Axelxander's Blog

Veröffentlichung der Luftverschmutzung

Details: Kategorie: wetter; Veröffentlicht: Dienstag, 06. Februar 2018 18:06; Geschrieben von Alex

Ich habe neue Zahlen. Das European Pollutant Release and Transfer Register (E-PRTR) veröffentlicht alle zu meldenden Daten über den Verschmutzungseintrag von Anlagen jedweder Art in Luft und Wasser. Das E-PRTR ist eine Abteilung der European Enviroinment Agency.

Danach habe ich die Kohlekraftwerke der westlichen Kölner Umgebung einmal näher analysiert, wobei ich den Fokus auf den Eintrag von Feinstäuben gelegt habe. Dies ist der sogenannte PM10-Wert. Ansonsten entstehen bei der Verbrennung natürlich noch viel mehr chemische Substanzen, die mehr oder weniger schädlich sind. Der wichtigste dabei ist wohl CO₂, zurzeit das Treibhausgas Nummer 1, das Deutschland nicht in den Griff bekommt. Mich interessieren im Moment aber nur mal die Feinstäube.

Hier ein Auszug aus dem Register. Es beschreibt die Braunkohle-Kraftwerksanlage in Eschweiler 2015.

All values are yearly releases.

Releases to air

Pollutant name	Total	Method	Method used
Carbon dioxide (CO2) excluding biomass	18100000 t	Calculated	SSC
Arsenic and compounds (as As)	67.0 kg	Measured	NRB
Cadmium and compounds (as Cd)	26.0 kg	Measured	NRB
Chromium and compounds (as Cr)	120 kg	Measured	NRB
Copper and compounds (as Cu)	160 kg	Measured	NRB
Mercury and compounds (as Hg)	176 kg	Measured	NRB
Nickel and compounds (as Ni)	138 kg	Measured	NRB
Zinc and compounds (as Zn)	262 kg	Measured	OTH
Particulate matter (PM10)	235 t	Measured	NRB
Nitrogen oxides (NOx/NO2)	12600 t	Measured	NRB
Sulphur oxides (SOx/SO2)	4130 t	Measured	NRB
Chlorine and inorganic compounds (as HCl)	62.1 t	Measured	OTH
Fluorine and inorganic compounds (as HF)	14.5 t	Measured	OTH
Carbon dioxide (CO2)	18300000 t	Calculated	SSC
Carbon monoxide (CO)	8190 t	Measured	NRB

Releases to water

	Pollutant name	Total	Accidental	Accidental %	Method	Method used
	Nickel and compounds (as Ni)	36.5 kg	0	0 %	Measured	CRM

Also wurden im Jahr 2015 in Eschweiler 235t Feinstaub in die Luft geblasen. Das sind pro Tag dann also im Jahresdurchschnitt 0,64383526t pro Tag, also 643,84 kg, wenn man davon ausgeht, dass jeden Tag gleich viel Feinstaub erzeugt wird, also nur Feinstaub, wohlgemerkt. Die Braunkohle-Kraftwerke im Westen von Köln haben danach etwa 1660t im Jahr 2015 - zum Vergleich 1772t in 2010 - in die Luft geblasen. Das sind also 4,54794521t am Tag, was etwa 4548kg entspricht, und das nur im Kölner Westen.

Kraftwerks-Panorama. — Kraftwerks-Panorama
(Oktober 2017)

Warum schaue ich mir die Feinstäube hier so genau an? Nun, weil an Feinstaub mehr als an irgendwelchen anderen Stoffen bzw. Molekülen Luftfeuchtigkeit kondensiert und somit Dunst, Wolken oder sonst für die Sonne undurchdringbare Wasserformen bildet. Außerdem ist mein Thema hier ja das Mikroklima von Köln und seine Einflüsse. Wasserformen wie Wolken, Regen, Nebel und Dunst haben einen wesentlichen Beitrag zu diesem Mikroklima. Also schaue ich mir auch ihre Entstehung genauer an.

Bei der richtigen Wetterlage kondensiert am Feinstaub, aber auch an Metallverbindungen in der Luft die ebenfalls darin enthaltene Luftfeuchtigkeit. Das Rheinland und die Kölner Bucht haben durch die Anwesenheit des Rheins und seiner vielen Zuflüsse in dieser Region per se eine hohe Luftfeuchtigkeit. Dazu kommt das atlantische Klima mit ozeanischer Luftfeuchtigkeit. Das bedeutet, dass mit der richtigen Konzentration an Luftpartikel - wie Feinstaub - schnell, d.h. schneller als an anderen Orten, eine trübe, graue wasserreiche Luftmasse entsteht, die von der Sonne tagsüber nicht mehr aufgelöst werden kann, mit der Folge von typischen Inversionswetterlagen.

Wettervergleich - Quelle: Wikipedia, die verschiedene Artikel über die benannten Städte, (hier erfasst 04/2016) — Quelle: Wikipedia, die verschiedene Artikel über die benannten Städte
(hier erfasst 04/2016)

Das erklärt dann auch, warum das Verhältnis von Sonnenstunden und Regenmengen für Köln so negativ ausfällt. Beides reicht aber nicht aus, um die tatsächlichen Bedingungen wieder zu geben. Denn es gibt in diesem Zusammenhang noch einen dritten Faktor, der für das Wetter in der Stadt von Bedeutung ist. Das ist der Bedeckungsgrad, der hier in der Tabelle leider nicht dargestellt ist.

Als nächstes Projekt werde ich versuchen, den Bedeckungsgrad über das Jahr für verschiedene Gebiete Deutschlands darzustellen. Das gibt dann zusammen ein schönes Bild darüber, wie das Mikroklima in der Stadt Köln wirklich ist.

Heute jedenfalls regnet es einmal nicht. Nein, es schneit bei -1°C, was für uns schon etwas Besonderes ist. Aber am Karneval war es ja immer ziemlich frostig, die letzten Jahre. Und übermorgen ist Weiberfastnacht, womit die tollen Tage bis Aschermittwoch beginnen.

Kölner Luft

Details: Kategorie: wetter; Veröffentlicht: Sonntag, 15. Oktober 2017 10:06; Geschrieben von Alex

Kohle zu verbrennen und daraus Energie zu gewinnen, erzeugt Verbrennungsgase, unter anderem auf der Basis von Kohlenstoff, Stickstoff und Schwefelstoff.

Die neuesten Technologien der Kraftwerkstechnik injizieren diese Verbrennungsprodukte in den Wasserdampf der Kühltürme. Damit werden Teile der gefährlichsten Verbrennungsprodukte mit Wasser gebunden. Es bleibt jedoch ein Anteil ungebunden und die gebundenen Anteile werden damit auch nicht vollständig unschädlich gemacht.

Kohle als Energielieferant ist eine alte Technik. Sie stammt bereits aus der Steinzeit. Die nachfolgenden Bilder machen sichtbar, dass die Luftverschmutzung enorm ist. Aus dem Dampf der Kühltürme, der sich bei günstigen Bedingungen in der Umgebung auflöst, bleibt eine Fahne von grünlich-gelbem Rauch übrig. Die darin enthaltenen Schadstoffe verbreiten sich über ein Gebiet, das durch die Hauptwindrichtung bestimmt wird. Im Falle der abgebildeten Kraftwerke ist dies das Gebiet westlich der Kraftwerke, konkret sind das die Ballungszentren Köln, Neuss, Düsseldorf. In diesen Ballungszentren wohnen einigen Millionen Bewohner.

Kraftwerke vor Köln-Brauweiler
(Oktober 2017)

Bei der richtigen Wetterlage kondensiert an der Verschmutzung in der Luft die ebenfalls darin enthaltene Feuchtigkeit. Das Rheinland und die Kölner Bucht sind Gebiete mit hoher Luftfeuchtigkeit. Das bedeutet, dass dort eine trübe, graue wasserreiche Luftmasse entsteht, die von der Sonne tagsüber nicht mehr aufgelöst werden kann, mit der Folge von typischen Inversionswetterlagen. Nachts sinkt der Dampf dann häufig zu Boden und kondensiert, so dass die Nächte klar sind und das Gebiet ebenfalls weiter abkühlen.

Für mich steht fest, dass die Energiegewinnung durch fossile Energieträger vermindert und letztendlich vollständig ersetzt werden muss, sollte es bei dem Erzeugungsmodel "Verbrennung" bleiben. Je früher dies geschieht, desto besser. Es muss erste Priorität haben, Energiegewinnung so zu gestalten, dass sie rückstandsfrei erfolgt. Dazu gehören Ressourcen wie Sonne, Wind und Wasser als Energielieferant. Auch über die Grundlastversorgung, Speicherung und Verteilung der Energie muss nachgedacht werden.

Die derzeitigen Techniken sind nicht mehr zeitgemäß. Die Energieerzeuger wollen jedoch ihre alten Techniken ausnutzen, so lange es geht. Diese Techniken stammen noch aus der Zeit der Industriealisierung und sind damit etwa 200 Jahre alt, ein Zeitraum, indem lediglich die Effizienz der Anlagen verbessert werden konnte, nicht aber ihr eigentliches Problem, nämlich die Auflösung von Energiespeichern (durch Verbrennung), die sich über Millionen von Jahren aufgeladen haben. Dies bedeutet keine wirkliche Innovation seit 200 Jahren.

Fossile Energieträger sind natürliche Energiespeicher. Die darin gebundene Energie wird derzeit - bei der Verbrennung - nur zu einem geringen Teil genutzt. Der nicht genutzte Teil wandert bei der Erzeugung, beim Transport und bei der Nutzung in die Umgebung und verschmutzt diese dabei. Es muss also Innovationen bei diesen drei Faktoren geben: Erzeugung, Transport und Nutzung der Energie.

Morgentlicher Nebel in Köln - Aachener Weiher
(Juni 2016)

Klima

In der deutschsprachigen Wikipedia stand zum Klima in Köln, dass "man schnell den Eindruck gewinnen könne, Köln sei ein Regenloch, aber das sei nicht wahr...". Nun, für mich ist das ein unbestreitbares Faktum.

Im vergangenen Jahr, 22. Mai 2016 - 16. Juni 2016 - ist die Sonne nur kurz hinter schweren, oftmals gewittrigen Wolken hervor gekommen. Dies war aber nur ganz früh am Tag, so zwischen 5:30 und 6:00 Uhr oder am Abend kurz vor dem Dunkelwerden.

Man hatte in der Innenstadt und den Zentrumsnahen Stadtteilen selten Gelegenheit die Sonne überhaupt zu genießen, denn die Feuchtigkeit überall ließ es nicht zu, dass man sich auf eine Parkbank oder gar ins Gras setzen konnte. Ich habe Parkbänke gesehen, die regelrecht in kleinen Seen standen und Sturzbäche, wo früher Wege waren. Die Stadtverwaltung hat Problem, die Wege in Ordnung zu halten, dort wo sie Sand- oder Schotterbelag haben.

Es laufen Keller voll und das Abwassersystem der Straßen fasst die Wassermassen schon lange nicht mehr, die plötzlich aus dem Himmel fallen.

Verschmutzungseintrag in den Kölner Luftraum
(Juni 2016)

Ob man heute noch erklären muss, dass es eine Verbindung zwischen der Luftqualität und dem (Mikro-)Klima gibt? Luftverschmutzung erzeugt Aufheizung höherer Luftschichten und Kondensation von Feuchtigkeit an den Verschmutzungsbestandteilen. Treibhauseffekt ist die Folge. Dies kann lokal, regional oder Regionen übergreifend der Fall sein.

Zunahme des Bedeckungsgrades und des Regens in einer betroffenen Gegend, vor allem auch in Form von Gewittern sommers wie winters ist die Folge.

Der Verschmutzungseintrag in den Kölner Luftraum ist enorm, betrachtet man die Fahnen der Kraftwerke und industriellen Anlagen in der Umgebung. Aus den Kühltürmen steigen große Massen an Wasser, die mit Abluft aus der Braunkohleverbrennung durchsetzt und/oder vorverschmutzt sind und aus Schornsteinen der Firmen einfach schmutzige Abluft.

Das sind beste Bedingungen für weite Kondensation von Wasserdampf aus Wolken an diesem Verschmutzungseintrag der Betreiber.

Kraftwerke leisten, wie gesagt, wohl einen großen Beitrag, sind aber alles andere als alleine verantwortlich für die schlechte Wetterlage von Köln. Neben den Kraftwerken gibt es noch den Braunkohletageabbau im Westen der Stadt, nahe der Kraftwerke, dessen Feinstaubeintrag in die Kölner Luft wohl noch niemand gemessen hat und weiter Metallkocher, Stahlwerke, Chemie, Raffinerien und einen regen Verkehr um die Stadt herum.

Was das für das Kölner Klima bedeutet kann sich jeder selbst überlegen. Aber es scheint so zu sein, dass Köln tatsächlich auch nicht selbst genug auf sein Klima achtet. Während der Ruhrpott Luftqualitäten von Schwarzwaldkurorten zu erreichen scheint, bleibt in Köln und Umgebung der Smok und man tut sich schwer, eine dauerhafte und permanente Luftqualitätsmessung einzurichten und die Werte auch der Öffentlichkeit zur Verfügung zu stellen.

Ich habe bisher in Wikipedia noch keine Angaben über Städte in Deutschland gefunden, die alleine bei Tageslicht und Regenmenge schlechter als Köln abschneiden. Die Daten von Wikipedia basieren auf den Daten des Deutschen Wetterdienstes - DWD.

Selbst im DWD Deutschlandvergleich der letzten 18 Monate habe ich keine schlechteren Werte gefunden ...

Gezeigt sind die Sonnenstunden und die Regenmengen. Beides sagt aber nicht genau, wie das Klima in der Stadt empfunden wird. Das würde wohl eher eine Aufzeichnung des Bedeckungsgrades und der Temperatur erreichen.

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