Stickstoffoxid-Emissionen

Stickstoffoxide entstehen haupts?chlich bei Verbrennungsprozessen in Anlagen und Motoren. Geringe Emissionen entstehen auch in bestimmten Industrieprozessen und in der Landwirtschaft. Trotz erheblicher Reduzierungen sind weitere Ma?nahmen n?tig, um die seit 2010 einzuhaltenden H?chstmengen dauerhaft zu unterschreiten und die Minderungsverpflichtungen für 2020 und 2030 einzuhalten.

Inhaltsverzeichnis

 

Entwicklung seit 1990

Emissionsangaben von Stickstoffoxiden (NOx) werden als NO2 berechnet. Diese übliche Umrechnung erfolgt, weil Stickstoffoxide zwar überwiegend als Stickstoffmonoxid (NO) emittiert werden, anschlie?end aber atmosph?risch zu Stickstoffdioxid (NO2) oxidieren. Von 1990 bis 2018 ist ein Rückgang der NOx-Emissionen um über 1,7 Millionen Tonnen (Mio. t) oder 59 % zu verzeichnen (siehe Abb. ?Stickstoffoxid-Emissionen nach Quellkategorien“). Dieser Rückgang erfolgte in allen Quellkategorien – mit einem Minus von knapp 1 Mio. t am deutlichsten im Verkehr. Trotz dieser Minderung ist der Verkehrsbereich mit einem Emissionsanteil von 43 % weiterhin mit Abstand der gr??te Verursacher von NOx-Emissionen (siehe Tab. ?Emissionen ausgew?hlter Luftschadstoffe nach Quellkategorien“).

Obwohl die Stickstoffoxid-Emissionen im Verkehrssektor insgesamt sinken, nimmt der Anteil des giftigen Stickstoffdioxids an den gesamten Stickstoffoxid-Emissionen zu. Als Grund hierfür wird neben der natürlichen Umwandlung von NO zu NO2 der h?here Anteil von NO2 im Abgas von mit Oxidationskatalysatoren ausgestatteten Dieselfahrzeugen diskutiert. Das in diesen Katalysatoren gebildete NO2 wird direkt emittiert und führt zum Beispiel in verdichteten Innenst?dten zu erh?hten Stickstoffdioxid-Konzentrationen.

Emissionsminderungen in den anderen Bereichen resultierten aus dem Einsatz emissions?rmerer Brennstoffe, dem effizienteren Energieeinsatz, dem Einsatz von Katalysatoren sowie den Folgen des Strukturwandels in den neuen Bundesl?ndern.

Die NOx-Emissionen aus landwirtschaftlichen B?den dominieren die Emissionen der Landwirtschaft. Sie gingen zwischen 1990 und 2017 um ca. 17 % zurück, die Stagnation in den letzten Jahren konnte 2018 mit einem deutlichen Rückgang um 5,5 % gegenüber dem Vorjahr beendet werden.

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Verursacher

Zu den Stickstoffoxiden (NOx) z?hlen Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2). Sie entstehen gr??tenteils bei Verbrennungsvorg?ngen in Anlagen und Motoren und werden überwiegend als NO ausgesto?en und anschlie?end zu NO2 umgewandelt. Der prozessbedingte Anteil (2018 bei 7 %) wird vom Wirtschaftssektor Steine und Erden dominiert, gefolgt von der Chemischen Industrie (Salpeters?ureherstellung).

Die Bildung von NOx variiert in den Verbrennungsanlagen stark. Die h?chsten Emissionen je Einheit verbrauchter Energie weist der Verkehrsbereich auf, gefolgt von den Kraftwerken und Industriefeuerungen. Die niedrigsten spezifischen Emissionen werden an den Kleinfeuerungen der Haushalte festgestellt. Die entstehenden NOx-Emissionen k?nnen durch Nachbehandlung (Katalysatoren im Verkehrsbereich, DENOX-Anlagen bei Gro?feuerungen) erheblich vermindert werden. Aber auch die Landwirtschaft (2018: 10 %) ist eine zunehmend relevante Emissionsquelle, wobei vor allem die landwirtschaftlichen B?den NOx emittieren.

 

Erfüllungsstand der Emissionsminderungsbeschlüsse

Im Multikomponentenprotokoll (1999) zur UNECE-Luftreinhaltekonvention, das die j?hrlichen Emissionen durch Einführung nationaler H?chstmengen begrenzt, hat sich Deutschland verpflichtet, die Emissionen weiter zu senken. Seit dem Jahr 2010 dürfen 1.081 Tausend Tonnen (Tsd. t) NOx nicht mehr überschritten werden.

Darüber hinaus hat Deutschland im Zuge der Novellierung des Protokolls (2012) eine Reduktion der NOx-Emissionen bis 2020 um 39 % gegenüber dem Wert von 2005 zugesagt.

Auf EU-Ebene legt die Richtlinie über nationale Emissionsh?chstmengen (NEC-Richtlinie 2001/81/EG) fest, dass Deutschland für NOx ab 2010 eine Emissionsh?chstmenge von 1.051 Tsd. t einzuhalten hat. Nach Revision der Richtlinie als (EU) 2016/2284 (neue NEC-Richtlinie) in 2016 sind zudem relative Minderungsverpflichtungen gegenüber 2005 sowohl für 2020 (-39 %) als auch für 2030 (-65 %) enthalten.

Diese Ziele stellen Deutschland vor eine gro?e Herausforderung. Eine Erfüllung der geltenden NECs kann trotz sinkender Emissionen bislang nur unter Verwendung des ?Adjustmentverfahrens“ erzielt werden. Bei letzterem erlauben es die Berechnungsregeln, unvorhersehbare und durch den Mitgliedstaat nicht beeinflussbare Entwicklungen der Emissionen auszugleichen und bei der Zielsetzung nicht betrachtete Quellkategorien zu subtrahieren. Da trotz Anwendung dieser M?glichkeit die Zielerreichung nur verz?gert und knapp gelungen ist, sind auch weiterhin zus?tzliche Ma?nahmen zur Minderung der Stickstoffoxid-Emissionen angezeigt.