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 dann 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.

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. Berichtspflichtig sind rund 230 Betriebe mit einer Feuerungswärmeleistung von mehr als 50 Megawatt (MW).

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.

Kohlendioxid-Emissionen

Wärmekraftwerke und andere Verbrennungsanlagen stoßen erhebliche Mengen des Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) aus. CO2-Emissionen entstehen vor allem bei der Verbrennung fossiler Energieträger. Die Energiewirtschaft ist in PRTR der Hauptverursacher solcher energiebedingter CO2-Emissionen in Deutschland. Der Anteil an den gesamtdeutschen energiebedingten CO2-Emissionen lag 2011 bei 47 Prozent (%) (siehe Broschüre „Übersicht zur Entwicklung der energiebedingten Emissionen und Brennstoffeinsätze in Deutschland 1990 – 2011“). Ihre für das Jahr 2011 dem Umweltbundesamt (UBA) gemeldeten CO2-Emissionen machten zusammen 70 % 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 63 %.

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 2011 meldeten jeweils 147 bis 157 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 meldenden Betriebe“). Die Frachtangaben zu CO2 im PRTR basieren größtenteils auf Berechnungen der Betreiber.

Die TOP 5 mit CO2-Emissionen

Die fünf Standorte mit den im Berichtsjahr 2011 höchsten CO2-Emissionsmengen befinden sich in Nordrhein-Westfalen (NW), Brandenburg (BB) und Sachsen (SN) (siehe Tab. „Kraftwerke mit den höchsten Kohlendioxid-Frachten in Millionen Tonnen pro Jahr“).

Die regionale Verteilung der Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen mit Kohlendioxid-Emissionen im deutschen PRTR 2011

Die Karte „Kohlendioxid-Emissionen aus berichtspflichtigen Kraftwerken 2011“ erfasst alle 147 Betriebe, die im Jahr 2011 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:

  • 83 dieser Betriebe setzten jeweils zwischen 100 und 1.000 Kilotonnen (kt) CO2 frei,
  • 51 dieser Betriebe emittierten zwischen 1.000 und 5.000 kt CO2,
  • elf Betriebe setzten zwischen 5.000 und 20.000 kt CO2 frei
  • und zwei Betriebe sogar mehr als 20.000 kt CO2.
  • Die Abbildung zeigt die Kohlendioxid-Emissionen und Zahl der meldenden Kraftwerksbetriebe für die Jahre 2007 bis 2011.
    Kohlendioxid-Emissionen aus Kraftwerken und Zahl der meldenden Betriebe
    Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF
  • Die Tabelle zeigt eine Auflistung der Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen mit den höchsten Kohlendioxid-Emissionsmengen für die Jahre 2007 bis 2011.
    Tab: Kraftwerke mit den höchsten Kohlendioxid-Frachten in Millionen Tonnen pro Jahr

    Die TOP 5 mit den höchsten Kohlendioxid-Emissionsmengen

    Quelle: Umweltbundesamt Tabelle als PDF
  • Die Karte zeigt die räumliche Verteilung der berichtspflichtigen Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen unter Angabe der jeweiligen Kohlendioxid-Emissionsmengen für das Berichtsjahr 2011.
    Karte: Kohlendioxid-Emissionen aus berichtspflichtigen Kraftwerken 2011
    Quelle: Umweltbundesamt
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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 2011 meldeten jeweils zwischen 144 und 159 Wärmekraftwerke und andere Verbrennungsanlagen Stickstoffoxidemissionsfrachten. Insgesamt sanken die jährlichen NOx-Emissionen in den fünf Jahren leicht um 18.000 Tonnen (t) (siehe Abb. „Stickstoffoxid-Emissionen aus Kraftwerken und Zahl der meldenden Betriebe“). Die Frachtangaben zu NOx im PRTR basieren größtenteils auf Messungen der Betreiber.

Die TOP 5 mit NOx-Luftemissionen

Die fünf Standorte mit den höchsten NOx-Emissionsmengen − ausgehend vom Berichtsjahr 2011 − befinden sich in Sachsen (SN), Nordrhein-Westfalen (NW), Brandenburg (BB) und Sachsen-Anhalt (ST) (siehe Tab. „Kraftwerke mit den höchsten Stickstoffoxid-Frachten in Tonnen pro Jahr“).

Die regionale Verteilung der Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen mit Stickstoffoxid-Luftemissionen im deutschen PRTR 2011

Die Karte „Stickstoffoxid-Emissionen aus berichtspflichtigen Kraftwerken 2011“ erfasst alle Betriebe, die im Jahr 2011 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:

  • 37 Betriebe setzten zwischen 100 und 200 t NOx frei,
  • 37 Betriebe emittierten jeweils zwischen 200 und 500 t NOx,
  • 30 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.
  • Die Abbildung zeigt die Stickstoffoxid-Emissionen und die Zahl der meldenden Kraftwerksbetriebe für die Jahre 2007 bis 2011.
    Stickstoffoxid-Emissionen aus Kraftwerken und Zahl der meldenden Betriebe
    Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF
  • Die Tabelle zeigt eine Auflistung der Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen mit den höchsten Stickstoffoxid-Emissionsmengen für die Jahre 2007 bis 2011.
    Tab: Kraftwerke mit den höchsten Stickstoffoxid-Frachten in Tonnen pro Jahr

    Die TOP 5 mit den höchsten Stickstoffoxid-Emissionsmengen

    Quelle: Umweltbundesamt Tabelle als PDF
  • Die Karte zeigt die räumliche Verteilung der berichtspflichtigen Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen unter Angabe der jeweiligen Stickstoffoxid-Emissionsmengen für das Berichtsjahr 2011.
    Karte: Stickstoffoxid-Emissionen aus berichtspflichtigen Kraftwerken 2011
    Quelle: Umweltbundesamt
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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 2011 meldeten jeweils zwischen 76 und 79 Wärmekraftwerke und andere Verbrennungsanlagen Schwefeloxidemissionsfrachten. Für die Jahre 2007 und 2008 ist der höchste Stand der Gesamtfrachten mit 156 Kilotonnen (kt) respektive 145 kt zu verzeichnen. Im Jahr 2011 stieg die Schwefeldioxid-Gesamtfracht im Vergleich zu den Jahren 2009 und 2010 mit jeweils 133 kt wieder leicht um 3 kt (siehe Abb. “Schwefeloxid-Emissionen aus Kraftwerken und Zahl der meldenden Betriebe“). Die Frachtangaben zu SOx im PRTR basieren größtenteils auf Messungen der Betreiber.

Die TOP 5 mit SOx-Luftemissionen

Die fünf Standorte mit den höchsten SOx-Emissionsmengen − ausgehend vom Berichtsjahr 2011 − befinden sich in Brandenburg (BB), Sachsen (SN) und Nordrhein-Westfalen (NW) (siehe Tab. „Kraftwerke mit den höchsten Schwefeloxid-Frachten in Tonnen pro Jahr“).

Die regionale Verteilung der Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen mit Schwefeloxid-Luftemissionen im deutschen PRTR 2011

Die Karte „Schwefeloxid-Emissionen aus berichtspflichtigen Kraftwerken 2011“ erfasst alle Betriebe, die im Jahr 2011 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:

  • 26 Betriebe setzten zwischen 150 und 500 t SOx frei,
  • 19 Betriebe emittierten jeweils zwischen 500 und 1.000 t SOx,
  • 29 Betriebe setzten zwischen 1.000 und 10.000 t SOx frei und
  • drei Betriebe meldeten eine Freisetzung von mehr als 10.000 t SOx.
  • Die Abbildung zeigt die Schwefeloxid-Emissionen und die Zahl der meldenden Kraftwerksbetriebe für die Jahre 2007 bis 2011.
    Schwefeloxid-Emissionen aus Kraftwerken und Zahl der meldenden Betriebe
    Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF
  • Die Tabelle zeigt eine Auflistung der Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen mit den höchsten Schwefeloxid-Emissionsmengen für die Jahre 2007 bis 2011.
    Tab: Kraftwerke mit den höchsten Schwefeloxid-Frachten in Tonnen pro Jahr

    Die TOP 5 mit den höchsten Schwefeloxid-Emissionsmengen

    Quelle: Umweltbundesamt Tabelle als PDF
  • Die Karte zeigt die räumliche Verteilung der berichtspflichtigen Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen unter Angabe der jeweiligen Schwefeloxid-Emissionsmengen für das Berichtsjahr 2011.
    Karte: Schwefeloxid-Emissionen aus berichtspflichtigen Kraftwerken 2011
    Quelle: Umweltbundesamt
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Quecksilber-Emissionen

Das zur Gruppe der Schwermetalle gehörende Quecksilber (Hg) 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 fünf Jahren von 2007 bis 2011 zwischen 49 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. Im Jahr 2011 ist der niedrigste Stand der berichteten Gesamtfrachten im Betrachtungszeitraum zu verzeichnen. Im Vergleich zu 2007 sank die Quecksilber-Gesamtfracht um 540 kg (siehe Abb. „Quecksilber-Luftemissionen aus Kraftwerken und Zahl der meldenden Betriebe“).

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

Die TOP 5 mit Hg-Luftemissionen

Die fünf Standorte mit dem im Berichtsjahr 2011 höchsten Quecksilberausstoß in die Luft befinden sich in Sachsen (SN), Nordrhein-Westfalen (NW), Brandenburg (BB) und Sachsen-Anhalt (ST) (siehe Tab. „Kraftwerke mit den höchsten Quecksilber-Frachten in Kilogramm pro Jahr“).

Die regionale Verteilung der Kraftwerke mit Quecksilber-Luftemissionen im deutschen PRTR 2011

Die Karte „Quecksilber-Emissionen aus berichtspflichtigen Kraftwerken 2011“ erfasst die 52 Betriebe, die nach eigenen Angaben im Jahr 2011 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:

  • 14 Betriebe setzten zwischen 10 und 20 kg Hg frei,
  • 26 Betriebe emittierten zwischen 20 und 100 kg Hg,
  • zehn Betriebe setzten zwischen 100 und 500 kg Hg
  • und zwei Betriebe sogar mehr als 500 kg Hg frei.
  • Die Abbildung zeigt die Quecksilber-Luftemissionen und die Zahl der meldenden Kraftwerksbetriebe für die Jahre 2007 bis 2011.
    Quecksilber-Luftemissionen aus Kraftwerken und Zahl der meldenden Betriebe
    Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF
  • Die Tabelle zeigt eine Auflistung der Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen mit den höchsten Quecksilber-Emissionsmengen für die Jahre 2007 bis 2011.
    Tab: Kraftwerke mit den höchsten Quecksilber-Frachten in Kilogramm pro Jahr

    Die TOP 5 mit den höchsten Quecksilber-Luftemissionsmengen

    Quelle: Umweltbundesamt Tabelle als PDF
  • Die Karte zeigt die räumliche Verteilung der berichtspflichtigen Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen unter Angabe der jeweiligen Quecksilber-Emissionsmengen für das Berichtsjahr 2011.
    Karte: Quecksilber-Emissionen aus berichtspflichtigen Kraftwerken 2011
    Quelle: Umweltbundesamt
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