eine Zwischenstellung nehmen die flüssigen Brennstoffe ein.</p><p>Seit 1990 gehen die Kohlendioxid-Emissionen nahezu kontinuierlich zurück. Zwischen 1990 und 1995 ist dies vor allem auf den verminderten Braunkohleeinsatz in den neuen Ländern zurückzuführen. Ab Mitte der 90er-Jahre wirkt sich insbesondere die aktive Klimaschutzpolitik der Bundesregierung emissionsmindernd aus. Durch kalte Winter and durch konjunkturelle Aufschwünge stiegen die Emissionen zwischenzeitlich immer wieder leicht an, zum Beispiel in den Jahren 1996, 2001, 2008, 2010, 2013 und 2015, 2021&nbsp;(siehe Abb. „Emissionen von Kohlendioxid nach Kategorien“ und Tab. „Emissionen ausgewählter Treibhausgase nach Kategorien“). Im Jahr 2009 wirkte die ökonomische Krise emissionsmindernd. 2010 stiegen die Emissionen hauptsächlich durch die konjunkturelle Erholung der Wirtschaft und die kühle ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/w?tag=Witterung#alphabar">Witterung</a>⁠ wieder an. In den Folgejahren hatte die Witterung den größten Einfluss auf die Emissionsentwicklung, zusätzlich drückt der stetige Rückgang der Emissionen aus der Energiewirtschaft das Emissionsniveau ab dem Jahr 2014 deutlich. Im Jahr 2020 dominieren die komplexen Sondereffekte der Corona-Pandemie das Emissionsgeschehen, während 2021 von Wiederanstiegen dominiert wird. Der Russische Angriffskrieg gegen die Ukraine wirkte sich in unterschiedlicher Weise auf die Entwicklung der Emissionen im Jahr 2022 aus (vgl. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/presse/pressemitteilungen/uba-prognose-treibhausgasemissionen-sanken-2022-um">UBA/BMWK: Gemeinsame Pressemitteilung 11/2023</a>).</p><p>Kohlendioxid-Emissionen 2024</p><p>2024 sanken die Kohlendioxid-Emissionen gegenüber 2023 um 21,3 Millionen Tonnen bzw. rund 3,6 % auf 572 Millionen Tonnen Kohlendioxid. Gegenüber 1990 sind die Kohlendioxid-Emissionen demnach um 48,2 % gesunken. Die größten Rückgänge gab es in der Energiewirtschaft. Weitere Nennenswerte Rückgänge der Emissionen gab es im Straßenverkehr, und bei den Haushalten und&nbsp; Kleinverbrauchern.</p><p>Den größten Anteil an den Kohlendioxid-Emissionen hatte 2024, wie in den letzten Jahren, die Kategorie Energiewirtschaft mit 30,8 %. Aus diesem Bereich wurden im Jahr 2024 rund 177 Millionen Tonnen Kohlendioxid freigesetzt. Die Kategorien Haushalte/Kleinverbraucher (18,6 %) und Straßenverkehr/übriger Verkehr (24,9 %) sowie Verarbeitendes Gewerbe/Industrieprozesse (zusammen 24,8 %) besitzen hinsichtlich der Kohlendioxid-Emissionen derzeit eine etwas geringere Bedeutung.</p><p>Die gesamtwirtschaftliche Emissionsintensität (Emissionen bezogen auf das Bruttoinlandsprodukt) sank zwischen 1991 und 2024 um 62 % (siehe Abb. „Kohlendioxid-Emissionsintensität in Deutschland“).</p>

Entwicklung einer nationalen und regional aufgelösten Obergrenze für reaktiven Stickstoff

Die Freisetzung von reaktiven Stickstoffverbindungen in die Umwelt führt zu vielfältigen Umweltproblemen, z.B. Nitrat im Grundwasser oder Gefährdung der Biologischen Vielfalt durch Eutrophierung und Veränderung von Ökosystemen. Auch die menschliche Gesundheit ist durch Stickstoffdioxid betroffen. Mit dem Forschungsprojekt wurde erstmals eine wirkungsbasierte Obergrenze für die Freisetzung von reaktivem Stickstoff in Deutschland insgesamt berechnet, bei deren Einhaltung davon auszugehen ist, dass es keine schädlichen Stickstoffwirkungen auf Mensch und Umwelt mehr geben wird. Um der Heterogenität des Stickstoffkreislaufs gerecht zu werden, wurden diese Obergrenzen auch regional differenziert für 302 Kreisregionen in Deutschland berechnet.

Soil water controls on nitrogen oxide fluxes and N2O production and consumption along a rainfall gradient of tropical forests

Bioabfälle

<p>Im Jahr 2023 stieg die Menge an Bioabfällen. Auch die Menge der Bioabfälle aus Haushalten (Biotonne) stieg leicht. Seit dem Jahr 2022 werden mehr Bioabfälle in Anlagen mit Vergärungsstufe behandelt als in reinen Kompostierungsanlagen. Bioabfälle aus Haushalten wurden 2023 zu 55 % in Anlagen mit Vergärungsstufe behandelt. Damit stieg die Menge an Biogas, das aus Bioabfällen gewonnen wird an.</p><p>Bioabfälle: Gute Qualität ist Voraussetzung für eine hochwertige Verwertung</p><p>Die getrennte Erfassung von Bioabfällen ist eine wesentliche Voraussetzung für die Wiederverwertung von organischen Substanzen und Nährstoffen. Nur aus sauber getrennten und fremdstoffarmen Bioabfällen lassen sich hochwertige Komposte und Gärreste herstellen, die für eine landwirtschaftliche oder gärtnerische Nutzung geeignet sind. Zu diesen Abfällen zählen Bioabfälle aus Haushalten und Gewerbe, Garten- und Parkabfälle sowie Speiseabfälle, Abfälle aus der Lebensmittelverarbeitung und Abfälle aus der Landwirtschaft (siehe Abb. „Zusammensetzung der an biologischen Behandlungsanlagen angelieferten biogenen Abfälle“). Auch Klärschlämme, die in Klärschlammkompostierungsanlagen behandelt werden, werden in der Abfallstatistik zu den biologischen Abfällen gezählt. Klärschlämme gehören jedoch nicht zu den Bioabfällen gemäß Bioabfallverordnung, ihre Verwertung unterliegt der Klärschlammverordnung. Ebenso wird der Teil der in Deutschland anfallenden Mengen an Gülle und Mist, der in Bioabfallbehandlungsanlagen mitbehandelt wird, laut Abfallstatistik zu den biologischen Abfällen gezählt. Zu beachten ist, dass der Großteil der landwirtschaftlichen Rückstände jedoch nicht in der Abfallstatistik auftaucht, da er nicht in Abfallbehandlungsanlagen behandelt, sondern in der Landwirtschaft direkt verwertet wird.</p><p>Sammlung von Bioabfall</p><p>In Deutschland begann im Jahr 1985 die getrennte Sammlung biogener Abfälle aus Haushalten. Die gesammelten Abfälle werden zu Bioabfallbehandlungsanlagen transportiert, wo sie kompostiert (mit Sauerstoff = aerob) oder vergoren (ohne Sauerstoff = anaerob) werden.</p><p>Von 1990 bis 2002 ist die Menge der behandelten biogenen Abfälle nach Angaben des Statistischen Bundesamtes stark angestiegen (siehe Abb. „An biologischen Behandlungsanlagen angelieferte biogene Abfälle“). Danach wuchs die gesammelte Menge nur noch langsam weiter an. Im Jahr 2023 wurden in Deutschland etwa 16,01 Millionen Tonnen (Mio. t) biogene Abfälle biologisch behandelt. Ohne die Klärschlammkompostierung und die Abfälle die in sonstigen biologischen Behandlungsanlagen behandelt wurden, blieben im Jahr 2023 14,43 Mio. t echte Bioabfälle.</p><p>Von diesen Bioabfällen wurden 6,63 Mio. t in reinen Kompostierungsanlagen behandelt. 7,8 Mio. t, also etwa 54 % der gesamten Bioabfälle wurden laut Statistik in Vergärungsanlagen oder kombinierten Kompostierungs- und Vergärungsanlagen behandelt. Seit dem Jahr 2022 werden mehr Bioabfälle in Anlagen mit Vergärungsstufe behandelt als in reinen Kompostierungsanlagen (siehe Abb. „Eingesetzte Bioabfälle in Kompostierungs- und Vergärungsanlagen“). Die Bioabfälle aus Haushalten (Biotonne) wurden 2023 nach Angaben des Statistischen Bundesamtes zu 55 % in Anlagen mit Vergärungsstufe behandelt.</p><p>Aus den gesammelten Bioabfällen wurden rund</p><p>erzeugt und an Nutzer abgegeben (<a href="https://www.destatis.de/DE/Themen/Gesellschaft-Umwelt/Umwelt/Abfallwirtschaft/_inhalt.html">Statistisches Bundesamt 2025</a>). Die Entwicklung der abgegebenen Kompost- und Gärrestmengen ist in Abbildung „Abgesetzte Komposte und Gärreste“ dargestellt.</p><p>Verwertungswege für Bioabfälle</p><p>Wie Bioabfall am sinnvollsten zu verwerten ist, hängt von dessen Zusammensetzung ab. Bei der Verwertung lässt sich unterscheiden:</p><p>Etwa die Hälfte der Bioabfälle aus Haushalten wird derzeit noch kompostiert, wobei die enthaltene Energie nicht genutzt werden kann. Ziel ist es daher, den Anteil der Vergärung mit Biogasgewinnung bei den geeigneten Bioabfällen in Zukunft zu erhöhen. Dies gilt insbesondere für Bioabfälle aus Haushalten (Biotonne), bei denen noch große Potenziale für eine Vergärung bestehen.</p><p>Nutzung der Gärreste und des Komposts</p><p>Die Landwirtschaft profitiert von der Verwertung biogener Abfälle. Nach Aussage der Bundesgütegemeinschaft Kompost (BGK) werden fast alle Gärreste als Dünger genutzt. Landwirtschaftliche Betriebe verwendeten im Jahr 2024 zudem rund 55 % allen Komposts. Durch den Einsatz von Gärresten und Kompost wird in der Landwirtschaft vor allem Kunstdünger ersetzt. Eine ausführliche Beschreibung der Eigenschaften von Komposten und Gärresten sowie der Vorteile und Schwierigkeiten bei deren Anwendung in der Landwirtschaft findet sich in dem Positionspapier <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/bioabfallkomposte-gaerreste-in-der-landwirtschaft">„Bioabfallkomposte und -gärreste in der Landwirtschaft“</a>. Durch den Einsatz von Kompost im Gartenbau und in Privatgärten kann dort unter anderem Torf ersetzt werden (siehe Abb. „Absatzbereiche für gütegesicherte Komposte 2024“). Auch in Blumenerden und Pflanzsubstraten kann Torf zum Teil durch Kompost ersetzt werden.</p><p>Qualitätsanforderungen für Kompost und Gärreste </p><p>Der Gesetzgeber regelt seit 1998 in der Bioabfallverordnung <a href="http://www.gesetze-im-internet.de/bundesrecht/bioabfv/gesamt.pdf">(BioAbfV)</a>, unter welchen Bedingungen Kompost und Gärreste aus Bioabfällen Böden verwertet werden dürfen. Die Bioabfallverordnung enthält Grenzwerte für die höchstens zulässigen Schwermetallgehalte bei der Verwertung von Bioabfällen: Es gibt zwei Kategorien von Grenzwerten (siehe Tab. „Grenzwerte für Schwermetalle in Bioabfällen“):</p><p>Neben den Schwermetallgrenzwerten werden in der Bioabfallverordnung auch Anforderungen an die Hygiene der erzeugten Komposte und Gärreste gestellt.</p><p>Seit Bestehen der Bioabfallverordnung hat sich die Qualität der erzeugten Produkte deutlich verbessert. Gärreste und Kompost wiesen in den Jahren 1999 bis 2002 höhere durchschnittliche Nährstoffgehalte auf sowie weniger Blei, Quecksilber und Cadmium als noch Anfang der 90er Jahre. Das zeigt eine vom Umweltbundesamt initiierte Untersuchung, bei der Daten der Bundesgütegemeinschaft Kompost (BGK) ausgewertet wurden (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/neubewertung-von-kompostqualitaeten">Reinhold 2004</a>). Bis heute sind sowohl Schadstoff- als auch Fremdstoffgehalte weiter zurückgegangen (siehe Tab. „Entwicklung der Kompostqualität“).</p><p>Ein weiteres wichtiges Qualitätskriterium für Komposte und Gärreste aus Bioabfällen ist ihr Gehalt an Fremdstoffen und insbesondere an Kunststoffen. Sowohl auf dem Acker als auch in Blumenerde sind Folienschnipsel oder Glasscherben nicht erwünscht. Die Wirkung von sichtbaren Kunststoffpartikel und von nicht sichtbaren Mikropartikeln auf das Bodenleben und auf Pflanzen wird derzeit noch untersucht. Insbesondere wegen ihrer sehr langen Haltbarkeit in der Umwelt gilt es jedoch den Eintrag von Kunststoffen in die Umwelt zu minimieren. Der Anteil an Fremdstoffen in Komposten und Gärresten wird in der Bioabfallverordnung begrenzt. Dabei wird seit 2017 unterschieden in verformbare Kunststoffe (Folienbestandteile), die auf 0,1 Massenprozent in der Trockensubstanz begrenzt sind und alle anderen Fremdstoffe (Hartkunststoff, Glas, Metall etc.), für die ein Grenzwert von 0,4 Massenprozent in der Trockensubstanz gilt. Die durchschnittlichen Gehalte an Kunststoffen und Fremdstoffen insgesamt in gütegesicherten Komposten und Gärresten zeigt die Tabelle „Fremd- und Kunststoffgehalte in Komposten und Gärresten“. Datengrundlage für die Berechnung der Werte sind Analyseergebnisse aus der RAL-Gütesicherung.</p>

Bestimmung der anthropogenen Produktion von CO, H2, Hg, H2CO, CH4 und N2O

Zielsetzung: Bestimmung des anthropogenen Einflusses auf den Kreislauf verschiedener Spurengase und Abschaetzung der dadurch verursachten Aenderungen der Umwelt (Atmosphaere). Methoden: Fluege ueber Grossstaedten, Messung der Verteilung der betreffenden Gase in verschiedenen Hoehen ueber einer Grossstadt und Berechnung der anthropogenen Produktion; Anwendung interhemisphaerischer Austauschmodelle und globale Bestimmung der Verteilung der einzelnen Spurengase.

Beobachtete und künftig zu erwartende globale Klimaänderungen

<p>Die Veränderungen im globalen Klimasystem haben seit 1950 rapide zugenommen und sind beispiellos im Vergleich zu den vorherigen Jahrtausenden. Der menschliche Einfluss hat zweifellos zur deutlichen Erwärmung der Atmosphäre, Ozeane und Landflächen geführt. Anhaltende Treibhausgas-Emissionen werden auch künftig starke Klimaänderungen und weitere Extremereignisse verursachen.</p><p>Aktueller Stand der Klimaforschung </p><p>Auf Basis deutlich verbesserter Kenntnis der Klimaprozesse, besserer (paläoklimatischer) Nachweise zu den Klimabedingungen vergangener Erdepochen und der Reaktion des Klimasystems auf den zunehmenden Strahlungsantrieb der Sonne ist der vom Menschen verursachte ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimawandel#alphabar">Klimawandel</a>⁠ eindeutig nachweisbar. Er wirkt sich bereits auf sehr viele ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/w?tag=Wetter#alphabar">Wetter</a>⁠- und Klimaextreme in allen Regionen der Welt aus.</p><p>Dieser Einfluss des Menschen auf das Erdklima (anthropogener Klimawandel) und die damit einhergehenden weitverbreiteten Veränderungen zeigen sich in der schnellen Erwärmung der unteren ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ und der Ozeane, in den Veränderungen des globalen Wasserkreislaufs, in der weltweiten Abnahme von Schnee und Eis, im Anstieg des mittleren globalen Meeresspiegels und an veränderten Jahreszeiten. Zudem gibt es jetzt noch mehr beobachtete Veränderungen von Wetterextremen wie Hitzewellen, Starkniederschlägen, Überflutungen, Dürren und tropischen Wirbelstürmen sowie insbesondere noch mehr eindeutigere Belege für deren Zuordnung zum Einfluss des Menschen.</p><p>Die <a href="https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/">Treibhausgas-Konzentrationen in der Atmosphäre</a> sind auch in den letzten 10 Jahren weiter angestiegen und haben 2024 jährliche Mittelwerte von 421 ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=ppm#alphabar">ppm</a>⁠ für Kohlendioxid (CO2), 1.930 ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=ppb#alphabar">ppb</a>⁠ für <a href="https://gml.noaa.gov/webdata/ccgg/trends/ch4/ch4_annmean_gl.txt">Methan</a> (CH4) und 337,7 ppb für Lachgas (N2O) erreicht. Die mittlere globale dekadische Oberflächentemperatur stieg im Zeitraum von 1880 bis 2024 um mehr als 1,3 °C (vgl. Abb. „Der Einfluss des Menschen hat das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klima#alphabar">Klima</a>⁠ in einem Maße erwärmt, wie es seit mindestens 2.000 Jahren nicht mehr der Fall war"). Das Einzeljahr 2024 lag ca. 1,55 °C über dem vorindustriellen Niveau. Auf der Nordhalbkugel war die letzte Dekade die wärmste seit mehr als 125.000 Jahren. .&nbsp;</p><p>Zu erwartende globale Klimaänderungen</p><p>Bis Ende des 21. Jahrhunderts wird sich die Erwärmung der bodennahen Luftschicht fortsetzen. Alle zugrunde gelegten Treibhausgasemissionsszenarien ergeben bis Ende des 21. Jahrhunderts eine Temperaturzunahme. Je nach ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/s?tag=Szenario#alphabar">Szenario</a>⁠ kann die mittlere Erwärmung von 1,5 bis 5,7 °C im Vergleich zu vorindustriellen Bedingungen (Referenzperiode: 1850-1900) reichen. Nur unter der Voraussetzung äußerst ambitionierter Klimaschutzmaßnahmen und drastischer Verminderung der CO2- und anderer ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Treibhausgas#alphabar">Treibhausgas</a>⁠-Emissionen ließe sich der mittlere Temperaturanstieg bis 2100 gegenüber der vorindustriellen Zeit auf 1,5 °C bis 2,4 °C begrenzen.</p><p>Nähere Informationen zum Sechsten Sachstandsbericht des Weltklimarats (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/i?tag=IPCC#alphabar">IPCC</a>⁠-AR6) finden Sie auf der Seite der <a href="https://www.de-ipcc.de/250.php">Deutschen IPCC Koordinierungsstelle.</a></p><p>Die Teilberichte des AR6</p><p>Der Bericht der Arbeitsgruppe I des Weltklimarates ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/i?tag=IPCC#alphabar">IPCC</a>⁠ kommt zu dem klaren Schluss, dass die vom Menschen verursachten (anthropogenen) Treibhausgasemissionen eindeutig die Ursache für die bisherige und die weitere Erwärmung des Klimasystems der Erde sind. Die zahlreichen ⁠Folgen der Klimaerwärmung⁠ - einschließlich der Extremereignisse – werden immer offensichtlicher und lassen sich direkt dem anthropogenen ⁠Treibhauseffekt⁠ zuordnen. Die Auswirkungen der globalen Klimaveränderungen sind somit intensiver und häufiger geworden und werden dies auch in den kommenden Jahrzehnten weiterhin tun. Der Anstieg der globalen, über 20 Jahre gemittelten Oberflächentemperatur wird im Vergleich zum vorindustriellen Niveau wahrscheinlich Anfang der 2030er Jahre den Wert von 1,5°C erreichen.</p><p>Mehr dazu, dass der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimawandel#alphabar">Klimawandel</a>⁠ schneller und folgenschwerer verläuft finden Sie <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/ipcc-bericht-klimawandel-verlaeuft-schneller">hier</a>.</p><p>Im Fokus des zweiten Teilberichtes stehen die Folgen des Klimawandels sowie die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Anpassung_an_den_Klimawandel#alphabar">Anpassung an den Klimawandel</a>⁠. Der IPCC warnt: Die Klimarisiken für Ökosysteme und Menschen nehmen weltweit rapide zu. Nur konsequenter ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimaschutz#alphabar">Klimaschutz</a>⁠ und frühzeitige Klimaanpassung können Risiken verringern.</p><p>Der Teilbericht beschreibt sehr deutlich die Auswirkungen der Klimakrise. Bereits jetzt sind massive Folgen für Ökosysteme und Menschen in allen Regionen der Welt sichtbar und die weltweiten CO₂ Emissionen steigen weiter. Die Auswirkungen der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/presse/pressemitteilungen/klimarisiken-gefaehrden-lebens-umweltqualitaet">Klimakrise</a> werden Menschen und Ökosysteme selbst dann noch spürbar belasten, wenn es uns gelingt, entschieden umzusteuern und die Erderhitzung auf 1,5 °C zu begrenzen.</p><p>Mehr zur Anpassung an den Klimawandel finden sie <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimafolgen-anpassung">hier</a>.</p><p>Die wohl wichtigste Botschaft des dritten Teilberichtes ist, dass es technisch und ökonomisch nach wie vor möglich wäre, die globale Erwärmung entsprechend des Übereinkommens von Paris auf 1,5°C bis 2100 zu begrenzen. Dafür sind allerdings eine sofortige globale Trendwende sowie tiefgreifende ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Treibhausgas#alphabar">Treibhausgas</a>⁠-Minderungen in allen Weltregionen und allen Sektoren nötig (d.h. in Energiesystemen, Städten, Land- und Forstwirtschaft, ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=Landnutzung#alphabar">Landnutzung</a>⁠, Gebäuden, Verkehr und Industrie). Sofortige Klimaschutzmaßnahmen würden das globale Wirtschaftswachstum nur geringfügig verringern – verglichen mit einer rein hypothetischen Entwicklung, die den Klimawandel gar nicht enthält. Verglichen mit den zu erwartenden Wirtschaftskrisen und Rezessionen bei einer Erwärmung von mehr als 1,8 °C stellen sofortige Klimaschutzmaßnahmen dagegen auch ökonomisch eine äußerst lohnende Investition dar.</p><p>Erstmalig stand auch das energie- und emissionssparende Verhalten in Unternehmen und im Alltag im Zentrum des Teilberichtes. Weltweit verbesserte Rahmenbedingungen wie politische und regulatorische Instrumente, internationale Zusammenarbeit, Marktinstrumente (z.B. CO₂-Bepreisung), Investitionen, Innovationen, Technologietransfer, Aufbau von Know-How sowie klimafreundliche Lebensstile bieten Möglichkeiten, die notwendigen System-Transformationen im Einklang mit nachhaltiger Entwicklung und globaler Gerechtigkeit zu gestalten.</p><p>Armutsbekämpfung und eine gesicherte Energieversorgung könnten global ohne signifikante Emissionssteigerungen erreicht werden. Die allerwichtigsten Optionen liegen dabei in der Nutzung von Sonnenenergie und Windkraft sowie im Mobilitäts-, Gebäude- und Ernährungs-Sektor (hier vor allem weniger Fleischkonsum), aber auch besonders im Schutz und der Verbesserung der Wirksamkeit von Ökosystemen (vor allem der globalen Wälder und Moore).</p><p>Hier haben wir für Sie die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/minderung-des-klimawandels-was-notwendig-moeglich">Kernaussagen des dritten Teilberichts</a> zusammengefasst.</p>

Atmosphärische Treibhausgas-Konzentrationen

<p>Bedingt durch seine hohe atmosphärische Konzentration ist Kohlendioxid nach Wasserdampf das wichtigste Klimagas. Die globale Konzentration von Kohlendioxid ist seit Beginn der Industrialisierung um gut 50 % gestiegen. Demgegenüber war die Kohlendioxid-Konzentration in den vorangegangenen 10.000 Jahren annähernd konstant. Konzentrationen weiterer Treibhausgase tragen ebenfalls zum Klimawandel bei.</p><p>Kohlendioxid </p><p>Durch das Verbrennen fossiler Energieträger (wie zum Beispiel Kohle und Erdöl) und durch großflächige Entwaldung wird Kohlendioxid (CO2) in der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ angereichert. Diese Anreicherung wurde durch die Wissenschaft unzweifelhaft nachgewiesen.</p><p>Die weltweite Kohlendioxid-Konzentration lag im Jahr 2024 bei 422,79 (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=ppm#alphabar">ppm</a>⁠) Kohlendioxid (<a href="https://gml.noaa.gov/webdata/ccgg/trends/co2/co2_annmean_gl.txt">NOAA 2024</a>). Hinzu kommen Konzentrationen weiterer Treibhausgase, die ebenfalls zum weltweiten ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimawandel#alphabar">Klimawandel</a>⁠ beitragen.</p><p>Die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/presse/pressemitteilungen/uba-misst-neue-rekordwerte-fuer-kohlendioxid">Auswertung von Messungen</a> der atmosphärischen Kohlendioxid-Konzentration für das Jahr 2015 an den Messstationen des Umweltbundesamtes Schauinsland (Südschwarzwald) und auf der Zugspitze hat gezeigt, dass in diesem Jahr die Konzentration an beiden Stationen im Jahresdurchschnitt erstmals über 400 µmol/mol (ppm) lag. Zum Vergleich: Die Kohlendioxid-Konzentration aus vorindustrieller Zeit lag bei etwa 280 µmol/mol (ppm).</p><p>Auf Deutschlands höchstem Gipfel sind die Messwerte besonders repräsentativ für die Hintergrundbelastung der Atmosphäre, da die Zuspitze häufig in der unteren freien ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Troposphre#alphabar">Troposphäre</a>⁠ liegt und somit weitestgehend unbeeinflusst von lokalen Quellen ist. Im Jahr 2024 stieg der Jahresmittelwert auf der Zugspitze auf 424,2 µmol/mol (ppm) (siehe Abb. „Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre (Monatsmittel)“).</p><p>Lange Messreihen ergeben ein zuverlässiges Maß für den globalen Anstieg der Kohlendioxid-Konzentration. Dank ihrer Genauigkeit ermöglichen sie es, den Effekt der Verbrennung fossiler Brennstoffe von natürlichen Konzentrations-Schwankungen zu unterscheiden. Auf dieser Grundlage kann die langfristige Veränderung des Kohlendioxid-Vorrats in der Atmosphäre mit Klimamodellen genauer analysiert werden.</p><p>Die Auswertung der Messreihe vom aktiven Vulkan Mauna Loa auf Hawaii werden zur Bestimmung des globalen Kohlendioxid-Anstiegs genutzt, da sich die Messstation in größer Höhe und weit entfernt von störenden Kohlendioxidquellen befindet. Während in den 1960er-Jahren der jährliche Anstieg auf Mauna Loa (aktiver Vulkan auf Hawaii, wo) im Mittel noch bei 0,86 µmol/mol (ppm) Kohlendioxid lag, stieg der Welttrend in den vergangenen 15 Jahren im Mittel auf 2,47 µmol/mol (ppm) pro Jahr, in Mauna Loa auf 2,5 µmol/mol (ppm) pro Jahr. Gegenüber den 1950er-Jahren wurde damit der globale Kohlendioxid-Anstieg annähernd verdreifacht.</p><p>Methan</p><p>Bis 2024 stieg die weltweite Methan-Konzentration bis etwas über 1929,7 nmol/mol (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=ppb#alphabar">ppb</a>⁠).</p><p>An der Messstation Zugspitze wurde für 2024 ein Jahresmittelwert von 2003 nmol/mol (ppb) gemessen (siehe Abb. „Methan-Konzentration in der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ (Monats- und Jahresmittelwerte)“).</p><p>Lachgas</p><p>Weltweit lag die Lachgas-Konzentration im Jahr 2024 bei über 337,7 nmol/mol (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=ppb#alphabar">ppb</a>⁠).</p><p>An der Messstation Zugspitze wurde für 2024 ein Jahresmittelwert von 338,5 nmol/mol (ppb) gemessen (siehe Abb. „Lachgas-Konzentration in der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ (Monatsmittelwerte)“).</p><p>Beitrag langlebiger Treibhausgase zum Treibhauseffekt</p><p>In der Summe bilden Kohlendioxid (CO2), Methan, Lachgas und die halogenierten Treibhausgase den sogenannten ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Treibhauseffekt#alphabar">Treibhauseffekt</a>⁠: Die langlebigen Treibhausgase leisteten 2023 einen Beitrag zur globalen Erwärmung <a href="http://www.esrl.noaa.gov/gmd/aggi/aggi.html">(NOAA 2024)</a> von insgesamt 3,485 W/m² (Watt pro Quadratmeter). Verglichen mit dem Stand von 1990 ergibt dies eine Zunahme von fast 52 %. Dabei leistet atmosphärisches CO2 den vom Menschen in erheblichem Umfang mit verursachten Hauptbeitrag zur Erwärmung des Erdklimas. In Folge dieser Klimaerwärmung nimmt auch der sehr mobile und wechselnd wirkende Wasserdampf in der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ zu. Im Vergleich zu CO2 ist dieser zwar deutlich maßgebender für die Erwärmung, atmosphärisches CO2 bleibt aber der vom Menschen verursachte Hauptantrieb.</p><p>Wie stark die verschiedenen langlebigen Klimagase im Einzelnen zur Erwärmung beitragen, ist in der Abbildung „Beitrag zum Treibhauseffekt durch Kohlendioxid und langlebige Treibhausgase 2023“ zu sehen. Der größte Anteil dabei entfällt auf Kohlendioxid mit etwa 66 %, gefolgt von Methan mit 16 %, Lachgas mit 6%, und den halogenierten Treibhausgasen insgesamt mit 12 %.</p><p>Obergrenze für die Treibhausgas-Konzentration</p><p>Um die angestrebte Zwei-Grad-Obergrenze der atmosphärischen Temperaturerhöhung mit einer Wahrscheinlichkeit von mindestens 66 % zu unterschreiten, müsste die gesamte ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Treibhausgas#alphabar">Treibhausgas</a>⁠-Konzentration (Kohlendioxid, Methan, Lachgas und F-Gase) in der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ bis zum Jahrhundertende bei rund 450 ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=ppm#alphabar">ppm</a>⁠ Kohlendioxid-Äquivalenten stabilisiert werden. Dabei ist eine kurzfristige Überschreitung dieses Konzentrationsniveaus möglich (<a href="https://www.de-ipcc.de/270.php">IPCC-Synthesebericht</a>).</p><p>2023 lag die gesamte Treibhausgas-Konzentration bei 534 ppm Kohlendioxid-Äquivalenten (siehe Abb. „Treibhausgas-Konzentration in der Atmosphäre“). Um die angestrebte Stabilisierung zu erreichen, müssen die globalen Treibhausgas-Emissionen gesenkt werden. In den meisten Szenarien des Welt-Klimarates (IPCC) entspricht dies einer Menge von weltweiten Treibhausgas-Emissionen zwischen 30 und 50 Milliarden Tonnen (Mrd. t) Kohlendioxid-Äquivalenten im Jahr 2030. Im weiteren Verlauf bis 2050 müssten die Emissionen weltweit zwischen 40 % und 70 % unter das Niveau von 2010 gesenkt werden und bis Ende des Jahrhunderts auf nahezu null sinken. Dazu sind verbindliche Zielsetzungen im Rahmen einer globalen Klimaschutzvereinbarung erforderlich.</p><p>Im Dezember 2015 vereinbarte die Staatengemeinschaft auf der 21. Vertragsstaatenkonferenz unter der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/klima/klimarahmenkonvention">Klimarahmenkonvention</a> (COP21) das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimaschutz#alphabar">Klimaschutz</a>⁠-Übereinkommen von Paris. Darin ist zum ersten Mal in einem völkerrechtlichen Abkommen verankert, dass die durchschnittliche globale Erwärmung auf deutlich unter zwei Grad begrenzt werden soll. Darüber hinaus sollen sich die Vertragsstaaten bemühen, den globalen Temperaturanstieg möglichst unter 1,5 Grad zu halten. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen die Treibhausgas-Emissionen sobald wie möglich abgesenkt werden. In der zweiten Hälfte des Jahrhunderts soll eine globale Balance der Quellen und das Senken von Treibhausgas-Emissionen (Netto-Null-Emissionen) erreicht werden. Das bedeutet die Dekarbonisierung der Weltwirtschaft und damit einen Ausstieg aus der Nutzung fossiler Energieträger. Enorme Anstrengungen sind notwendig, um dieses Ziel zu erreichen, und zwar nicht nur in Deutschland, sondern in allen Staaten, insbesondere den Industrienationen. Zur Erreichung der Klimaziele hat Deutschland das <a href="https://www.bundesregierung.de/resource/blob/974430/1679914/e01d6bd855f09bf05cf7498e06d0a3ff/2019-10-09-klima-massnahmen-data.pdf?download=1">Klimaschutzprogramm 2030</a> verabschiedet.</p><p>Weiterführende Informationen</p><p>Auf den folgenden Seiten finden Sie weiterführende Informationen zu internationalen Klimabeobachtungssystemen:</p><p><em>Wir danken der Nationalen Administration für die Ozeane und die Atmosphäre (NOAA Global ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/m?tag=Monitoring#alphabar">Monitoring</a>⁠ Division) in Boulder, USA und dem Scripps Institut für Ozeanography, La Jolla, USA für die CO2-Daten des GAW Globalobservatoriums von Mauna Loa, Hawaii, sowie dem Mace Head GAW Globalobservatorium, Irland und dem AGAGE Projekt für die Lachgasdaten.</em></p>

Messung und Modellierung der N2O- und N2-Bildung durch Denitrifikation in der Drainzone zur standortspezifischen Abschätzung des Nitratabbaus in der ungesättigten Sickerwasserzone unterhalb des Wurzelraumes

Das Ziel dieses Verbundvorhabens ist die quantitative Bestimmung der Minderung von Nitrateinträgen in das Grundwasser durch den Abbau von Nitrat zu N2O und N2 durch Denitrifikation in der Drainzone. Dazu wird die Denitrifikation in Proben aus der Drainzone in Abhängigkeit wichtiger Bodeneigenschaften gemessen und ein Modell entwickelt und parametrisiert. Dazu werden typische Standorte in Deutschland mit unterschiedlich mächtigen Drainzonen untersucht. Die modellhafte Beschreibung wird auch eine standortspezifische Bewertung des Nitratabbaus ermöglichen. Damit wird das Verbundvorhaben unsere Kenntnisse über den Nitratabbau und die N2O und N2 Produktion im Unterboden, speziell aus der Drainzone erweitern und damit die Grundlage zu einem Landmanagement legen, das die Umsätze von Nitrat in dieser Zone berücksichtigt.

Wirkung mikrobiologischer Prozesse am Boden und im Wasser auf verschiedene atmosphaerische Spurengase

Zielsetzung: Untersuchungen ueber den Einfluss mikrobiologischer Prozesse im Boden und Oberflaechenwasser der Ozeane auf CO, H2, CFCl3, CF2Cl2, CCl4, Hg, H2CO, N2O und CH4. Bestimmung der Abbauraten und Produktionsraten als Funktion der Bodenart und Bodentemperatur. Messung der im Wasser geloesten Gasanteile im Ozean und Bestimmung ihrer vertikalen Verteilung bis in Wassertiefen von 1000 m. Methoden: in situ-Messungen am Boden sowie an verschiedenen Stellen der Ozeane; Laboruntersuchungen mit verschiedenen Mikroorganismen.

Modellentwicklung zur regionalen Vorhersage der N2O-Emissionen aus bodenchemischen und bodenphysikalischen Parametern unter spezieller Berücksichtigung des oberflächennahen N2O-Gehaltes in Böden

Bisherige Ansätze zu Modellierung von Lachgasemissionen haben noch zu keinen zufriedenstellenden Ergebnissen geführt bzw. die Validierung von Modellen steht noch aus, da u.a. die Bestimmung der Gasdiffusion im Oberboden sowie der Gasübergang in Atmosphäre schwierig bestimmbar ist. Wir stellen für diesen Schritt einen empirischen Modellansatz zur Vorhersage von Lachgasemissionen aus oberflächennahen N2O-Gehalten des Bodens vor, der im Rahmen des Projektes zu einer allgemeinen Anwendbarkeit weiterentwickelt werden soll. Hierbei werden über empirische Transferfaktoren, die in Abhängigkeit von Bodenart, Wassergehalt und Temperatur ermittelt werden, die Emissionen aus Gasgehalten im Boden berechnet. Zur einfachen Bestimmung des N2O-Gehaltes im Oberboden steht ein in unserem Hause entwickeltes neuartiges Bodenprobenahmegerät zur Verfügung. Die Einfachheit der Probenahme und gleichzeitige Erfassung von Gas im Boden sowie den steuernden Größen Nmin und DOC, erlaubt zudem ein Monitoring der Spurengasemissionen auf regionaler Ebene sowie die Validierung bestehender Modelle.

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