Luft: Emissionskataster

Emissionskataster Gebäudeheizung

Erhebungsmethode

Bei der Erhebung zur Emittentengruppe Gebäudeheizung werden die Emissionen aus Feuerungsanlagen erfasst, für die keine immissionsschutzrechtliche Genehmigung nach der 4. BImSchV [1] benötigt wird. Dabei werden folgende Anlagen einbezogen:

Die Ermittlung der von der Gebäudeheizung ausgehenden Emissionen erfolgt in zwei Arbeitsschritten. Zunächst wird der Endenergieeinsatz für die Sektoren private Haushalte sowie sonstige Verbraucher bestimmt und nach einzelnen Energieträgern differenziert. In die Berechnungen geht eine Reihe statistischer Daten ein; hierzu gehören u. a. Strukturgrößen wie Gebäudegröße, Einwohnerzahl, Beheizungsart und die Mengenangaben zu den Energieträgern. In Hessen ergab die Erhebung für das Jahr 2012 die in der Tabelle 1 zusammengestellten Anteile der Gebäudeheizungs-Energieträger am Endenergieeinsatz; Heizöl und Erdgas stellen danach die dominierenden Energieträger dar.

Tab. 1: Endenergieeinsatz nach Energieträgern (Hessen, 2012)

Energieträger
Anteil in Prozent [%]
Erdgas
36,1
Heizö
23,4
Strom
28,2 1)
Fernwärme
4,8
Festbrennstoffe (Steinkohle, Braunkohle, Holz)
7,5 2) 
 
1) enthält alle Elektrogeräte, neben Heizungen auch z. B. Klimageräte, Leuchtmittel, Kochen
2) enthält einen geringen Anteil erneuerbare Energieträger wie z. B. Solarthermie

In einem zweiten Arbeitsschritt werden die Emissionen, die durch den Einsatz der Brennstoffe Heizöl, Gas, Kohle und Holz in Feuerungsanlagen entstehen, aus dem Endenergieeinsatz mittels energieträgerspezifischer Emissionsfaktoren errechnet. Die Emissionen der Energieträger Strom und Fernwärme sind dabei den jeweiligen Kraft- und Heizwerken zugeordnet; soweit die betreffenden Feuerungsanlagen genehmigungsbedürftig sind, sind sie in der Emittentengruppe Industrie berücksichtigt worden.

Landesweite Emissionsdaten für die Emittentengruppe Gebäudeheizung liegen für die Jahre 1994, 2000, 2006 und 2012 vor. Bei den Erhebungen wurden die Emissionen auf Gemeindeebene ermittelt. Die Emissionskarte im Umweltatlas bezieht sich auf das Jahr 2012.

Emittierte Stoffe

Im Teilkataster Gebäudeheizung werden Emissionen von anorganischen und organischen Gasen sowie von Stäuben erfasst. Die Emissionsdaten für die Bezugsjahre 1994, 2000, 2006 und 2012 sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Der NMVOC-Emissionswert stellt einen Summenwert dar, der stofflich nicht weiter untergliedert ist. Der erhobene Wert für Stäube setzt sich zusammen aus den emittierten Mengen an Staub, staubförmigen organischen Komponenten (abhängig vom Erhebungsjahr) und Schwermetallen.

Tab. 2: Jahresemissionen der Gebäudeheizung in Hessen (1994, 2000, 2006 und 2012)

Komponenten
Emission [t/a]
  1994 2000 2006 2012
Anorganische Gase
Kohlendioxid (CO2)
19.752.000
18.450.000
17.081.000
13.291.000
Kohlenmonoxid (CO)
53.466
52.669
25.577
56.648
Stickstoffoxide (angegeben als NO2)
14.338
12.523
10.884
7.136
Schwefeldioxid (SO2)
16.034
10.483
7.350
1.921
Lachgas (N2O)
147
143
135
107
gasförmige Fluor- und Chlorverbindungen
81
38
37
20
Organische Gase
NMVOC 1)
6.043
4.299
1.901
2.520
Methan (CH4)
1.003
1.408
1.032
1.976
Stäube
Staub und Staubinhaltsstoffe
2.956 2)
1.151 2)
913 2)
1.987
...davon Feinstaub PM10
2.685
1.079
894
1.930
.
1) flüchtige organische Verbindungen ohne Methan
2) Unsicherheit des Emissionswerts, siehe auch Text

An dieser Stelle soll die Fußnote zum Staub-Emissionswert kurz erläutert werden. Ein im Jahr 2003 erschienenes Gutachten [2] über Staub-Emissionen der Emittentengruppe Gebäudeheizung in Deutschland weist einen bundesweiten Holzbrennstoff-Anteil am Endenergieeinsatz aus, der deutlich über dem in der hessischen Erhebung angenommenen Wert liegt. Ein Quellenstudium, welches im Rahmen der Erhebung für das Bezugsjahr 2012 erfolgte, bestätigte diese Erkenntnisse. Aus den Statistischen Berichten des Hessischen Statistischen Landesamtes, genannt sei hier exemplarisch die Hessische Energiebilanz 2012, lässt sich ableiten, dass in den früheren Erhebungen der Anteil der Festbrennstoffe nicht in der richtigen Relation erfasst wurde. Der Brennstoff Holz wurde zum Teil deutlich unterschätzt, die fossilen Brennstoffe Braun- und Steinkohle mehr oder weniger stark überschätzt. Durch Änderungen in der Erhebungsmethodik sowie bei den Emissionsfaktoren sind die Emissionen rückwirkend schwierig und nur unvollständig zu ermitteln. Je nach Stoff ergeben sich deutliche Unterschiede. Staubemissionen wurden 1994 und 2000 über- und 2006 unterschätzt. Kohlenmonoxid ist im Jahr 2006, die organischen Komponenten sind in den Jahren 2000 und 2006 höher als in der Tabelle angegeben. Bei den anderen Stoffen ergeben sich eher geringe Unterschiede.

Obwohl Kohle und Holz – wie bereits oben erwähnt – nur einen Anteil von wenigen Prozenten an der Gebäudeheizungs-Energiebilanz haben, geht bei manchen Schadstoffen ein Großteil der Emissionen auf den Einsatz von Festbrennstoffen (und dabei insbesondere auf Holz) zurück; dies gilt beispielsweise für Kohlenmonoxid, NMVOC und Methan, Benz(a)pyren oder Staub.

Grundsätzlich gilt, dass die Emissionen seit der ersten landesweiten Erhebung im Jahr 1994 mehr oder weniger deutlich zurückgegangen sind. Ausnahmen bilden die in den Feststoffheizungen durch die Brennstoffe Holz und Kohle entstehenden Stoffe Kohlenmonoxid, Stäube und Methan, welche nach Minderungen wieder ansteigen.

Eine umfassende Aufstellung über Schadstoff-Emissionen der Emittentengruppe Gebäudeheizung erfolgt im Online-Service Emissionskataster Hessen. Hier werden die Schadstoffe sowohl tabellarisch als auch in einer Karte dynamisch auf verschiedenen Ebenen (Hessen, Kreis, Gemeinde, 1 km2) dargestellt.

Stickstoffoxide

Stoffeigenschaften

Bezüglich der Eigenschaften von Stickstoffmonoxid und -dioxid wird auf den entsprechenden Abschnitt im Text zur Immissionskarte von Stickstoffdioxid verwiesen.

Kartenbeschreibung

Die Emissionskarten in Abbildung 1 zeigen die Stickstoffoxid-Jahresemissionen der Emittentengruppe Gebäudeheizung. Zum einen wird eine gemeindebezogene Darstellung gewählt, zum anderen sind die Emissionen als Rasterkarte dargestellt. Bei der Darstellung auf Rasterebene wurden die auf Gemeindeebene erhobenen Emissionswerte auf ausgewählte bebaute Flächen (z. B. Wohnbebauung, gemischte Bebauung) umgelegt. Im Jahr 2012 lagen die Emissionen bei insgesamt 7.136 t/a in Hessen.


Abb. 1: Stickstoffoxid-Emissionen (angegeben als NO2) der Gebäudeheizung 2012 pro Gemeindefläche bzw. pro 1 km x 1 km-Raster in Kilogramm pro km2 und Jahr
Quelle: Kartenausschnitte aus Online-Service Emissionskataster

Insgesamt lässt sich sagen, dass die Emissionsdaten in erster Linie die jeweilige Bevölkerungsdichte widerspiegeln. Dementsprechend werden die höchsten Emissionswerte in den größeren Städten (gemeindebezogen) bzw. in den Siedlungsschwerpunkten (rasterbezogen) erreicht.

Etwa 80 % der Stickstoffoxid-Emissionen im Gebäudeheizungsbereich resultieren aus der Verbrennung von Heizöl und Gas.

Zeitliche Entwicklung

Der NOx-Ausstoß der Emittentengruppe Gebäudeheizung hat sich in den letzten Jahrzehnten nicht so deutlich wie beim Stoff Schwefeldioxid verändert. Zwischen 1994 (erste landesweite Erhebung) und 2012 hat er in Hessen um ca. 50 % abgenommen. Vergleicht man die Daten der Anfang der 80er Jahre erhobenen Untersuchungsgebiete mit entsprechend berechneten aktuellen Daten von 2012, beträgt der Rückgang ca. 60 %; wegen methodischer Änderungen ist diese Information nur bedingt aussagekräftig, die Entwicklung ist jedoch eindeutig zu erkennen. Der Rückgang ist hauptsächlich auf den insgesamt gesunkenen Energieeinsatz zurückzuführen, bedingt durch Energiesparmaßnahmen wie Wärmedämmung oder Modernisierung von Heizanlagen.

Feinstaub PM10

Stoffeigenschaften

Bezüglich der Eigenschaften von Feinstaub PM10 wird auf den entsprechenden Abschnitt im Text zur Immissionskarte von Feinstaub PM10 verwiesen.

Kartenbeschreibung

Die Emissionskarte in Abbildung 2 zeigt die Feinstaub (PM10)-Jahresemissionen der Emittentengruppe Gebäudeheizung. Die Emissionen sind als Rasterkarte dargestellt, hierzu wurden die auf Gemeindeebene erhobenen Emissionswerte auf ausgewählte bebaute Flächen (z. B. Wohnbebauung, gemischte Bebauung) umgelegt. Im Jahr 2012 lagen die Emissionen bei insgesamt 1.930 t/a in Hessen.


Abb. 2: Feinstaub (PM10)-Emissionen der Gebäudeheizung 2012 pro 1 km x 1 km-Raster in Kilogramm pro km2 und Jahr
Quelle: Kartenausschnitte aus Online-Service Emissionskataster

Wie bei den Stickstoffoxid-Emissionen (Abb. 1) sind auch bei den Feinstaub (PM10)-Emissionen in Abb. 2 die Siedlungsschwerpunkte zu erkennen. Außerhalb der Ballungsräume im Rhein-Main-Gebiet und in Kassel fallen die vielen, über das ganze Bundesland Hessen verteilten Rasterflächen mit erhöhten Feinstaub (PM10)-Emissionen auf. Dies ist auf den vermehrten Festbrennstoffeinsatz, vor allem von Holz, im ländlichen Raum zurückzuführen.

Über 90 % der Feinstaub (PM10)-Emissionen im Gebäudeheizungsbereich resultieren aus der Verbrennung von Holz; Heizöl und Gas mit zusammen ca. 4 % und Kohlenbrennstoffe mit ca. 3 % Emissionsanteil steuern eine nur geringe Masse bei.

Zeitliche Entwicklung

Wegen den im Unterkapitel Emittierte Stoffe beschriebenen Unsicherheiten bei den Festbrennstoffen kann hier momentan nur der grobe Trend angegeben werden. Nach Minderungen in den Erhebungsjahren 2000 und 2006 steigen die Feinstaub (PM10)-Emissionen wieder an; diese Entwicklung ist auf den vermehrten Einsatz von Holz als Brennstoff in den letzten Jahren zurückzuführen.

Literatur

[[1] Vierte Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen – 4. BImSchV) vom 2. Mai 2013 (BGBl. I S. 973, 3756), zuletzt geändert am 9. Januar 2017 (BGBl. I S. 42)

[2] Struschka, M. et al.: Ermittlung und Evaluierung der Feinstaubemissionen aus Kleinfeuerungsanlagen im Bereich der Haushalte und Kleinverbraucher sowie Ableitung von geeigneten Maßnahmen zur Emissionsminderung, Umweltbundesamt (Hrsg.), Texte 41/03, Berlin (2003)

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