Luft: Emissionskataster

Emissionskataster Industrie

Erhebungsmethode

Im Rahmen der Emittentengruppe Industrie werden Emissionen von Anlagen erfasst, die nach der 4. BImSchV [1] genehmigungsbedürftig sind und deren Betreiber nach der 11. BImSchV [2] verpflichtet sind, eine Emissionserklärung abzugeben. Hessenweite Abgaben erfolgten ab dem Jahr 1992 alle zwei Jahre und ab 1996 alle vier Jahre. Von 1979 bis 1990 erfolgte eine jährliche Datenerfassung für Untersuchungsgebiete. Wesentlicher Inhalt der Emissionserklärung sind Angaben zum Standort des Werkes, zu dessen Anlagen und Nebeneinrichtungen, zu den in den Anlagen gehandhabten Stoffen, den emissionsverursachenden Betriebsvorgängen und den daraus resultierenden Emissionen sowie Angaben zu den Quellen, über welche die Emissionen in die Atmosphäre abgeleitet werden.

Für das Jahr 2012 wurden hessenweit von 806 Betreibern Emissionserklärungen für 1.111 Anlagen abgegeben. Wie diese Anlagen über Hessen verteilt sind, ist der nachstehenden Abbildung zu entnehmen.


Abb. 1: Genehmigungsbedürftige Anlagen mit Emissionserklärung (Hessen, 2012)

Die genehmigungsbedürftigen Anlagen werden entsprechend dem Anhang 1 zur 4. BImSchV in die folgenden zehn Bereiche eingeteilt:

Die Emissionsdaten im Teilkataster Industrie beruhen auf den von den Anlagenbetreibern abzugebenden Emissionserklärungen [2], die von der jeweils zuständigen Umweltbehörde entgegengenommen und nach einer Plausibilitätsprüfung auf inhaltliche Richtigkeit und Vollständigkeit geprüft werden. Anschließend werden die Daten an das Hessische Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie weitergeleitet und ausgewertet.

Landesweite, anlagenbezogene Emissionsdaten für die Emittentengruppe Industrie existieren für die Jahre 1992, 1994, 1996, 2000, 2004, 2008 sowie 2012. Die beispielhaften Emissionskarten im Umweltatlas beziehen sich auf das Jahr 2012.

Emittierte Stoffe

Das Emissionskataster Industrie ist dasjenige Teilkataster, das die größte Anzahl verschiedener Stoffe enthält. Die Stoffliste, aus der bei der Emissionserklärung die anzugebenden emittierten Stoffe ausgewählt werden, führt ca. 3.000 Einzelstoffe und Stoffgruppen auf. Im Jahr 2012 enthielt das Teilkataster Industrie 467 von den Betrieben emittierte Stoffe bzw. Stoffgruppen. Von diesen 467 Stoffen sind ca. 60 % den organischen Gasen, ca. 30 % den Stäuben und ca. 10 % den anorganischen Gasen zuzuordnen.

In Tabelle 1 sind die für die letzten drei Bezugsjahre 2004, 2008 und 2012 erhobenen Industrie-Emissionen aufgeführt.

Tab. 1: Jahresemissionen der Industrie (Hessen, 2004, 2008, 2012)

Komponenten
Emission [t/a]
  2004 2008 2012
Anorganische Gase
Kohlendioxid (CO2)

14.013.000

13.271.000

12.263.000

Kohlenmonoxid (CO)

10.318

9.193

6.888

Stickstoffoxide (angegeben als NO2)

15.485

11.637

11.991

Schwefeldioxid (SO2)

3.808

2.925

2.649

Ammoniak (NH3) 1)

86

82

52

Lachgas (N2O)

382

254

251

weitere Gase

451

525

409

Organische Gase
NMVOC 2)

4.169

4.151

3.332

Methan (CH4) 1)

382

453

715

Stäube
Staub und Staubinhaltsstoffe

2.670

2.128

1.970

...davon Feinstaub PM10

1.550

1.183

957

.
1) Emissionen aus Massentierhaltung werden aufgrund von Doppelnennungen in den biogenen und nicht gefassten Quellen nicht im Teilkataster Industrie aufgeführt
2) flüchtige organische Verbindungen ohne Methan, Wert enthält geringe Methananteile
Stand: April 2017

Eine umfassende Aufstellung über Schadstoff-Emissionen der Emittentengruppe Industrie 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 und betreiberbezogen) dargestellt.


Stickstoffoxide

Stoffeigenschaften

Bezüglich der Eigenschaften von Stickstoffmonoxid und -dioxid sei auf den entsprechenden Abschnitt im Text zur Immissionskarte von Stickstoffdioxid verwiesen. Im Emissionskataster werden Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid in der Regel als Stickstoffdioxid angegeben.

Kartenbeschreibung

Anhand der Emissionsbeispiele in Abbildung 2 soll veranschaulicht werden, dass unterschiedliche Darstellungsformen für die Emissionskarten gewählt werden können: Die Stickstoffoxid-Jahresemissionen der Emittentengruppe Industrie sind einerseits auf Rasterebene, andererseits auf Gemeindeebene dargestellt. Die weißen Flächen auf den Karten erklären sich dadurch, dass aus der Emittentengruppe Industrie für das entsprechende Gebiet keine Emissionen vorhanden sind. Bei der Darstellung auf Gemeindeebene werden die Emissionen pro Gemeinde durch die Fläche der jeweiligen Gemeinde geteilt. Die Stickstoffdioxid-Emissionen in Hessen betrugen im Jahr 2012 insgesamt 11.991 t/a.


Abb. 2: Stickstoffoxid-Emissionen (angegeben als NO2) der Industrie 2012 pro Gemeindefläche bzw. pro 1 km x 1 km-Raster in Kilogramm pro km2 und Jahr
Quelle: Kartenausschnitte aus Online-Service Emissionskataster

Die höchsten Stickstoffoxid-Emissionen liefern Kraftwerke, gefolgt von Abfallverbrennungsanlagen und energieintensiven Anlagen wie Zementklinkerwerke und Papierfabriken sowie Bitumenmischanlagen.

Auf eine Auffälligkeit soll hier kurz hingewiesen werden: Die Gemeindekarte weist ein einzelnes Gebiet (Großkrotzenburg in der Nähe von Hanau) mit sehr hohen Stickstoffoxid-Emissionen auf, denn in dieser flächenmäßig kleinen Gemeinde liegt das größte hessische Kohlekraftwerk.

Zeitliche Entwicklung

Die industriellen Stickstoffoxid-Emissionen sind in der Vergangenheit deutlich gesunken, wie man in Abbildung 3 deutlich sehen kann. In den vier früheren Untersuchungsgebieten gingen sie zwischen 1979 und 2012 auf weniger als ein Fünftel der Ausgangsmenge zurück (von 41.400 t/a auf 6.659 t/a). (Anmerkung: Der sprunghafte Anstieg in 1982 ist ein Artefakt, hervorgerufen durch die geänderte Berechnungsgrundlage bei einem maßgeblichen Stickstoffoxid-Emittenten.)


Abb. 3: Stickstoffdioxid-Emissionen (angegeben als NO2) der Industrie in den vier hessischen Untersuchungsgebieten

Hessenweit sind die Emissionen von 1992 bis 2012 fast halbiert worden.

Verantwortlich für den deutlichen Rückgang der Emissionen in den achtziger Jahren sind die im großen Maßstab durchgeführten Maßnahmen zur Rauchgasentstickung bei den Großfeuerungsanlagen. Diese wurden durch die Großfeuerungsanlagenverordnung (13. BImSchV) [3] erforderlich, die im Jahr 1983 verabschiedet, in den folgenden Jahren umgesetzt und nachfolgend weiter verschärft wurde. Weitere emissionsmindernde Maßnahmen erfolgten später aufgrund der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) von 1986 und 2002 [4], in der die Emissionsgrenzwerte weiter verschärft wurden. Die Altanlagensanierung nach der TA Luft 2002 erfolgte im Wesentlichen bis in das Jahr 2007.

NMVOC
(Flüchtige organische Verbindungen ohne Methan)

Stoffeigenschaften

Der Parameter NMVOC setzt sich aus einer Vielzahl verschiedener Stoffe zusammen, die sich oftmals nicht im Einzelnen angeben lassen. Je nach Emittentengruppe ist unterschiedlich viel über seine Zusammensetzung bekannt. Für den NMVOC-Wert der Industrie liegen vergleichsweise viele Informationen vor, da die Betreiber in den Emissionserklärungen nach Stoffen bzw. Stoffgruppen aufgeschlüsselte Angaben machen können. Aufgrund der Änderung der 11. BImSchV im Jahr 2004 sind auch Summenparameter (z. B. Gesamt-C) zugelassen, wodurch die Aufteilung in detaillierte Stoffklassen z. T. nicht mehr aussagekräftig ist.

Da sich hinter den NMVOC-Emissionen völlig unterschiedlich zu bewertende und u. U. auch in geringen Mengen gesundheitsschädigende, teilweise sogar krebserregende Komponenten verbergen, lassen sich zur toxischen Wirkung dieser Summengröße auf den Menschen pauschal keine Aussagen machen; dies kann nur über eine Betrachtung der Einzelstoffe erfolgen. Generell tragen die Kohlenwasserstoffe innerhalb der NMVOC als Ozon-Vorläufersubstanzen zum Problemkreis Sommersmog bei. Außerdem können bestimmte Stoffklassen zum Abbau der Ozonschicht in der Stratosphäre (Ozonloch) oder zur Erwärmung der Atmosphäre (Treibhauseffekt) führen.

Alle sechs Emittentengruppen sind für die Freisetzung flüchtiger organischer Verbindungen verantwortlich. Zu welchen Anteilen die einzelnen Emittentengruppen an der NMVOC-Gesamtemission beteiligt sind, ist dem Text "Ausgewählte Emittentengruppen - Flüchtige organische Verbindungen" zu entnehmen.

Kartenbeschreibung


Abb. 4: NMVOC-Emissionen der Industrie 2012 pro 1 km x 1 km-Raster in Kilogramm pro km2 und Jahr
Quelle: Kartenausschnitte aus Online-Service Emissionskataster

Ein Auszug der Emissionskarte zeigt in Abbildung 4 die NMVOC-Jahresemissionen der Emittentengruppe Industrie, dargestellt auf Rasterebene. Die weißen Flächen auf den Karten bedeuten, dass aus der Emittentengruppe Industrie für das entsprechende Gebiet keine Emissionen vorhanden sind. Im Jahr 2012 lagen diese NMVOC-Emissionen bei insgesamt 3.332 t/a in Hessen.

Im Rhein-Main-Gebiet sind besonders viele der NMVOC emittierenden Anlagen angesiedelt. Die höchsten Emissionen treten bei Oberflächenbehandlungsanlagen, der Reifenherstellung, Eisengießereien und der Papierherstellung auf.

Zeitliche Entwicklung

Die industriellen Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen ohne Methan sind in den vier früheren Untersuchungsgebieten innerhalb der letzten 33 Jahren enorm zurückgegangen (siehe Abbildung 5): die emittierte NMVOC-Menge hat sich auf ein Dreißigstel der Ausgangsmenge von 1979 reduziert.


Abb. 5: NMVOC-Emissionen der Industrie in den vier hessischen Untersuchungsgebieten

Hessenweit sind die NMVOC-Emissionen von 1992 bis 2012 auf gut ein Viertel gesunken.

Die Emissionsabnahme von 1979 bis 1984 in den vier früheren Untersuchungsgebieten ist überwiegend auf die gesunkenen Emissionen im damaligen Untersuchungsgebiet Untermain zurückzuführen. Diese Entwicklung wurde maßgeblich durch Erkenntnisse im Hinblick auf Emissionsvermeidung ausgelöst, die bei den Ende der 70er Jahre erstmals abgegebenen Emissionserklärungen gewonnen wurden. In der Folge wurden wirtschaftlich vorteilhafte Emissionsminderungsmaßnahmen (wie z. B. Lösungsmittelrückgewinnung) umgesetzt und Möglichkeiten zur Einsparung von Rohstoffen genutzt. Der weitere Emissionsrückgang seit Ende der 80er Jahre ist aufgrund der Einführung der Technischen Anleitung Luft (TA Luft) von 1986 und 2002 [4] zu beobachten, welche die Modernisierung von Produktionsverfahren und die Verwendung fortschrittlicherer Abluftreinigungen, z. B. thermische Nachverbrennung zur Folge hatte. Weitere Emissions-Reduzierungen wurden durch den Einsatz von lösemittelärmeren Lacken erreicht.

Feinstaub (PM10)

Stoffeigenschaften

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

Kartenbeschreibung


Abb. 6: Feinstaub (PM10) pro Gemeindefläche bzw. pro 1 km x 1 km-Raster in Kilogramm pro km2 und Jahr
Quelle: Kartenausschnitte aus Online-Service Emissionskataster Hessen

Die Feinstaub-Jahresemissionen der Emittentengruppe Industrie sind in der Abbildung 6 einerseits auf Rasterebene, andererseits auf Gemeindeebene dargestellt. Bei der Darstellung auf Gemeindeebene werden die Emissionen pro Gemeinde durch die Fläche der jeweiligen Gemeinde geteilt. Die weißen Flächen auf den Karten bedeuten, dass aus der Emittentengruppe Industrie für das entsprechende Gebiet keine Emissionen vorhanden sind. Die Emissionen betrugen im Jahr 2012 insgesamt 957 t/a in Hessen.

Feinstaub-Emissionen haben in Hessen sehr unterschiedliche Verursacher. Mit 38 % der PM10-Emissionen haben die weit verbreiteten Brech- und Klassieranlagen den größten Anteil an den hessischen Feinstaub-Emissionen der Industrie. Wenige große Anlagen wie Eisengießereien (14 %), Kohlekraftwerke (11 %), Asphaltmischanlagen (8 %) und die Zement(klinker)-Herstellung (5 %) gehören zu den weiteren Emittenten.

Besondere regionale Schwerpunkte der Feinstaub-Emissionen sind im Main-Kinzig-Kreis und im westlichen Mittelhessen zu finden. Die restlichen PM10-Emissionen sind regional verstreut.

Zeitliche Entwicklung

Zur Emissionsentwicklung von Feinstaub können nur Daten von Staub-Emissionen (Gesamtstaub) herangezogen werden, da diese im Gegensatz zu Feinstaub seit Ende der 70er Jahre für die früheren Untersuchungsgebiete erhoben wurden. Die Staub-Emissionen verzeichneten bis 1992 einen deutlichen Rückgang auf fast ein Fünftel der ersten Erhebung. Bis 2012 reduzierten sich die Staub-Emissionen nochmals auf 25 % gegenüber 1992.


Abb. 7: Staub-Emissionen der Industrie in den vier hessischen Untersuchungsgebieten

Hessenweit sind die Staub-Emissionen von 1992 bis 2012 auf ein gutes Viertel reduziert worden. Diese deutliche Reduzierung ist mit emissionsmindernden Maßnahmen in der Großfeuerungsanlagenverordnung (13. BImSchV) [3] und der TA Luft [4] zu erklären.

In den früheren Jahrzehnten war der PM10-Anteil am Gesamtstaub niedriger als heute. Durch die staubfilternden Maßnahmen wird in erster Linie der Grobstaub herausgefiltert, der Feinstaub wird teilweise weiter emittiert. Bei den industriellen Staubemissionen beträgt der Feinstaubanteil am Gesamtstaub im Jahr 2012 49 %.

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] Elfte Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über Emissionserklärungen – 11. BImSchV) vom 5. März 2007 (BGBl. I S. 289), zuletzt geändert am 9. Januar 2017 (BGBl. I S. 42)

[3] Dreizehnte Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über Großfeuerungs-, Gasturbinen- und Verbrennungsmotoranlagen – 13. BImSchV) vom 2. Mai 2013 (BGBl. I S. 1021, 1023, 3754), geändert am 31. August 2015 (BGBl. I S. 1474)

[4] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft – TA Luft) vom 24. Juli 2002 (GMBl. S. 511)

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© Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie