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Veröffentlichung Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger 2014(2015) Dreher, Marion; Memmler, Michael; Deutschland. UmweltbundesamtDie Daten für das Jahr 2014 zeigen, dass der Ausbau erneuerbarer Energien wesentlich zum Erreichen der Klimaschutzziele in Deutschland beiträgt. Insgesamt werden in allen Verbrauchssektoren fossile Energieträger zunehmend durch erneuerbare Energien ersetzt und damit Treibhausgas- und Luftschadstoffemissionen vermieden. Im Jahr 2014 wurden durch die Nutzung erneuerbarer Energien Treibhausgase in der Höhe von 151 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente vermieden. Der Löwenanteil der Emissionen wurde durch den Einsatz erneuerbarer Energien im Stromsektor vermieden.Veröffentlichung Emission Balance of Renewable Energy Sources in 2014(2015) Dreher, Marion; Memmler, Michael; Deutschland. UmweltbundesamtCalculations for the year 2014 show that the expansion of renewable energies contributes substantially to achieving national climate goals in Germany. Over all energy sectors (i.e. electricity, heat and transport) fossil fuels are increasingly replaced by renewable energies thereby permanently avoiding energy related emissions of greenhouse gases (GHG) and air pollutants. In 2014, GHG-emissions amounting to 151 million tons of CO2-eqivalents have been avoided in Germany through the use of renewables. The main share of these avoided GHGs are coming from the electricity sector.Veröffentlichung Elektrifizierung von Betriebsmitteln im Gasnetz(2018) Köppel, Wolfgang; Degünther, Charlotte; Wietschel, Martin; DVGW-Forschungsstelle; Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung; Deutschland. UmweltbundesamtZiel des vorliegenden Berichts ist es, das Potenzial und die Auswirkungen der Integration erneuerbarer Energien im Gasnetz durch die Elektrifizierung von Betriebsmitteln vor dem Hintergrund der Erreichung der langfristigen Klimaschutzziele und der Energiewende zu betrachten. Betriebsmittel im Gasnetz sind technische Komponenten, die dem Gastransport und der Gasspeicherung dienen. Diese Betriebsmittel werden bislang unabhängig vom Stromnetz mit dem zu transportierenden Erdgas betrieben. Diese Untersuchung wurde im Rahmen der Studie "Integration erneuerbarer Energien durch Sektorenkopplung, Teilvorhaben 2: Analyse zu technischen Sektorkopplungsoptionen" durchgeführt, die die Subsituierung fossiler Energieträger durch Einsatz sog. Sektorkopplungsoptionen (SKO) für Deutschland bis 2050 in verschiedenen Anwendungsbereichen identifiziert und den möglichen Beitrag zu den energie- und klimapolitischen Zielen analysiert (Wietschel 2017). Die Möglichkeiten des Gasnetzes werden in dem vorliegenden Bericht untersucht. Zur Beurteilung der zukünftige Entwicklung der Sektorkopplungsoptionen bis 2050 wurden zwei Szenarien AMS und KS95 (Beschreibung s. Wietschel 2017) betrachtet: Im Aktuelle-Maßnahmen-Szenario (AMS) schreibt den aktuellen Stand der energie- und klimaschutzpolitischen Rahmenbedingungen bis zum Jahre 2050 fort. Die energie- und klimaschutzpolitischen Ziele der Bundesregierung werden in diesem Szenario weitgehend verfehlt. Im Klimaschutzszenario 95 (KS95) werden bis zum Jahr 2050 die Treibhausgasemissionen um 95 % gegenüber 1990 gemindert durch Erreichen von ambitionierten Zielen für Treibhausgasemissionen, Energieeffizienz und erneuerbare Energien. Für die vorliegenden Betrachtungen zum Gastransport wurden die Szenarien erweitert und die Funktion Deutschlands als Transitland von Gas im europäischen Kontext berücksichtigt. Grundlegend ist jedoch festzuhalten, dass die Szenarien zur langfristigen Entwicklung eine deutliche Reduzierung des Primärenergieverbrauchs von Gas in Deutschland bis 2050 aufzeigen. Die durchgeführte Studie betrachtet die Elektrifizierung der technischen Komponenten des deutschen Gasferntransportnetzes inklusive der dort angeschlossenen Untertageerdgasspeicher sowie deren flexiblen Betrieb in einem fluktuierenden erneuerbaren Energiesystem. Die Transportverdichter in den ca. 70 Stationen des Fernleitungsnetzes, die Druckverluste durch Reibung ausgleichen, sowie die Verdichter zum Einspeichern von Gasmengen in die Untertageerdgasspeicher eignen sich im Rahmen der Sektorenkopplung zu Elektrifizieren, da ihr Antrieb grundsätzlich gasbasiert und strombasiert erfolgen kann. Ebenso kann die Vorwärmung des Gases vor dem Entspannen des Gases aus den Speichern oder dem Ferntransportnetz in ein nachgelagertes Netz mit erneuerbarem Strom realisiert werden (Power to Heat). Die infrastrukturellen Auswirkungen der zusätzlichen Stromnachfrage aus dem Gasnetz für das Stromnetz wurden nicht mitbetrachtet. Für die Elektrifizierung der Betriebsmittel im Gasnetz lassen sich folgende Schlussfolgerungen ziehen: - Technisches Potential im Gasnetz vorhanden. - Für die Verdichtung und Vorwärmung von Gas im Gastransport (Fernleitungsnetz) und im Speicherbetrieb ergibt sich momentan ein technisches Potential zur Integration von Strom von ca. 3,8 TWh im Jahr. Durch den erwarteten Rückgang der transportierten Gasmenge und damit Verringerung der benötigten Verdichterleistung und Energieaufwendungen für die Vorwärmung verringert sich dieses Potential bis 2050 signifikant (ca. 2,5 TWh im AMS und ca. 1,6 TWh im KS95). - Bivalente Systeme sind Vorteilhaft, jedoch kostenintensiver. - Die Anwendungen im Gasnetz sind relativ unflexibel und können nur begrenzt in einem fluktuierenden Energiesystem agieren. Ein höherer Flexibilitätsbeitrag kann bei bivalenter Auslegung der technischen Kom-ponenten geleistet werden. Eine bivalente Anlage hält zwei unterschiedlichen Anlagentechnologien vor (sowohl gasbasierter als auch elektrischer Betrieb möglich), was zunächst höhere Investitionen verursacht als nur eine Anlage. Gleichfalls sind auch in der Wartung höhere Kosten zu erwarten, aufgrund z.B. der zusätzlichen Belastungen durch häufiges An- und Abfahren der Anlagen. Deshalb ist diese Anlagenkonfiguration betriebswirtschaftlich momentan häufig nicht darstellbar und zukünftig nur bei entsprechend hohen Flexibilitätsanreizen im Strommarkt. - Die Elektrifizierung der Betriebsmittel führt zu geringen Treibhausgasemissionen, kann jedoch nur einen geringen Beitrag zu den Minderungszielen insgesamt leisten. - Die Treibhausgas (THG) -Emissionen der Sektorkopplungsoptionen hängen vor allem von dem Mix der eingesetzten Kraftwerkstypen zur Stromproduktion ab. Wird der stündliche Eintrag von erneuerbarem Strom in Strommix des Aktuelle-Maßname-Szenario (AMS) unterstellt, kann bis ins Jahr 2050 durch die SKO im Gasnetz im Vergleich zu anderen Maßnahmen kaum CO2 eingespart werden. Durch die inflexible Fahrweise des Gasnetzes wird auch in Zeiten mit hohem Anteil an fossil erzeugtem Strom bezogen. Eine vollständig auf erneuerbarer Energie basierende Stromversorgung, aber auch eine Umstellung des Brenngases auf regenerative Gase würde eine deutlichere THG-Minderung bewirken. - Der Primär- und Endenergiebedarf sinkt beim Einsatz von Elektromotoren zur Gasver-dichtung. - Die Einsparungen liegen bei etwa 3,5 TWh in beiden Szenarien. - Aus volkswirtschaftlicher Sicht ist im Jahr 2050 die strombasierte Verdichtung der gasbasierten vorzuziehen. - Eine volkswirtschaftliche Betrachtung zeigt, dass strombasierten Verdichter leicht günstigere Faktorkosten (Investition, Energiekosten incl. Zertifikatspreise, Betriebskosten) aufweisen als die gasbetriebene Referenztechnik. Dabei handelt es sich jedoch um mittlere Werte, die je nach Standort variieren können. Beispielsweise kann die Lage einer Verdichterstation zur nächsten geeigneten Transformator-Station des Stromnetzes Einfluss auf die Investitionen haben. Außerdem werden in dem vorliegenden Bilanzraum mögliche Mehrkosten für eine zusätzliche Infrastruktur auf Stromseite nicht berücksichtigt. - Die Elektrifizierung der Betriebsmittel führt zu geringeren Umweltkosten. - Die Umweltkosten reduzieren sich beim Einsatz der strombasierten Verdichter im Wesentlichen aufgrund des geringeren Primärenergieeinsatzes beim Gastransport. Hier sind Einsparungen bis zu 255 Mio. âą im Jahr 2050 möglich (KS95). Bei der Gasvorwärmung sind die Beiträge zu energie- und klimapolitischen Zielen wesentlich geringer. Die Elektrifizierung der Betriebsmittel im Gasnetz ist unter der Annahme einer "Kupferplatte" im Stromnetz langfristig sinnvoll, um die Primärenergieeinsparpotentiale und Treibhausgasminderungspotentiale verbunden mit den volkswirtschaftlichen Minderkosten sowie den geringeren Umweltkosten gegenüber der heutigen Nutzung von Gas als Betriebsmittel zu heben. Der Ersatz von Erdgas durch regenerative Gase würde zwar zu ähnlichen Treibhausgasminderungspotentiale führen, aber höhere volkswirtschaftliche Kosten verursachen. Auch in der Übergangszeit und vor dem Hintergrund der Integration der erneuerbaren fluktuierenden Erzeugung sowie der Gewährleistung der Versorgungssicherheit im Gasnetz erscheint der bivalente Betrieb von Betriebseinheiten im Gasnetz aus energetischer Sicht zweckmäßig. Eine relativ rasche Marktdurchdringung bei den elektrisch betriebenen Verdichtern sollte mit einem entsprechenden Anreizprogramm für Energieunternehmen möglich sein. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Analyse der novellierten NEC-Richtlinie bezüglich der erweiterten Anforderungen an die Berichterstattung von Schadstoffemissionen in die Luft(2019) Tebert, Christian; Zimmermann, Till; Coenen, Peter; Institut für Ökologie und Politik; Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek; POPs Environmental Consulting; Deutschland. UmweltbundesamtSeit dem 31. Dezember 2016 ist die neue "NEC"-Richtlinie (2016/2284/EU) "über die Reduktion der nationalen Emissionen bestimmter Luftschadstoffe" in Kraft, die die Richtlinie 2001/81/EG "zu nationalen Emissionshöchstgrenzen" ablöst. Die neue NEC-Richtlinie verpflichtet die EU-Mitgliedstaaten, ab dem Jahr 2030 neue Minderungsziele zu erreichen, die neben den bisher regulierten Luftschadstoffen SO2, NOx, NMVOC und NH3 erstmals auch Ziele für Feinstaub (PM2,5) beinhalten. Auf die Mitgliedstaaten kommen durch die neue Richtlinie deutlich erweiterte Berichtspflichten zu. Erstmals werden sie verpflichtet, Emissionsinventare für Feinstaub, Schwermetalle und POP zu erstellen. Die Inventare müssen Emissionsprojektionen beinhalten. Weiterhin sind Emissionen von großen Punktquellen zu berichten und Emissionsdaten räumlich aufzuschlüsseln. Vor diesem Hintergrund wurden von Ökopol und TNO die Anforderungen der neuen NEC-Richtlinie analysiert und mit dem System der deutschen Emissionsberichterstattung verglichen. Anhand des Vergleichs der Anforderungen der neuen NEC-Richtlinie und der aktuellen Berichterstattung wurde eine Defizitanalyse erstellt. Die Analyse nennt die Bereiche im Berichtsystem, die gestärkt werden müssen. Auf Basis der Defizitanalyse wurden Verbesserungsmaßnahmen benannt, die mit dem Umweltbundesamt diskutiert und priorisiert wurden. In vier prioritären Bereichen (PCB, Schwermetalle, Unsicherheiten, Punktquellen) wurden Arbeiten zur Verbesserung des Inventars durchgeführt. Der Abschlussbericht benennt die methodisch-wissenschaftlichen Grundlagen zur Erfüllung der Richtlinienanforderungen, beschreibt Defizite im aktuellen Berichtsystem und Handlungsoptionen im aktuellen Berichtsystem und dokumentiert die Ergebnisse der Arbeiten zur Verbesserung des Inventars. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Mineral Resource Governance in the 21st Century(UNEP, 2020) Ayuk, Elias T.; Pedro, Antonio M.; Ekins, Paul; Nuss, Philip; United Nations Environment ProgrammeResources, including minerals and metals, underpin the world's economies for almost all sectors, providing crucial raw materials for their industrial processes. Despite efforts to decouple economies from resource use towards a circular economy, demand for extractive resources will continue to grow on the back of emerging economies. The report maps existing international governance frameworks and initiatives which have overlapping subsets that focus on delivering the 2030 Global Agenda for Sustainable Development. In this report, the International Resource Panel (IRP) of the UN Environment Programme highlights that the mining sector, if carefully managed, presents enormous opportunities for advancing sustainable development, particularly in low-income countries. As discussed in Chapter 5, extractive industries place large demands on natural resources such as land and water. Its activities can lead to polluting water resources, biodiversity loss and ecosystem destruction including land degradation and desertification. Therefore, there is a need to look at the dynamic relationships between mining, and land and water. This calls for a systems-thinking approach that accounts for the nexus between resources so as to steer policy efforts towards integrated natural resource management along the mining value chain. The report maps existing international governance frameworks and initiatives which have overlapping subsets that focus on delivering the 2030 Global Agenda for Sustainable Development. It presents the practical actions required to improve the international governance architecture for mining to enhance its contribution towards sustainable development. It calls for a new governance framework for the extractive sector referred to as the "Sustainable Development Licence to Operate" which includes consensus-based principles, policy options and best practices that are compatible with the Sustainable Development Goals and other international policy commitments. Minerals and metals underpin national economies, provide crucial raw materials for industrial activities, and are inputs to almost every sector of the global economy. Demand for extractive resources will continue to grow on the back of emerging economies with expanding and increasingly affluent and urban populations and a global transition towards low-carbon but metal-intensive energy production technologies. This is despite efforts to decouple economies from resource use and towards greater recycling. The frequently severe and enduring environmental impacts of mining highlight the need to carefully balance such activities with stewardship of other valuable natural resources and the environment including ecosystems and biodiversity, and the rights of local people and communities. Decision-making in the extractive sector is shaped by a complex array of governance frameworks and initiatives operating along highly globalized mineral value chains. There is an urgent need to coordinate and reform this governance landscape to address enduring challenges such as commodity price volatility, lack of linkages between mining and other economic sectors, inadequate management of environmental impact, and socio- and geopolitical risks of mining. The report maps over 80 existing international governance frameworks and initiatives which focus on delivering overlapping subsets of the 2030 Global Agenda for Sustainable Development, but do not currently operate in a sufficiently coordinated or integrated manner. In this context, the report calls for a new governance framework for the extractive sector referred to as the "Sustainable Development Licence to Operate" and includes consensusbased principles, policy options and best practices that are compatible with the Sustainable Development Goals and other international policy commitments. The report discusses practical actions to improve the international governance architecture for mining to enhance its contribution towards sustainable development. The proposals include reaching an international consensus regarding the normative content and structure of the Sustainable Development Licence to Operate informed by expert inputs from a "Highlevel Panel on Mining for Sustainable Development". It further considers the creation of an International Mineral Agency to share relevant information and data. Governments could also reach bilateral and plurilateral agreements regarding security of supply of raw materials and resource-driven development. Periodical reporting of progress towards sustainable development could be enabled through a Global "State of the Extractive Sector" review or equivalent process. Quelle: VerlagsinformationVeröffentlichung Raising the EU 2030 GHG emission reduction target(Umweltbundesamt, 2020) Burger, Andreas; Gibis, Claudia; Knoche, Guido; Lünenbürger, Benjamin; Weiß, JanThe political debate on raising EU’s greenhouse gas (GHG) emission reduction target for 2030 from at least 40 percent up to 55 percent or even higher is in full swing. While the European Commission has proposed to reduce emissions by at least 55 percent below 1990 levels, the European Parliament went a step further and adopted a target of 60 percent emissions reductions. This paper intends to enrich ongoing debates on the “how” the EU could commit to a 2030 mitigation objective, with the highest ambition possible as committed to the Paris Agreement.English-language paper with German-language summary: Ausgestaltung des Europäischen Klimaschutzziels 2030 - Handlungsbedarf und Möglichkeiten zur praktischen Umsetzung in den ETS- und Nicht-ETS-Sektoren