Emissionen von Wärmekraftwerken und anderen Verbrennungsanlagen

Deutschland verpflichtete sich mit der Zeichnung des PRTR-Protokolls 2003 dazu, ein Register über Schadstofffreisetzungen und -transporte aufzubauen. Hierzu berichten viele Industriebetriebe jährlich dem UBA über Schadstoffemissionen und die Verbringung von Abwässern und Abfällen. Das UBA bereitet diese Daten in einer Datenbank für Bürgerinnen und Bürger auf.

Umweltbelastende Emissionen aus Wärmekraftwerken und anderen Verbrennungsanlagen

Wärmekraftwerke und andere Verbrennungsanlagen, die mit fossilen Brennstoffen (insbesondere Steinkohle, Braunkohle, Erdgas) oder biogenen Brennstoffen betrieben werden, sind bedeutende Verursacher von umweltbelastenden Emissionen. Sie sind verantwortlich für einen erheblichen Teil des Ausstoßes an Kohlendioxid (CO2), Stickstoffoxiden (NOx) und Schwefeloxiden (SOx). Die Kohleverbrennung ist zudem die wichtigste Emissionsquelle für das Schwermetall Quecksilber (Hg).

Industriebetriebe müssen daher jährlich dem Umweltbundesamt (UBA) über ihre Emissionen in Luft, Wasser und Boden berichten, als auch darüber, wie viele Schadstoffe sie in externe Abwasserbehandlungsanlagen weiterleiten und wie viele gefährliche Abfälle sie entsorgen. Die Betriebe müssen nicht über jeden Ausstoß und jede Entsorgung berichten, sondern nur dann, wenn der Schadstoffausstoß einen bestimmten Schwellenwert oder der Abfall eine gewisse Mengenschwelle überschreitet. In diesem Artikel werden Wärmekraftwerke und andere Verbrennungsanlagen mit einer Feuerungswärmeleistung von über 50 Megawatt (MW), die eine Tätigkeit nach Nummer 1.c) der europäischen PRTR-Verordnung ausüben, betrachtet.

Steinkohlekraftwerk
Kohlekraftwerke stoßen besonders viele Treibhausgase aus.
Quelle: KorayErsin / Fotolia.com

Das Schadstofffreisetzungs- und -verbringungsregister (PRTR) in Deutschland

Das Umweltbundesamt (UBA) sammelt die von Industriebetrieben gemeldeten Daten in einer Datenbank: dem Schadstofffreisetzungs- und -verbringungsregister PRTR (Pollutant Release and Transfer Register). Das UBA leitet die Daten dann an die Europäische Kommission weiter und macht sie im Internet unter der Adresse www.thru.de der Öffentlichkeit frei zugänglich.

Es gibt drei Rechtsgrundlagen für die PRTR-Berichterstattung:

Erfasst werden im PRTR industrielle Tätigkeiten in insgesamt neun Sektoren. Einer davon ist der Energiesektor, zu dem die hier dargestellten Wärmekraftwerke und andere Verbrennungsanlagen gehören. Für das aktuelle Berichtsjahr 2013 sind in Deutschland insgesamt 166 Betriebe mit einer Feuerungswärmeleistung von mehr als 50 Megawatt (MW) und mit Luftemissionen nach PRTR berichtspflichtig (siehe Karte „Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken im Jahr 2013“).

Die Aussagekraft des PRTR ist jedoch begrenzt. Drei Beispiele:

  • Energieerzeuger müssen nicht über den eingesetzten Brennstoff informieren; die PRTR-Daten lassen sich also nicht etwa nach Braun- oder Steinkohle aufschlüsseln.
  • Unternehmen berichten nicht über Kohlendioxid (CO2)- oder Schadstoffemissionen einer einzelnen Industrieanlage oder eines Kessels, sondern über die Gesamtheit aller Anlagen einer „Betriebseinrichtung“. Unter einer Betriebseinrichtung versteht man eine oder mehrere Anlagen am gleichen Standort, die von einer natürlichen oder juristischen Person betrieben werden.
  • Das PRTR gibt Auskunft über die Emissionsmengen der einzelnen Betriebsstandorte. Es macht aber keine Angaben zu den Kapazitäten, zur Effizienz oder zu Umweltstandards von Betrieben.
Die Karte zeigt die räumliche Verteilung aller PRTR-berichtspflichtigen Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen mit Luftemissionen für das Berichtsjahr 2013.
Karte: Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken im Jahr 2013
Quelle: Umweltbundesamt Karte als PDF

Kohlendioxid-Emissionen

Kohlendioxid-Emissionen (im Folgenden nur CO2-Emissionen genannt) entstehen vor allem bei der Verbrennung fossiler Energieträger. Somit gehören Wärmekraftwerke und andere Verbrennungsanlagen zu den großen Quellen dieses Treibhausgases. Dies ist auch im PRTR erkennbar. Die Energiewirtschaft ist der Hauptverursacher solcher energiebedingter CO2-Emissionen in Deutschland. Der Anteil an den gesamtdeutschen energiebedingten CO2-Emissionen lag 2013 bei 46 Prozent (%) (siehe Broschüre „Übersicht zur Entwicklung der energiebedingten Emissionen und Brennstoffeinsätze in Deutschland 1990 – 2014“). Die für das Jahr 2013 dem Umweltbundesamt (UBA) aus der Energiewirtschaft gemeldeten CO2-Emissionen machten zusammen 75 % der gesamten CO2-Emissionen im Schadstofffreisetzungs- und -verbringungsregister (PRTR) aus. Der Anteil der Betriebe mit einer Feuerungswärmeleistung von mehr als 50 Megawatt (MW) betrug dabei 68 %.

Nicht jeder Betreiber muss CO2-Emissionen melden. Für die Freisetzung von CO2 in die Luft gilt im PRTR ein Schwellenwert von 100.000 Tonnen pro Jahr (t/Jahr). Erst wenn ein Betrieb diesen Wert überschreitet, muss er dem Umweltbundesamt die CO2-Emissionsfracht melden.

In den Jahren 2007 bis 2013 meldeten zwischen 149 und 155 Betreiber von Wärmekraftwerken und andere Verbrennungsanlagen CO2-Emissionen an das PRTR. Das Jahr 2009 fiel in der Zeitreihe hinsichtlich der freigesetzten Mengen heraus, da in diesem Jahr aufgrund der Wirtschaftskrise und der daraus folgenden geringeren Nachfrage nach Strom und Wärme weniger Brennstoffe in den Anlagen eingesetzt wurden. Der geringe Anstieg der Emissionsfrachten von 2009 auf 2010 ist der langsamen wirtschaftlichen Erholung geschuldet (siehe Abb. „Kohlendioxid-Emissionen aus Kraftwerken und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke“). Die Frachtangaben zu CO2 im PRTR basieren größtenteils auf Berechnungen der Betreiber.

Die regionale Verteilung der Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen mit Kohlendioxid-Emissionen im deutschen PRTR 2013

Die Karte „Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Kohlendioxid-Emissionen 2013“ erfasst alle 149 Betriebe, die im Jahr 2013 mehr als 100.000 Tonnen Kohlendioxid (CO2) in die Luft freisetzten. Die Signaturen in der Karte zeigen die Größenordnung der jeweils vom Betrieb freigesetzten CO2 -Menge:

  • 90 dieser Betriebe setzten jeweils zwischen 100 und 1.000 Kilotonnen (kt) CO2 frei,
  • 47 dieser Betriebe emittierten zwischen 1.000 und 5.000 kt CO2,
  • neun Betriebe setzten zwischen 5.000 und 20.000 kt CO2 frei
  • und drei Betriebe sogar mehr als 20.000 kt CO2.
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Stickstoffoxid-Emissionen

Stickstoffoxide (Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid, gerechnet als Stickstoffdioxid und abgekürzt mit NOx) schädigen die Gesundheit von Mensch, Tier und Vegetation in vielfacher Weise. Im Vordergrund steht die stark oxidierende Wirkung von Stickstoffdioxid (NO2). Außerdem tragen einige Stickstoffoxide als Vorläuferstoffe zur Bildung von bodennahem Ozon und sekundärem Feinstaub bei, wirken überdüngend und versauernd und schädigen dadurch auch mittelbar die Vegetation und den Boden. Für NOx-Emissionen in die Luft beträgt der Schwellenwert des Schadstofffreisetzungs- und -verbringungsregisters (PRTR) 100.000 Kilogramm pro Jahr (kg/Jahr).

In den Jahren von 2007 bis 2013 ging die Anzahl Stickstoffoxidemissionen meldender Betriebe von 157 auf 138 Wärmekraftwerke und andere Verbrennungsanlagen zurück. Auch die jährlichen NOx-Emissionen sanken vorerst in den Jahren 2007 bis 2011 um bis zu 19.000 Tonnen (t), seit 2012 ist jedoch ein leichter Anstieg zu beobachten (siehe Abb. „Stickstoffoxid-Emissionen aus Kraftwerken und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke“). Die Frachtangaben zu NOx im PRTR basieren größtenteils auf Messungen der Betreiber.

Die regionale Verteilung der Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen mit Stickstoffoxid-Luftemissionen im deutschen PRTR 2013

Die Karte „Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Stickstoffoxid-Emissionen 2013“ erfasst alle 138 Betriebe, die im Jahr 2013 mehr als 100 t Stickstoffoxid (t NOx) in die Luft freisetzten. Die Signaturen in der Karte zeigen die jeweilige Größenordnung der vom Betrieb in die Luft freigesetzten Stickstoffoxid-Mengen:

  • 43 Betriebe setzten zwischen 100 und 200 t NOx frei,
  • 30 Betriebe emittierten jeweils zwischen 200 und 500 t NOx,
  • 25 Betriebe emittierten zwischen 500 und 1.000 t NOx,
  • die beachtliche Anzahl von 35 Betrieben stießen zwischen 1.000 und 10.000 t NOx aus und
  • fünf Betriebe meldeten eine Freisetzung von mehr als 10.000 t NOx.
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Schwefeloxid-Emissionen

Schwefeloxide (wie zum Beispiel SO2, im Folgenden nur SOx genannt) entstehen überwiegend bei Verbrennungsvorgängen fossiler Energieträger wie zum Beispiel Kohle. Schwefeloxide können Schleimhäute und Augen reizen und Atemwegsprobleme verursachen. Sie können zudem aufgrund von Ablagerung in Ökosystemen eine Versauerung von Böden und Gewässern bewirken. Der Schwellenwert des Schadstofffreisetzungs- und -verbringungsregisters (PRTR) für SOx-Emissionen in die Luft beträgt 150.000 Kilogramm pro Jahr (kg/Jahr).

In den Jahren von 2007 bis 2013 meldeten jeweils zwischen 75 und 80 Wärmekraftwerke und andere Verbrennungsanlagen Schwefeloxidemissionsfrachten. Für die Jahre 2007 und 2013 ist der höchste Stand der Gesamtfrachten mit 157 Kilotonnen (kt) respektive 156 kt zu verzeichnen. Seit dem Jahr 2011 stieg die Schwefeldioxid-Gesamtfracht um 23 kt auf 156 kt im Jahr 2013 an (siehe Abb. “Schwefeloxid-Emissionen aus Kraftwerken und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke“). Die Frachtangaben zu SOx im PRTR basieren größtenteils auf Messungen der Betreiber.

Die regionale Verteilung der Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen mit Schwefeloxid-Emissionen im deutschen PRTR 2013

Die Karte „Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Schwefeloxid-Emissionen 2013“ erfasst alle 75 Betriebe, die im Jahr 2013 mehr als 150 Tonnen Schwefeloxid (t SOx) in die Luft freisetzten. Die Signaturen in der Karte zeigen die jeweilige Größenordnung der vom Betrieb in die Luft freigesetzten Schwefeloxid-Mengen:

  • 20 Betriebe setzten zwischen 150 und 500 t SOx frei,
  • 21 Betriebe emittierten jeweils zwischen 500 und 1.000 t SOx,
  • 30 Betriebe setzten zwischen 1.000 und 10.000 t SOx frei und
  • vier Betriebe meldeten eine Freisetzung von mehr als 10.000 t SOx.
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Quecksilber-Emissionen

Das zur Gruppe der Schwermetalle gehörende Quecksilber (im Folgenden nur Hg genannt) wird hauptsächlich frei, wenn Energieerzeuger fossile Brennstoffe wie Kohle für die Energieerzeugung verbrennen. Quecksilber und seine Verbindungen sind für Lebewesen teilweise sehr giftig. Die stärkste Giftwirkung geht von Methylquecksilber aus. Diese Verbindung reichert sich besonders in Fischen und Schalentieren an und gelangt so auch in unsere Nahrungskette.

Die Zahl der Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen, die Hg-Emissionen in die Luft an das Schadstofffreisetzungs- und -verbringungsregister (PRTR) meldeten, pendelte in den sieben Jahren von 2007 bis 2013 zwischen 48 und 55. So muss ein Betreiber nur dann darüber berichten, wenn er mehr als 10 Kilogramm Quecksilber pro Jahr (kg/Jahr) in die Luft emittiert. Im Jahr 2009 gingen die Emissionen aufgrund der gesunkenen Nachfrage nach Strom und Wärme zurück. Der Anstieg der Emissionsfrachten von 2009 auf 2010 ist der wirtschaftlichen Erholung geschuldet (siehe Abb. „Quecksilber-Luftemissionen aus Kraftwerken und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke“).

Ein Teil der Betreiber ermittelt die Hg-Luftemissionen über Messungen, ein Teil über Berechnungen.

Die regionale Verteilung der Kraftwerke mit Quecksilber-Luftemissionen im deutschen PRTR 2013

Die Karte „Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Quecksilber-Luftemissionen 2013“ erfasst die 51 Betriebe, die nach eigenen Angaben im Jahr 2013 mehr als 10 Kilogramm Quecksilber (kg Hg) in die Luft freisetzten. Die Signaturen in der Karte zeigen die jeweilige Größenordnung der vom Betrieb in die Luft freigesetzten Menge an Quecksilber:

  • 8 Betriebe setzten zwischen 10 und 20 kg Hg frei,
  • 32 Betriebe emittierten zwischen 20 und 100 kg Hg,
  • neun Betriebe setzten zwischen 100 und 500 kg Hg
  • und zwei Betriebe sogar mehr als 500 kg Hg frei.
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