Nährstoffeintrag aus der Luft Beitrag zur Eutrophierung

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1 BUND-Tagung Umsetzung der Meeresstrategie Rahmenrichtlinie Nährstoffeintrag aus der Luft Beitrag zur Eutrophierung Volker Matthias Bremen, 1. Dezember 2010

2 Übersicht Problemstellung Modellsystem Schiffsemissionen Depositionen im Nordseegebiet Zusammenfassung/Ausblick Volker Matthias Bremen,

3 Eutrophierung Einträge von Stickstoff und Phosphor über die Flüsse und die Atmosphäre Bild:OSPAR 2010 Volker Matthias Bremen,

4 Nährstoffeinträge OSPAR 2010: Nährstoffeinträge in die Nordsee sind nach wie vor hoch Atmosphäreneintrag von Stickstoff: Ca % des Gesamteintrags Rückgang 2005 zu 1985 Bilder: OSPAR 2010 Volker Matthias Bremen,

5 Stickstoff Hohe Mengen Stickstoff werden als Ammoniak (NH3) oder in Form von Stickoxiden (NOx) in die Atmosphäre emittiert Nur OSPAR-Staaten Bild: OSPAR 2010 Volker Matthias Bremen,

6 Trends in Emissionen kt N pro Jahr Stickstoff Emissionen 1985/ OSPAR Staaten Jahr Daten: EMEP (2010) Land See Nordsee 20.00% 15.00% 10.00% 5.00% 0.00% -5.00% % % % % % Stickstoff Emissionen Veraenderung 2005 zu Land See Nordsee Bild: OSPAR 2010 Volker Matthias Bremen,

7 Modellstudie mit Schiffsemissionen Seit vielen Jahren starke Zunahme des Schiffsverkehrs Schiffskraftstoffe sind von schlechter Qualität, insbes. stark schwefelhaltig Schiffe haben bisher kaum Abgasminderungssysteme implementiert Schiffe gelten dennoch als umweltfreundlich (wenig Kraftstoff pro Tonne Fracht) Zusammenhang zwischen Emission und Luftkonzentration bzw. Deposition ist i.a. nicht linear Insbesondere die Partikelbildung (Aerosolbildung) spielt dabei eine große Rolle Volker Matthias Bremen,

8 IMO Regularien für NOx MARPOL ANNEX VI Zum Vergleich: LKW, EURO IV Norm: 3,5 g/kwh Tier I: Neubauten ab 2000, Schiffsmotoren > 130 kw Tier II: Neubauten ab 2011 Tier III: Neubauten ab 2016 in Emission Control Areas Emission Control Areas: Nordsee (2007) und Ostsee (2006) für Schwefel US- Küste für Schwefel und Stickoxide (geplant) Volker Matthias Bremen,

9 CMAQ Modellsystem CCLM Land Emissionen Meteorologie Emissionen Schiffsemissionen Transport- Algorithmen CCTM Solarstrahlung Gasphasenchemie Aerosolchemie Wolkenchemie und -dynamik Anfangs- und Randbedingungen Volker Matthias Bremen,

10 Modellgebiet 30 Schichten in der Vertikale bis in 100 hpa Volker Matthias Bremen,

11 Berechnung der Schiffsemissionen Schiffsemissionsmodu l Schiffsbewegungen Route Zeit in Gitterbox Anfahrt und Abfahrt aus europäischen Häfen im Jahr 2000 Schiffsemissionen pro Gitterzelle Schiffsdaten Baujahr Maschinentyp Treibstoff Leistung Emissionsfaktor [g/kwh] (Cooper et al., 2004) Landemissionen Chemietransport-Modellierung mit CMAQ Konzentrations- und Depositionsfelder (TNO, 2005) Volker Matthias Bremen,

12 NO x Emissionen Volker Matthias Bremen,

13 NO 2 Konzentrationen Volker Matthias Bremen,

14 Nitrataerosol Konzentrationen Volker Matthias Bremen,

15 Ammoniumaerosol Konzentrationen Volker Matthias Bremen,

16 Atmosphärische Deposition Trockene Deposition Anhaftung an einer Oberfläche oder Reaktion an dieser Oberfläche - stärker für Gase als für Partikel - stärker an Land als über Wasser Nasse Deposition Auswaschung aus der Atmosphäre bei Niederschlag (Regen oder Schnee) - vornehmlich Partikel - hängt von Atmosphärenkonzentration und Niederschlagsverteilung ab Volker Matthias Bremen,

17 Trockene Deposition Volker Matthias Bremen,

18 Nasse Deposition Volker Matthias Bremen,

19 Gesamte Stickstoffdeposition Volker Matthias Bremen,

20 Zusammenfassung Stickstoff wird über die Atmosphäre direkt (und indirekt) in die Nordsee eingetragen Stickstoffemissionen gehen weniger stark zurück als die Flusseinträge in die Nordsee Emissionen aus dem Schiffsverkehr führen zu erhöhten NO 2 - und Nitrataerosolkonzentrationen Schiffe tragen signifikant zum atmosphärischen Stickstoffeintrag bei auch in Gebieten mit geringen Flusseinträgen Schiffe haben ein erhebliches Emissionsreduktionspotenzial Volker Matthias Bremen,

21 Clean North Sea Shipping ein Interreg IVB Projekt Wettbewerbsfähiger Warentransport mit Schiffen und Schiffsemissionsreduktion im Nordseeraum Konzepte für Landstromversorgung Alternative Kraftstoffe (z.b. Flüssiggas) Erfassung von Schiffsemissionen Luftverschmutzung durch Schiffe Entwicklung von Szenarien für einen sauberen Schiffsverkehr Prototypen für eine saubere Energieversorgung von Schiffen Volker Matthias Bremen, Partner: Häfen, Städte, Schiffbauer, Energieversorger, Wissenschaft, Umweltbehörden Dauer:

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