Gebäudeheizung

Erhebungsmethode

Bei der Erhebung zur Emittentengruppe Gebäudeheizung werden die Emissionen aus allen nicht genehmigungsbedürftigen Feuerungsanlagen erfasst, die der 1. BImSchV unterliegen. Betrachtet werden hierbei die emissionsrelevanten Anlagen der privaten und öffentlichen Haushalte (Heizungsanlagen, Anlagen zur Warmwasserbereitung) und nicht genehmigungsbedürftigen Feuerungsanlagen im gewerblichen Bereich (Anlagen zur Gebäudebeheizung und zur Gewinnung von Prozesswärme).

Im Rahmen der Erstellung des Emissionskatasters Kleinfeuerungsanlagen Hessen 2018 wurde zunächst der Endenergieeinsatz für das gesamte Land auf Basis von Schornsteinfegerdaten, Erhebungsjahr 2018, für alle kamingebundenen nicht genehmigungsbedürftigen Feuerungsanlagen ermittelt. Insgesamt ergab sich ein Endenergieeinsatz der kamingebundenen Energieträger Gas, Öl und Festbrennstoffe von 52.180 GWh/a. Dieser verteilt sich zu 57,5 % auf Gas, 31,4 % auf Öl und 11,2 % auf Festbrennstoffe. Der Vergleich mit den Daten aus der (vorläufigen) Energiebilanz 2018 für Hessen zeigt, dass der aus den Schornsteinfegerdaten ermittelte Endenergieeinsatz plausibel ist.

Anteile der Energieträger am Endenergieeinsatz:

		1994	2000	2006	2012	2018³
Heizöl	[GWh/a]	45.113	36.958	32.393	19.879	16.364
Heizöl	[%]	49,5	41,6	38,6	23,1	31,8
Erdgas	[GWh/a]	34.093	38.497	38.616	30.607	29.254
Erdgas	[%]	37,4	43,4	46,0	35,6	56,9
Strom	[GWh/a]	4.468	6.088	5.308	23.938	k. A.
Strom	[%]	4,9	6,9	6,3	27,9	k. A.
Fernwärme	[GWh/a]	4.680	4.296	3.941	4.082	k. A.
Fernwärme	[%]	5,1	4,8	4,7	4,8	k. A.
Festbrennstoff	[GWh/a]	2.774	2.935	2.916	6.339	5.828
Festbrennstoff	[%]	3,0	3,3	3,5	7,4	11,3
Erneuerbare Energieträger	[GWh/a]	k. A.	k. A.	696	1.061	k. A.
Erneuerbare Energieträger	[%]	k. A.	k. A.	0,8	1,2	k. A.

Quelle: Heinz + Feier GmbH (1994 bis 2006); Hessisches Statistisches Landesamt (HSL) (2012); Bundesverband des Schornsteinfegerhandwerks (ZIV) (2018)

¹⁾ bis 2006 nur Heizstrom, 2012 alle Elektrogeräte, z. B. Klimageräte, Leuchtmittel, Kochen
²⁾enthält geringen Anteil erneuerbare Energieträger wie z. B. Solarthermie
³⁾ Angaben zu Strom, Fernwärme und erneuerbare Energieträger liegen noch nicht vor. Daraus ergeben sich unterschiedliche Bezugsniveaus für die prozentualen Anteile gegenüber den Vorjahren.

© HLNUG
Grafische Darstellung der Anteile der Energieträger Heizöl, Erdgas und Festbrennstoffe am Endenergieeinsatz von 1994 bis 2018 in GWh/a (Quelle: Heinz + Feier GmbH, HSL, ZIV)

Durch Multiplikation der Endenergieeinsätze pro Energieträger mit den entsprechenden Emissionsfaktoren ergeben sich die bei der Verbrennung in Kleinfeuerungsanlagen entstehenden jährlichen Emissionen.

Bei der Erstellung der älteren Emissionsdaten dieser Emittentengruppe standen die o. g. detaillierten Schornsteinfegerdaten nicht zur Verfügung. Daher sind die Ergebnisse dieser älteren Erhebungen mit größeren Unsicherheiten verbunden.

Ab Ende der 70er Jahre sind Emissionen der Emittentengruppe Gebäudeheizung in vier hessischen Untersuchungsgebieten erhoben worden. Landesweite Emissionsdaten für die Emittentengruppe Gebäudeheizung liegen für die Jahre 1994, 2000, 2006, 2012 und 2018 vor und zwar aufgeschlüsselt nach Städten und Gemeinden. Die Emissionen werden für Hessen auch im Online-Service Emissionskataster auf Gemeindeebene und im 1 km × 1 km - Raster ausgewiesen.

Emittierte Stoffe

Im Teilkataster Gebäudeheizung werden die Emissionen von anorganischen und organischen Stoffen und Verbindungen sowie von Stäuben erfasst. Die Ergebnisse für die Bezugsjahre 1994, 2000, 2006, 2012 und 2018 sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Jahresemissionen der Gebäudeheizung in Hessen (1994, 2000, 2006, 2012 und 2018):

Komponenten	Emission [t/a]
	1994	2000	2006	2012	2018
Anorganische Gase
Kohlendioxid (CO₂)	19.752.000	18.450.000	17.081.000	13.291.000	12.511.000
Kohlenmonoxid (CO)	53.466	52.669	25.577	56.648	31.290
Stickstoffoxide (angegeben als NO₂)	14.338	12.523	10.884	7.136	6.380
Schwefeldioxid (SO₂)	16.034	10.483	7.350	1.921	352
Lachgas (N₂O)	147	143	135	107	91
weitere Gase	81	38	37	20	26
Organische Gase
NMVOC¹⁾	6.043	4.299	1.901	2.520	2.510
Methan (CH₄)	1.003	1.408	1.032	1.976	1.976
Stäube
Staub und Staubinhaltsstoffe	2.956	1.151²⁾	913²⁾	1.987	1.463
davon Feinstaub PM10	2.685	1.079	894	1.930	1.423

¹⁾ flüchtige organische Verbindungen ohne Methan
²⁾ Unsicherheit des Emissionswerts, siehe auch Text

Die o. g. weiteren anorganischen Gase sind gasförmige Fluor- und Chlorverbindungen. Der NMVOC-Emissionswert stellt einen Summenwert dar, der stofflich nicht weiter untergliedert ist. Der erhobene Emissionswert für die Stäube setzt sich zusammen aus den emittierten Mengen an Staub, organischen Komponenten (abhängig vom Erhebungsjahr) und Schwermetallen.

An dieser Stelle soll die Fußnote zum Staub-Emissionswert kurz erläutert werden. Ein im Jahr 2003 erschienenes Gutachten über Staubemissionen der Quellengruppe Gebäudeheizung in Deutschland weist einen bundesweiten Holzbrennstoff-Anteil am Endenergieeinsatz aus, der deutlich über dem in der hessischen Erhebung ermittelten Wert liegt. Ein Quellenstudium, welches im Rahmen der Erhebung für das Bezugsjahr 2012 erfolgte, bestätigt 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.

Die folgende Abbildung zeigt exemplarisch die flächenbezogene Emissionsdichte von Stickstoffoxid-Jahresemissionen der Emittentengruppe Gebäudeheizung. Im linken Teil der Abbildung ist die gemeindebezogene Darstellung, im rechten Teil die Emissionen als Rasterkarte mit einer Rastergröße von 1 km x 1 km dargestellt.

Die Emissionsdaten spiegeln in erster Linie die jeweilige Bevölkerungsdichte wider. Dementsprechend werden hohe Emissionswerte vor allem in den größeren Städten (gemeindebezogen) bzw. in den Siedlungsschwerpunkten (rasterbezogen) erreicht. Vereinzelte hohe Emissionen auf Rasterebene, insbesondere PM10-Emissionen, liegen aber auch in kleineren Kommunen.

Details zu der Erhebungsmethode, zu den Emissionsfaktoren und zur Verteilung der Emissionen auf Gemeindeebene sowie als Rasterkarte sind im Schlussbericht Fortschreibung Emissionskataster Hessen, Emittentengruppe „nicht genehmigungsbedürftige Feuerungsanlagen (Gebäudeheizung)“ zu finden.

Weitere Auswertungen und Kartendarstellungen für alle Emittentengruppen sind im Online-Service Emissionskataster abrufbar.

Kartenhafte Darstellung der Emissionen aus Kleinfeuerungsanlagen ind Hessen im Jahr 2018 — ©
Flächenbezogenen Jahresemissionsdichte der Emittentengruppe Gebäudeheizung am Beispiel Stickstoffoxid (links: gemeindebezogene Darstellung, rechts: Rasterkarte) (Fortschreibung Emissionskataster Hessen, Emittentengruppe „nicht genehmigungsbedürftige Feuerungsanlagen (Gebäudeheizung)“ Schlussbericht, AVISO GmbH, Aachen, August 2020)

Zeitliche Entwicklung

Die Schadstoffemissionen im Bereich der Gebäudeheizung sind in den letzten Jahrzehnten insgesamt zurückgegangen. Hierfür sind mehrere Gründe verantwortlich:

Modernisierung von Heizanlagen
Energiesparmaßnahmen wie Wärmedämmung
Umstellung von Festbrennstoffen auf Gas oder Öl, Einsatz erneuerbarer Energien.

Darüber hinaus haben sich auch die Emissionsfaktoren gegenüber den älteren Erhebungen verändert. Dabei bedingen diese neuen Erkenntnisse im Bereich der Emissionsfaktoren sowohl Minderungen als auch Erhöhungen der stoffspezifischen Emissionen.

Im Vergleich zu den für die Erhebung 2012 verwendeten Emissionsfaktoren haben die für die Erhebung 2018 verwendeten Emissionsfaktoren einen aktuelleren Stand. Die Änderungen zu den bisher verwendeten Emissionsfaktoren sind u. a. auf die Berücksichtigung neuerer Messungen und der implizit enthaltenen Bestandsentwicklung zurückzuführen. Die folgenden Änderungen sind diesbezüglich besonders signifikant:

Die aktuellen Emissionsfaktoren für Gesamtstaub und Feinstaub (PM10, PM2.5) für Holz liegen um ca. 30 % niedriger. Nach /ÖKOPOL 2016/ spiegelt dies die Entwicklung des Gerätebestandes wider und berücksichtigt die gemäß 1. BImSchV erforderlichen Nachrüstungen oder Außerbetriebsetzungen von Festbrennstofffeuerungen in den letzten Jahren, die die geforderten Grenzwerte nicht einhalten.
Auch die Emissionsfaktoren für CO sind aus den gleichen Gründen für Holzfeuerungen deutlich gesunken. Für Gas- und Heizölfeuerungen liegen die aktuellen Emissionsfaktoren für CO ca. 10 % niedriger.
Der Emissionsfaktor für SO₂ liegt für Heizöl deutlich niedriger (- 90 %), da fast nur noch schwefelarmes Heizöl verwendet wird.
Für Schwermetalle gibt es nach /ÖKOPOL 2016/ nur wenig Messungen, daher ist die Unsicherheit der Emissionsfaktoren für diese Schadstoffe besonders hoch. Die teilweise sehr großen Änderungen (> 90 %) gegenüber den früher verwendeten Emissionsfaktoren sind daher vor allem auf die Berücksichtigung von neueren Messungen zurückzuführen.