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Veröffentlichung Systemvergleich speicherbarer Energieträger aus erneuerbaren Energien(Umweltbundesamt, 2020) Liebich, Axel; Fröhlich, Thomas; Münter, Daniel; Institut für Energie- und Umweltforschung; Institut für Technische Thermodynamik (Stuttgart); Joanneum-Research-Forschungsgesellschaft (Graz); Deutschland. Umweltbundesamt; Niederle, WernerIm Zuge der Transformation zu einer treibhausgasneutralen Gesellschaft in der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts wird der Einsatz von synthetischen Energieträgern diskutiert, die auf erneuerbarem Strom oder Biomasse basieren. Dieses Vorhaben bewertet die Umweltwirkungen technischer und logistischer Optionen für die Bereitstellung solcher Energieträger anhand von Umweltwirkungskategorien wie Treibhauspotenzial, Versauerung oder Flächenbedarf. Auf Basis ausgewählter Prozessschritte/Verfahren und deren aktuellen und zukünftigen technischen Daten wurde die Herstellung von fünf Produkten (Fischer-Tropsch-Kraftstoffe, Methanol, synthetisches Erdgas, Biomethan und Wasserstoff) betrachtet. Die Verfügbarkeit erneuerbarer Energiequellen wie Wind oder PV, von Rohstoffen wie Kohlenstoff oder Wasser sowie von Transportrouten nach Deutschland bildeten die Standortfaktoren für Deutschland, Europa und den Mittelmeerraum, mittels derer die Verfahren zu Bereitstellungspfaden für diese Energieträger kombiniert wurden. Mit der Methode der Ökobilanz wurden die Umwelteffekte heute und im Jahr 2050 analysiert sowie Kosten für die Anlagenerrichtung und den Betrieb geschätzt. Demnach weisen synthetische Energieträger aufgrund der Nutzung erneuerbarer Energien in der Regel ein deutlich niedrigeres Treibhauspotenzial als heutige fossile Referenzprodukte auf. Die Herstellung der Stromerzeugungsanlagen und damit verbundene Wirtschaftsprozesse - etwa die Stahl- und die Zementproduktion - können jedoch einen relevanten Beitrag zum Treibhauspotenzial leisten, wenn sie nicht ebenfalls treibhausneutral sind. Gleichzeitig führen vor allem die Herstellung der erforderlichen Anlagen gegenüber der fossilen Referenz zu (mitunter deutlich) erhöhten Belastungen in fast allen anderen Wirkungskategorien, insbesondere im Wasser- und Flächenbedarf. Diese Studie liefert somit auch Hinweise, welche Umweltwirkungen zukünftig weiter reduziert werden müssen. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Detailanalysen zum Systemvergleich speicherbarer Energieträger aus erneuerbaren Energien(Umweltbundesamt, 2020) Liebich, Axel; Fröhlich, Thomas; Münter, Daniel; Institut für Energie- und Umweltforschung; Institut für Technische Thermodynamik (Stuttgart); Joanneum-Research-Forschungsgesellschaft (Graz); Deutschland. Umweltbundesamt; Niederle, WernerIm Zuge der Transformation zu einer treibhausgasneutralen Gesellschaft in der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts wird der Einsatz von synthetischen Energieträgern diskutiert, die auf erneuerbarem Strom oder Biomasse basieren. Dieses Vorhaben bewertet die Umweltwirkungen technischer und logistischer Optionen für die Bereitstellung solcher Energieträger anhand von Umweltwirkungskategorien wie Treibhauspotenzial, Versauerung oder Flächenbedarf. Auf Basis ausgewählter Prozessschritte/Verfahren und deren aktuellen und zukünftigen technischen Daten wurde die Herstellung von fünf Produkten (Fischer-Tropsch-Kraftstoffe, Methanol, synthetisches Erdgas, Biomethan und Wasserstoff) betrachtet. Die Verfügbarkeit erneuerbarer Energiequellen wie Wind oder PV, von Rohstoffen wie Kohlenstoff oder Wasser sowie von Transportrouten nach Deutschland bildeten die Standortfaktoren für Deutschland, Europa und den Mittelmeerraum, mittels derer die Verfahren zu Bereitstellungspfaden für diese Energieträger kombiniert wurden. Mit der Methode der Ökobilanz wurden die Umwelteffekte heute und im Jahr 2050 analysiert sowie Kosten für die Anlagenerrichtung und den Betrieb geschätzt. Demnach weisen synthetische Energieträger aufgrund der Nutzung erneuerbarer Energien in der Regel ein deutlich niedrigeres Treibhauspotenzial als heutige fossile Referenzprodukte auf. Die Herstellung der Stromerzeugungsanlagen und damit verbundene Wirtschaftsprozesse - etwa die Stahl- und die Zementproduktion - können jedoch einen relevanten Beitrag zum Treibhauspotenzial leisten, wenn sie nicht ebenfalls treibhausneutral sind. Gleichzeitig führen vor allem die Herstellung der erforderlichen Anlagen gegenüber der fossilen Referenz zu (mitunter deutlich) erhöhten Belastungen in fast allen anderen Wirkungskategorien, insbesondere im Wasser- und Flächenbedarf. Diese Studie liefert somit auch Hinweise, welche Umweltwirkungen zukünftig weiter reduziert werden müssen. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Daten und Fakten zu Braun- und Steinkohlen(Umweltbundesamt, 2021) Baumgarten, Corinna; Beckers, Rolf; Bretschneider, Wolfgang; Briem, Sebastian; Frauenstein, Jörg; Gibis, Claudia; Gniffke, Patrick; Herbstritt, Caren; Grimm, Sabine; Juhrich, Kristina; Kahrl, Andreas; Kosmol, Jan; Kuhs, Gunter; Langner, Marcel; Lewandrowski, Dmitri; Lünenbürger, Benjamin; Mohaupt, Volker; Pfeiffer, David; Plaß, Dietrich; Plickert, Sebastian; Rechenberg, Jörg; Reißmann, Daniel; Sandau, Fabian; Straff, Wolfgang; Timme, Stephan; Weiß, Jan; Wintermeyer, DirkUm die weitere Ausgestaltung des Kohleausstiegs besteht weiterhin ein hoher Diskussion- und Entscheidungsbedarf. Um diesen gesellschaftlichen Diskussionsprozess zu begleiten, setzt das Umweltbundesamt mit diesem aktualisierten Hintergrundpapier seine Veröffentlichungsreihe "Daten und Fakten zu Braun- und Steinkohlen" fort. Die Publikation beleuchtet die aktuelle und perspektivische Rolle der Kohlen als Energieträger aus energiewirtschaftlicher, umweltpolitischer und ökonomischer Sicht (wie steigende Preise für CO2-Emissionszertifikate). Quelle: https://www.umweltbundesamt.deVeröffentlichung System comparison of storable energy carriers from renewable energies(Umweltbundesamt, 2021) Liebich, Axel; Fröhlich, Thomas; Münter, Daniel; Institut für Energie- und Umweltforschung; Institut für Technische Thermodynamik (Stuttgart); Joanneum-Research-Forschungsgesellschaft (Graz); Deutschland. Umweltbundesamt; Niederle, WernerIn the course of the transformation to a greenhouse gas-neutral society in the second half of the 21st century, the use of synthetic energy carriers based on renewable electricity or biomass is under discussion. This project evaluates the environmental impacts of technical and logistical options for the generation of such energy carriers on the basis of environmental impact categories such as global warming potential, acidification or land use. The production of five products (Fischer-Tropsch fuels, methanol, synthetic natural gas, biomethane and hydrogen) was examined based on various process steps/procedures and their current and future technical data. By using regional factors for Germany, Europe, and the Mediterranean region - like the availability of renewable energy carriers such as wind or PV and of raw materials such as carbon or water as well as transport routes to Germany - these processes were combined to form supply paths for these energy carriers. Using the method of life cycle assessment, the environmental effects were analysed for today and 2050. In addition, the costs for plant construction and operation were estimated. The results show that synthetic energy carriers generally have a significantly lower global warming potential than today's fossil reference products due to the use of renewable energies. However, the production of electricity generation plants and associated economic processes - such as steel and cement production - can still make a relevant contribution to the global warming potential if they are not also greenhouse neutral. At the same time, it is this production of the necessary plants that leads to (sometimes significantly) increased burdens compared with the fossil reference in almost all other impact categories, most notably in terms of water and land use. This study therefore also provides indications of which environmental impacts must be further reduced in the future. Quelle: FroschungsberichtVeröffentlichung Detailed analyses of the system comparison of storable energy carriers from renewable energies(Umweltbundesamt, 2021) Liebich, Axel; Fröhlich, Thomas; Münter, Daniel; Institut für Energie- und Umweltforschung; Institut für Technische Thermodynamik (Stuttgart); Joanneum-Research-Forschungsgesellschaft (Graz); Deutschland. Umweltbundesamt; Niederle, WernerIn the course of the transformation to a greenhouse gas-neutral society in the second half of the 21st century, the use of synthetic energy carriers based on renewable electricity or biomass is under discussion. This project evaluates the environmental impacts of technical and logistical options for the generation of such energy carriers on the basis of environmental impact categories such as global warming potential, acidification or land use. The production of five products (Fischer-Tropsch fuels, methanol, synthetic natural gas, biomethane and hydrogen) was examined on the basis of various process steps/procedures and their current and future technical data. By using regional factors for Germany, Europe and the Mediterranean region - like the availability of renewable energy sources such as wind or PV and of raw materials such as carbon or water as well as transport routes to Germany - these processes were combined to form supply paths for these energy carriers. Using the life cycle assessment method, the environmental effects were analysed for today and 2050. In addition, the costs for plant construction and operation were estimated. As a result, synthetic energy carriers generally have a significantly lower global warming potential than today's fossil reference products due to the use of renewable energies. However, the production of electricity generation plants and associated economic processes - such as steel and cement production - can still make a relevant contribution to the global warming potential if they are not also greenhouse neutral. At the same time, it is this production of the necessary plants that leads to (sometimes significantly) increased burdens compared with the fossil reference in almost all other impact categories, most notably in terms of water and land use. This study therefore also provides indications of which environmental impacts must be further reduced in the future. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Einfluss des CO2-Preises für fossile Energieträger (im EU-ETS und nEHS) auf die Biomassenachfrage(Umweltbundesamt, 2023) Lehnert, Florian; Wenzel, Thomas; Steyer, Nico; DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH; Deutschland. Umweltbundesamt; Hofmeier, Katja; Seven, Jan; Rother, StefanFür das Erreichen der nationalen und europäischen Klimaziele ist es notwendig, dass politische Instrumente implementiert werden, um den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren. Über die dynamische Entwicklung des EU-Emissionshandel (EU-ETS) werden die Emissionen in den Sektoren Energiewirtschaft, Flugverkehr und Industrie langfristig teurer und lagen zuletzt Anfang Januar 2022 bei 85 Euro/t CO2 [1]. Zusätzlich dazu verpflichtet das nationale Emissionshandelssystem (nEHS) alle Inverkehrbringer von Heiz- und Kraftstoffen, die nicht vom EU-ETS erfasst sind, die Kosten für die CO2-Emissionen zu tragen, sodass auch die Sektoren Wärmeerzeugung und Verkehr mit einem CO2-Preis belegt sind. Das vorliegende Gutachten soll daher genau an diesem Punkt wissenschaftlich ansetzen. Es hat zum Ziel, für definierte Fallbeispiele zu beurteilen, wo aus dem Zusammenspiel zwischen dem CO2-Preis des nEHS von 35 Euro/t CO2 (nationalen Emissionshandelssystem) und möglichen Preisvorteilen des Biomasseeinsatz Kostenvorteile entstehen, die einen Energieträger-Switch aus ökonomischen Gründen bewirken. Zu diesem Zweck wird für jedes Fallbeispiel die Kostenstruktur für den Betrieb mit fossilen Brenn- oder Kraftstoffen sowie für deren Umstellung auf biomasse-basierte Energieträger aufgestellt und der Einfluss der CO2-Bepreisung nach dem nEHS untersucht. Im Ergebnis kann ein CO2-Preis bestimmt werden, der zum Kostengleichgewicht zwischen beiden Optionen führt. Das Sachverständigen-Gutachten soll darüber hinaus mögliche Sensitivitäten auf diesen Effekt prüfen. Daher werden im Rahmen der Analysen verschiedene Optionen für die Emissionsbemessung untersucht: - Null-Emissionen (mit Nachhaltigkeitszertifikaten) - realen Emissionen (brennstoffbezogene Emissionen) - RED II-Emissionen Neben der Emissionsbewertung stellen die spezifischen Brennstoffkosten für die Energieträger eine wesentliche Einflussgröße für die Analysen dar. Die Auswirkungen der aktuell (Stand: August 2022) hoch dynamische Energiepreisentwicklung wird abschließend im Rahmen einer Preissensitivitätsanalyse bestimmt. Quelle: Forschungsbericht