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Indikator: Umweltkosten von Energie und Straßenverkehr

<p> Die wichtigsten Fakten <ul> <li>Stromerzeugung, Wärmeerzeugung und Verkehrsaktivitäten belasten die Umwelt u.a. durch den Ausstoß von Treibhausgasen und Luftschadstoffen stark.</li> <li>Dadurch entstehen hohe Folgekosten für die Gesellschaft, etwa durch umweltbedingte Erkrankungen, Schäden an Ökosystemen oder auch an Gebäuden und die Zunahme von Extremwetterereignissen.</li> <li>Für Deutschland schätzen wir die Höhe dieser Umweltkosten im Jahr 2024 auf knapp 285 Milliarden Euro. Das ist eine Abnahme von rund 9 % im Vergleich zu 2020.</li> </ul> </p><p> Welche Bedeutung hat der Indikator? <p>Die Nutzung und Umwandlung von Energierohstoffen zur Strom- und Wärmeerzeugung sowie für den Straßenverkehr belasten die Umwelt durch die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/emission">Emission</a> von Treibhausgasen und Luftschadstoffen wie Feinstaub und Stickoxide. Diese verursachen eine Zunahme von Erkrankungen, Schäden an Gebäuden sowie Denkmälern (Fassadenverschmutzung), belasten die Ökosysteme (siehe Indikatoren <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/34042">„Belastung der Bevölkerung durch Feinstaub“</a> und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/18355">„Eutrophierung durch Stickstoff“</a>) und tragen zum <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimawandel">Klimawandel</a> bei. Die Folgen des Klimawandels wie zunehmender <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/starkregen">Starkregen</a>, Unwetter oder Überschwemmungen bedrohen Menschenleben und verursachen schwere Schäden.</p> <p>Damit sind auch wirtschaftliche Kosten in Milliardenhöhe verbunden, etwa Aufwendungen für die Beseitigung von Unwetterschäden. Auch fünfzehn Jahre nach Erscheinen des „Stern Reviews“, bekräftigt der Ökonom Nicholas Stern, dass die Kosten des Nichthandelns die Kosten des Klimaschutzes um ein Vielfaches übersteigen und ruft erneut zu entschiedenem Handeln im Kampf gegen den Klimawandel auf (Stern 2006 und <a href="https://academic.oup.com/ej/article/132/644/1259/6519262?login=false">Stern 2021</a>).</p> </p><p> Wie ist die Entwicklung zu bewerten? <p>Nachdem die Umweltkosten aus Energie und Straßenverkehr von 2020 auf 2021 um fast 7 % anstiegen, sanken diese zwischen 2021 und 2024 um fast 15 % und lagen im Jahr 2024 bei 284,7 Mrd. Euro. Diese Entwicklung ergibt sich aus einem Rückgang um 36,2 % bei der Stromerzeugung sowie um 8,4 % bei der Wärmeerzeugung. Diesem rückläufigen Trend bei der Wärme- und Stromerzeugung steht eine Zunahme um 9,4 % bei den Umweltkosten des Straßenverkehrs gegenüber. Im Saldo ergibt sich damit ein Minus von rund 9 % bei den Gesamt-Umweltkosten aus Energie- und Straßenverkehr.&nbsp;</p> <p>Der Rückgang der Umweltkosten, insbesondere im Bereich der Stromerzeugung, ist auf die abnehmende Nutzung von fossilen Energieträgern sowie auf einen allgemeinen Rückgang der Stromerzeugung in Deutschland zwischen 2020 und 2024 zurückzuführen.</p> </p><p> Wie wird der Indikator berechnet? <p>Die Berechnungen erfolgen auf Basis der Arbeiten zum „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/handbuch-umweltkosten">Handbuch Umweltkosten – Methodenkonvention 4.0</a>“.&nbsp;</p> <p>Die Schätzungen zu den Umweltkosten von Treibhausgasemissionen basieren auf dem Greenhouse Gas Impact Value Estimator (GIVE) Modell, welches durch Treibhausgasemissionen verursachte Schäden modelliert. Beim GIVE Modell handelt es sich um ein integriertes Bewertungsmodell (Integrated Assessment Model) mit welchem neben Schadenskostensätzen für die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/emission">Emission</a> von Kohlendioxid auch Kostensätze für die Treibhausgase Methan und Lachgas ermittelt werden können.&nbsp;</p> <p><strong>Ausführliche Informationen zum Thema finden Sie im Daten-Artikel </strong><a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/21998"><strong>"Gesellschaftliche Kosten von Umweltbelastungen"</strong></a><strong>.</strong></p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Sanierungsrahmenkonzept fuer das Grossprojekt Berlin

Das Grossprojekt Region 'Industriegebiet Spree' liegt im Suedosten Berlins und stellte ein geschlossenes Industriegebiet dar, in dem sich unterschiedliche Betriebe des produzierenden und verarbeitenden Gewerbes ansiedelten (ua chemische Industrie, Energieerzeugung, Metallverarbeitung, Elektronik, Fahrzeug- und Motorenbau). Die zahlreichen Industrie- und Gewerbebetriebe haben durch Schadstofffreisetzungen infolge Handhabungsverlusten, Leckagen, unsachgemaessen Ablagerungen etc zu einer grossraeumigen Belastung des Bodens und zu Kontaminationen des Grundwassers vor allem mit unterschiedlichen Schwermetallen, Cyaniden und organischen Verbindungen gefuehrt. Aufgrund der Kontaminationen im Grundwasser mussten einzelne Foerdergalerien der Wasserwerke in der Vergangenheit vor allem wegen Belastungen durch LCKW und gaswerktypische Schadstoffe geschlossen werden. Die Sanierung des Industriegebietes Spree hat vordringlich die Sicherung der Wasserversorgung zum Ziel, da das gesamte Projektgebiet im gemeinsamen Wasserschutzgebiet (Zone III) der drei Wasserwerke Johannisthal, Wuhlheide und Alt-Glienicke liegt. Die Foerderung der Wasserwerke erfolgt aus Brunnengalerien, die relativ nah zur Spree und zum Teltowkanal gelegen sind. Aufgrund der hydrogeologischen Bedingungen wird die Grundwasserneubildung bei den Wasserwerken Wuhlheide und Johannisthal etwa zu 2/3 aus Uferfiltrat gebildet. 1993 wurde die Region 'Industriegebiet Spree' als Grossprojekt im Sinne der Finanzierungsregelung der oekologischen Altlasten bestaetigt. Als Massnahmen im Rahmen des Finanzierungsabkommens werden solche angesehen, die der Gefahrenabwehr im Sinne der im Bund und in den jeweiligen Laendern geltenden gesetzlichen Regelungen dienen. Der Umfang dieser Massnahmen wird einvernehmlich zwischen Bund, BVS und Land in einer gemeinsamen Arbeitsgruppe festgelegt. Im Verwaltungsabkommen vom Dezember 1992 ist geregelt, dass die aus der Freistellung entstehenden Folgekosten zwischen dem Bund und dem freistellenden Land aufgeteilt werden. Grundlage fuer die Sanierung ist ein Sanierungsrahmenkonzept. Ende Januar 1996 wurde durch Bund, BVS und Land ein Sanierungsrahmenkonzept fuer das Grossprojekt Berlin verabschiedet, das vom IWS erstellt wurde.

Indikator: Nationaler Wohlfahrtsindex

<p> Die wichtigsten Fakten <ul> <li>Das Bruttoinlandsprodukt (BIP) ist ein Maß für die Wirtschaftsleistung einer Volkswirtschaft. Es spiegelt jedoch nicht die gesellschaftliche Wohlfahrt wider.</li> <li>Der Nationale Wohlfahrtsindex (NWI) berücksichtigt insgesamt 21 wohlfahrtsstiftende und wohlfahrtsmindernde Aktivitäten.</li> <li>Der NWI zeigt einen anderen Verlauf als das BIP. Er schwankt phasenweise. In den letzten Jahren ist ein Zuwachs erkennbar.</li> </ul> </p><p> Welche Bedeutung hat der Indikator? <p>Das BIP bildet die wirtschaftliche Leistung einer Volkswirtschaft ab und ist als international vergleichbare statistische Kenngröße anerkannt. Jedoch ist das BIP alleine als Maß für die gesellschaftliche Wohlfahrt nicht geeignet. Wichtige Kritikpunkte sind: Das BIP berücksichtigt nicht die Verteilung des Einkommens sowie ehrenamtliche Tätigkeiten und Hausarbeit. Das BIP erfasst keine Folgekosten durch Umweltschäden. Eine Verringerung des Naturkapitals wird daher nicht abgebildet. Sogenannte Defensivausgaben zur Bekämpfung von Kriminalität, Drogenkonsum oder die Folgekosten von Verkehrsunfällen oder Naturkatastrophen wirken sich tendenziell sogar positiv auf das BIP aus.</p> <p>Mit dem NWI wurde ein <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/indikator">Indikator</a> entwickelt, der diese Kritikpunkte berücksichtigt. Ausgehend von den Konsumausgaben enthält der NWI Zu- und Abschläge, je nachdem ob es sich um wohlfahrtssteigernde oder wohlfahrtsmindernde Kategorien handelt. Zunehmende Ungleichverteilung verringert den Wert des Index. Umweltkosten und Verbrauch nicht erneuerbarer Ressourcen sind Beispiele für negative Kategorien, Ehrenamt und Hausarbeit für positive Kategorien. Der NWI kommt auch in den Bundesländern zunehmend zum Einsatz.</p> </p><p> Wie ist die Entwicklung zu bewerten? <p>Die Entwicklung des NWI seit 1991 zeigt unterschiedliche Phasen. Bis 1999 ist parallel zum BIP eine kontinuierliche Steigerung zu beobachten. Danach zeigt sich eine Schere: Während das BIP weiter steigt, sinkt der NWI. Ursache war vor allem die zunehmende Einkommensungleichheit. Von 2005 bis 2013 zeigten sich kaum Schwankungen beim Wohlfahrtsindex. Ab 2014 entwickelte sich der NWI positiv. Die Konsumausgaben stiegen, die Ungleichheit stagnierte und die Umweltkosten nahmen leicht ab. Im Pandemiejahr sind jedoch sowohl das BIP als auch der NWI abrupt gefallen. Während sich das BIP 2021 erholte, sorgte insbesondere die Flutkatastrophe an Ahr und Erft für ein weiteres Absinken des NWI. 2022 kam es zu einem starken Anstieg, durch die ansteigenden Konsumausgaben (auch wegen der Entlastungspakete), durch Energieeinsparungen und geringere Schäden durch Naturkatastrophen im Vergleich zum Vorjahr.</p> <p>In 2023 und 2024 stieg der NWI an. Es gab einen weiteren Rückgang der Umweltbelastungen, insbesondere durch zurückgehende Energieverbräuche und den Ausbau erneuerbarer Energien und die damit verbundenen geringeren Emissionen. Auch beim Konsum gab es leichte Zugewinne. Erste Schätzungen der Entwicklungen im ersten Halbjahr zeigen für 2025 einen weiteren Anstieg des Konsums. Allerdings steigt auch der Energieverbrauch und die damit verbundenen negativen Umweltwirkungen. Insgesamt erscheint eine leichte Erhöhung des NWI wahrscheinlich. Weitere Informationen findet man in einer <a href="https://www.imk-boeckler.de/de/faust-detail.htm?produkt=HBS-009291">detaillierten aktuellen Auswertung des NWI</a>.</p> </p><p> Wie wird der Indikator berechnet? <p>Der NWI stellt die Summe von 21 monetär bewerteten Komponenten dar. Der größte Posten ist der mit der Einkommensverteilung (Gini-Index) gewichtete private Konsum. Darüber hinaus fließen weitere wohlfahrtssteigernde Komponenten wie Hausarbeit, ehrenamtliche Tätigkeiten und Ausgaben für Bildung und Gesundheit positiv in den NWI ein. Wohlfahrtsmindernd wirken sich z.B. Kosten für verschiedene Umweltschäden oder auch Kriminalität aus. Eine ausführliche Beschreibung der Berechnungsweise findet sich in <a href="https://www.imk-boeckler.de/fpdf/HBS-008250/p_imk_study_78_2022.pdf">NWI 3.0 Methodenbericht Nationaler Wohlfahrtsindex 3.0</a>. Auf der <a href="https://www.fest-heidelberg.de/forschung/nachhaltige-entwicklung/forschungsfelder/wohlfahrts-und-nachhaltigkeitsmessung/wohlfahrtsindizes-nwi-rwi/">Forschungsstätte der Evangelischen Studiengemeinschaft</a> findet sich eine umfangreiche und aktuell gehaltene Liste von Veröffentlichungen zum NWI und zu Regionalen Wohlfahrtsindizes verschiedener Bundesländer.</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Gutachten: Vertiefende Untersuchung zur Wirtschaftlichkeit des Verkehrsprogramm Deutsche Einheit Nr. 17 - Ausbau des Elbe-Kanals und der Untere-Havel-Wasserstrasse

Aktualisierung des IOEW-Gutachtens 'Oekonomisch-oekologische Bewertung des Projektes 17 Deutsche Einheit' unter Beruecksichtigung neuer Gutachten und Erkenntnisse; - Ermittlung zusaetzlich zu beruecksichtigender Kosten; - Darstellung und Pruefung von Bewertungsmethoden und -verfahren hinsichtlich ihrer Eignung zur Beruecksichtigung der oekologischen Folgewirkungen im Rahmen des Bundesverkehrswegeplanes und Verkehrsprojekten.

Erstellung und Weiterentwicklung eines Umwelt-Satellitensystems zu den Volkswirtschaftlichen Gesamtrechnungen

Zusammenarbeit Ingenieur/Arbeitsmediziner bei Risikoanalysen

Bei Unfallverhuetung sollte man nicht einseitig an Sicherheit und Zuverlaessigkeit technischer Systeme denken. Neben den Arbeitsmitteln (Einrichtungen) muessen Arbeitsablaeufe geplant werden, wobei durch Gesundheit und Ausbildung begrenzte Einsatzmoeglichkeiten der Menschen beruecksichtigt werden muessen. Z.B. zeigt auch die Analyse der Beinahekatastrophe bei Harrisburg, dass die wichtigsten Probleme Fehlleistungen von Menschen waren. In der Unfallverhuetung muessen Nahtstellen in komplexen Systemen beachtet und koordiniert werden / z.B. Systemsicherheitsprogramme der NASA und der US-AEC). Ingenieure und Aerzte muessen unmittelbare und Hintergrundfaktoren beachten. Zur Reduktion von Folgekosten ist die Wiedereingliederung von Verunfallten wichtig. Die Unfallverhuetungs AG organisiert mit der E.K.A.S. zweijaehrliche Tagungen an der ETH-Z.

Opportunitaetskosten der Umweltverschmutzung in der Schweiz mit besonderer Beruecksichtigung der CO2-Emissionen

Als Opportunitaetskosten der Umweltverschmutzung werden diejenigen Kosten bezeichnet, welche eine Volkswirtschaft zur Vermeidung uebermaessiger Immissionen zu tragen hat. Diese (sozialen) Kosten setzen sich zusammen aus investitionsbedingten Zusatzkosten, die beim Einsatz schadstoffvermindernder Technologien entstehen und aus gesellschaftlichen Wohlfahrtsverlusten infolge Verminderung der wirtschaftlichen Aktivitaeten (Produktion und Konsum). Vor diesem Hintergrund lassen sich auf gesamtwirtschaftlicher Ebene kostenoptimale Steuer- und Subventionssaetze im Hinblick auf die Erfuellung vorgegebener (naturwissenschaftlich fundierter) Umweltstandards bestimmen. Diese basieren auf einer Optimierung der Technologie-Substitution in der Zeit und auf einer Beruecksichtigung der damit einhergehenden oekonomischen und oekologischen Konsequenzen. Eine besondere Anwendung bezieht sich auf das Problem der CO2-Emissionen, das sowohl im nationalen als auch im internationalen Rahmen zu behandeln ist.

Optimierte Verfahren zur Prognose vertikaler Netzlast unter Nutzung von maschinellem Lernen, Teilvorhaben: Opti-VNL-UQ+ Unsicherheitsquantifizierung für die optimierte Prognose der vertikalen Netzlast

Für effektive Planungsprozesse in elektrischen Netzen ist eine zuverlässige Vorausschau auf die Netzsituation von großer Bedeutung. Ein zentrales Element ist dabei die Vorhersage der vertikalen Netzlast (VNL), die Lastflüsse an den Transformatoren der Umspannung zwischen den Netzebenen als Planungsgröße ermittelt. Diese Prognose bildet eine Eingangsgröße für die Netzzustandsanalyse. Sollte ein Engpass identifiziert werden, kommt es zu Maßnahmen zur Behebung des Netzengpasses wie z.B. Redispatch. Diese lösen in der Folge weitere energiewirtschaftliche Prozesse aus. Zu betonen ist, dass eine frühzeitige Erkennung von Engpasssituationen dem Netzbetreiber hilft, die erforderlichen Maßnahmen zeitlich, örtlich und mengenmäßig präzise zu bestimmen und eine Über-Abregelung insbesondere der erneuerbaren Energien zu vermeiden. In diesem Projekt soll eine neue Methode zur Vorhersage der vertikalen Netzlast an Umspanntransformatoren entwickelt, erprobt und in Anwendungen implementiert werden. Durch hinreichende Kenntnis über die vertikale Netzlast lassen sich Transferbedarfe in der Übertragungsebene besser vorhersagen und auch die Netzebeneninterne Leistungsbilanz präziser abschätzen. Eine Optimierung dieses Prozesses kann die Folgekosten des Redispatchs mindern. Die Ergebnisse z. B. in Form des erweiterten Methodenwissens sind auch auf weitere Bereiche der Netzführung, wie z.B. einer belastungsabhängigen Betriebsmittelverwaltung übertragbar. In der konkreten Umsetzung im Projekt werden neue Methoden an einer Referenzumgebung, die zu Beginn des Vorhabens als ein digitales Modell einer typischen Verteilnetzumgebung definiert wird, entwickelt und getestet. Die Univ. Oldenburg arbeitet insbesondere mit an der Entwicklung einer Referenz- und Testumgebung für unterschiedliche physikalisch-basierte sowie Machine-Learning-Modellansätze und entwickelt zur Verlässlichkeitssteigerung der VNL-Vorhersage neuartige Methoden zur Unsicherheitsquantifizierung.

Energieforschungsplan EVUPLAN, Trinkwassererwärmung mit Wärmepumpen - energieeffizient und hygienisch unbedenklich

Wärmepumpen haben sich in nahezu allen Szenarien als Schlüsseltechnik für Dekarbonisierung des Gebäudebestandes erwiesen. Eine besondere Herausforderung ist die energieeffiziente Trinkwassererwärmung, insbesondere in größeren Gebäuden mit zentraler Warmwasserversorgung. Der Zielkonflikt zwischen Klimaschutz/Energieeffizienz (niedrige Vorlauftemperaturen) und hygienischen Anforderungen (z.B. Legionellenprävention) führt zu Restriktionen, die den effizienten Betrieb von Wärmepumpen beeinträchtigen können. Das Projekt zielt darauf ab, technische, wirtschaftliche und rechtliche Lösungen für diesen Konflikt zu erarbeiten und zielkompatible Lösungswege (technisches Regelwerk, Genehmigungsverfahren) zu beschreiben. Im Projekt sollen technische Lösungen aufgezeigt werden, wie die Wärmepumpe entlastet werden kann, indem effiziente Lösungen für die höheren Trinkwassertemperaturen (inkl. dezentrale Lösungen) und Legionellenproblematik gefunden werden. Zudem sollte die Wirtschaftlichkeit und die Folgekosten im Betrieb solcher Alternativer untersucht werden (Filter, Stromverbrauch, auch durch Desinfektion etc.). Der Schwerpunkt der Untersuchung soll auf Mehrfamilienhäusern und anderen Gebäuden mit zentraler Trinkwassererwärmung (z.B. Hotels) liegen. Dabei soll im Vorhaben zwischen Neubauten und Bestandsgebäuden unterschieden werden, wobei letztere stärkeren technischen Restriktionen unterliegen, die nicht immer vollständig aufgelöst werden können. Für eine festzulegende Anzahl von Beispielfällen werden dynamische Thermosimulationen durchgeführt und - soweit möglich - mit Praxiserfahrungen abgeglichen. Zusätzlich erfolgt eine trinkwasserhygienische Einordnung dieser Lösungen und - soweit möglich und im jeweiligen Zusammenhang sinnvoll - ergänzende analytische Untersuchungen zur Trinkwasserhygiene. Grundlagen sind aktuelle Forschungsprojekte (z.B. EE+Hyg@TWI, UltraF) und innovative technische Entwicklungen (z.B. Hochtemperatur-Wärmepumpen mit Propan oder CO2 (Text gekürzt)

Entwicklung eines Verfahrens zur Erzeugung künstlicher Blitzschäden sowie der Entwicklung von Verfahren und Methoden zur Detektion, Lokalisierung und Bewertung von Blitzschäden, Teilvorhaben: Restlebensdaueranalyse nach Initialschäden mittels globalem Strukturüberwachungssystem

Rotorblätter von Windenergieanlagen (WEA) gehören zu den durch Blitzschlag meist gefährdeten Komponenten. Beschädigungen führen zu den längsten Ausfallzeiten, kostspielige Reparaturen sind häufige Folgen, wenn Initialschäden durch Blitzeinschläge nicht rechtzeitig angemessen entschärft werden. Einschläge führen meist nicht unmittelbar zum Verlust eines Blattes. Werden sie nicht unschädlich abgeleitet, entstehen zunächst unkritische Initialschäden an der Blattstruktur. Diese müssen durch Vor-Ort-Inspektion oder ein Monitoring-System (SHM-System) erkannt werden. Geschieht dies nicht rechtzeitig, wächst der Initialschaden infolge der Betriebslasten, die genannten Folgekosten entstehen. Da Blitzeinschläge nicht notwendigerweise oberflächlich sichtbare Schäden verursachen, ist selbst bei einer visuellen Inspektion eine Schadenserkennung nicht sicher gewährleistet. Heutige Strukturüberwachungssysteme (SHM) geben - bei hoher Sensordichte - theoretisch Auskunft, ob und an welcher Position im Rotorblatt ein Schaden wahrscheinlich ist. Schwächen bestehen bzgl. der Lokalisierung von Schadensereignissen, sofern nur mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand im Rotorblatt instrumentiert wird. Die Größe des Initialschadens infolge Blitzschlag (Energieeintrag) wird bisher nicht erfasst. Die Kenntnis von Ort und Größe des durch den Blitz verursachten Initialschadens ist jedoch hochrelevant für die prädiktive Analyse des weiteren Schadensfortschritts und damit für die Risikobewertung, auf deren Basis etwa eine Entscheidung für eine vorgezogene Inspektion oder Reparatur erfolgt. Die aus Blitzschlag resultierenden Initialschäden sind bislang nur sehr unzureichend erforscht. Ziel dieses Teilvorhabens ist die Lokalisierung durch innovative, kosteneffiziente SHM-Methoden, die Charakterisierung des Initialschadens (Größe, im Hochstromlabor) anhand des Energieeintrages (neuartige SHM-Komponente) und die darauf basierende Restlebensdauervorhersage des Blattes anhand integrierter Analyse.

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