Kraft-Wärme-Kopplung

Die Kraft-Wärme-Kopplung beruht darauf, die Abwärme der Kraftwerke zum Wärmeverbraucher zu transportieren und dort zum Heizen und zur Warmwasserbereitung zu nutzen (Fernwärme und Nahwärme). Überschüssiger Strom wird in das Stromnetz eingespeist.

Kraft-Wärme-Kopplung-Anlagen (KWK-Anlagen) erzeugen gleichzeitig Strom und Wärme und werden meistens dezentral/vor Ort (Blockheizkraftwerke) eingesetzt. Dabei kommen Diesel-, Gas oder Biogasmotoren, Gasturbinen, Dampfmotoren und -turbinen sowie Brennstoffzellen zum Einsatz. Genutzte Energieträger sind Erdgas, Heizöl, Biogas, Pflanzenöl, Holzpellets oder Hackschnitzel.
Bei der Erzeugung von Strom in konventionellen Kraftwerken wird im Durchschnitt nur 41% der im Brennstoff enthaltenen Energie in Strom umgesetzt (vgl. Umweltbundesamt 2010). Der Rest geht als Abwärme an die Umwelt verloren (Kühlturm). KWK-Anlagen haben dagegen einen höheren Wirkungsgrad, da sie bis zu 90% des Brennstoffs in Endenergie umwandeln können.

Die KWK-Anlagen sind je nach Bedarf unterschiedlich groß bzw. leistungsstark. Sogenannte Mini-KWK des unteren Leistungssegments sind durch Nutzung der Nächst-Wärme bei Ein- und Mehrfamilienhäusern sowie im Kleingewerbe geeignet. Seit April 2012 gibt es über das Mini-KWK-Programm wieder Förderungen für kleine Wärmeanlagen.

Ein
Blockheizkraftwerk besteht meist aus einem KWK-Aggregat zur Strom- und Wärmeerzeugung und einem Heizkessel, um Spitzenlasten (z.B. im Winter) und Ausfälle/Wartungen auszugleichen.
Durch einen Pufferspeicher zur Aufnahme überschüssiger Wärme können Schwankungen im Strombedarf ausgeglichen werden. „Mit dieser Auslegung decken Blockheizkraftwerke zwischen 50 und 75 % des gesamten Heizwärme- und Warmwasserbedarfs eines Gebäudes“ (Bundesumweltamt 2010). Wegen der hohen Leitungsverluste beim Verteilen der Fernwärme ist der Einsatz von KWK vor allem in Verbrauchernähe sinnvoll (dezentrale Energieversorgung). Besonders geeignet ist die KWK, wenn über das Jahr ein gleichmäßiger und hoher Wärmebedarf besteht (vgl. Umweltbundesamt 2012).

Die Kraft-Wärme-Kopplung trägt zum Umwelt- und Klimaschutz einen wesentlichen Beitrag bei. So wird weniger Primärenergie gebraucht (Minderung des Energieträgereinsatzes) und es findet einerseits eine Ressourceneinsparung statt und andererseits wird 34 Prozent weniger CO₂ im Vergleich zur konventionellen Stromerzeugung ausgestoßen (vgl. BMU 2009). Zusätzlich wird der Schadstoffausstoß vermieden (geringerer Ausstoß von Schwefeldioxid, Stickoxiden und Kohlenmonoxiden als in Kohlekraftwerken). Allerdings muss hierbei auch zwischen den verschiedenen KWK-Anlagen (Größe, Brennstoff, Stromkennzahl) unterschieden werden. Solche Anlagen, die mit Biogas, Heizöl oder Pflanzenöl arbeiten, haben zu meist einen höheren Ausstoß an NOx (Stickoxide) und CO (Kohlenstoffmonoxid) als moderne Kohlekraftwerke. Es wird auch geraten, auf die hohe Lärmemissionen zu achten und das
Blockheizkraftwerk (BHKW) möglichst in einem separaten Heizhaus oder im Keller aufzustellen.

Durch eine KWK-Vergütung, die im KWK-Gesetz und
EEG geregelt ist, wird der Betrieb der Kraft-Wärme-Kopplung gefördert. 2010 kamen etwa 15,8 Prozent der Nettostromerzeugung aus Kraft-Wärme-Kopplung-Anlagen (ein Anstieg von 2,3 Prozent seit 2003) (vgl. Umweltbundesamt 2010).

Zusätzlich gibt es auch die Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK). Durch die KWK-Anlagen wird die erzeugte Wärme zum Betrieb einer Absorptionskältemaschine verwendet, so dass Gebäude klimatisiert werden können.

Lit.:

Umweltbundesamt (2010): Dezentrale Systeme auf Basis von Kraft-Wärme-Kopplung. [Stand: 12.12.2012]
Umweltbundesamt (2012): Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). [Stand: 12.12.2012]
BMU (2009): Energie Dreifach Nutzen – Strom, Wärme und Klimaschutz: Ein Leitfaden für kleine Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen. [Stand: 12.12.2012]
Öko-Institut e.V. (2011): Monitoring der Kraft-Wärme-Kopplungs-Vereinbarung vom 19. Dezember 2003 für den Teilbe-reich Kraft-Wärme-Kopplung Berichtszeitraum 2009 (Dritter Bericht) [Stand: 07.01.2013]

Konstruktiver Holzschutz

Die Lebensdauer und damit die Gebrauchstauglichkeit von Holz und Holzwerkstoffen wird durch den konstruktiven, chemischen (Imprägnierung) und/oder physikalischen (Anstrich) Holzschutz verlängert.

Fachleute bestätigen, daß der K. den wirksamsten Holzschutz darstellt. Der K. gliedert sich wie folgt:

produktspezifische Konstruktion (technische, konstruktive und produktgerechte Ausführung), z.B. Berücksichtigung von Lage und Verlauf der Jahresringe, Konstruktion ohne Kapillarfuge zur Vermeidung von Feuchtigkeitsnestern, um mindestens 15 Grad geneigte Flächen, um die unmittelbare Abführung des Wassers zu gewährleisten;
holzspezifische Konstruktion (richtige Holzartenauswahl, Minimierung der Oberflächentemperatur durch Anstrich). Dunkle Anstriche bewirken eine höhere Oberflächentemperatur des Holzes.
Durch die höhere Erwärmung des Materials kann es zu einer größeren Austrocknung (geringe Holzfeuchte) kommen, was zu einer verstärkten Rißbildung führen kann. Bei Nadelhölzern kann es zusätzlich zu Harzaustritten kommen;
gebäudespezifische Konstruktion;
Maßnahmen zur Spritzwasser-Minimierung (geneigte Fensterbänke, Spritzwassserabsorbierender Untergrund, Erhöhung der Holzteile vom Boden um mindestens 20 cm);
großer Dachüberstand, Wartungsbalkone oder Sonnenschutzvorrichtung, um Schlagregen und UV-Strahlung der Sonneneinstrahlung möglichst geringzuhalten.

Kollektoranlage

Keramische Fliesen

K. werden aus Ton, manchmal mit Schamotte, meistens industriell gefertigt und bei über 900 Grad C gebrannt.

Es gibt mehrere Arten von K., die sich in ihren Eigenschaften unterscheiden.
- Steingut- (aus weißem Ton) und Irdengut-Fliesen (aus rotem oder braunem Ton) sind unterhalb von 1000 Grad C gebrannt. Sie sind relativ porös und können viel Wasser aufnehmen. Zum Schutz vor Feuchtigkeit sind sie meist mit einer Glasur versehen. Sie sind nicht frostbeständig und mechanisch nicht stark belastbar, daher eignen sie sich nur für den Innenbereich. Steinzeug-Fliesen bestehen aus einem dichteren Ton, der bei über 1.000 Grad C gebrannt wurde. Hierbei erfolgt eine teilweise Verschmelzung des Tons, so daß sie auch ohne Glasur praktisch kein Wasser aufsaugen. Sie sind frostunempfindlich und auch mechanisch stärker belastbar (für Außenbereiche gut geeignet).

Unglasierte K. sind nicht so fußkalt wie die meisten glasierten, dafür aber schmutzempfindlicher. Wenige Fliesen - v.a. bei Verwendung von Rotschlamm - weisen eine hohe radioaktive Strahlung auf. Auch werden teilweise uranhaltige Glasuren verwendet. Nach den in der Strahlenschutzverordnung seit 1976 festgelegten und 1981 verschärften Grenzwerten dürfen Unterlasurbemalung maximal 2 mg/cm2 und Auflasurbemalung maximal 0,1 mg/cm2 Uran mit natürlichem Verhältnis der Isotope enthalten. Problematisch können moderne Klebstoffe für K. sein.

siehe auch: Radioaktive Baustoffe, terrestrische Strahlung

Kalkzementputz

Der K. besteht aus den Bindemitteln Luft-/Wasserkalk (Kalk) und Zement, sowie dem Zuschlagstoff Sand.

Der K. wird aufgrund seiner wasserabweisenden Eigenschaften als Außenputz eingesetzt. Durch den K. ist eine langlebige, feuchteresistente, schlagregensichere Ausführung der Außenwand möglich. Die Zementanteile geben dem Putz eine gewisse Sprödigkeit; er ist daher nur bedingt für hochwärmedämmende Wandbausteine einsetzbar, da die Gefahr der Rissbildung aufgrund der verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten hoch ist. Bei der Verarbeitung kann K. bei fehlender Schutzbekleidung evtl. zu Verätzung und zu Maurerkrätze führen.

Altöl

Gebrauchte Schmier- und Kühlöle auf Mineralölbasis aus Motoren, Getrieben, Turbinen etc. Gefährliche Sonderabfälle, deren Sammlung und Behandlung seit 1987 durch die Altölverordnung geregelt ist.

In der BRD fielen 1988 etwa 541.000 t A. an. Hiervon wurden 51% aufgearbeitet, 13,5% verbrannt (1,6% als Sonderabfall), 13,3% exportiert (Abfalltourismus, Giftmüllexport) und 22,2% innerbetrieblich entsorgt (vorwiegend durch Verbrennung).

Mineralische A. enthalten bis zu 20% Zusatzstoffe (Antischaum, Korrosionsschutz), Lösemittel, Schwermetalle (Blei, Zink, Eisen, Barium), Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), chlorierte Kohlenwasserstoffe und Wasser.

1 l A. kann 1 Mio l Wasser verseuchen, weshalb schon kleinste Mengen gesammelt und zu den Verkaufsstellen (z.B. Tankstellen) gebracht werden müssen. A. kann zu neuen Schmierstoffen aufgearbeitet werden. PCB sind im A. nur dann enthalten, wenn synthetisches A. unzulässig mit mineralischem A. vermischt wurde.

Siehe auch: Autorecycling, Sonderabfälle, Altölverordnung

Altlasten

Als A. werden ehem. Deponien, Industrie- und Gewerbestandorte, undichte Leitungssysteme und defekte Abwasserkanäle und unsachgemäß gelagerte wassergefährdende Stoffe und chemische Kampfstoffe bezeichnet, die nicht nach dem heutigen Stand der Technik abgedichtet sind und eine Gefahr für die Umgebung, insb. für den Boden und das Grundwasser, darstellen.

Derzeit sind in Westdeutschland 48.500 und in Ostdeutschland 27.900 Verdachtsflächen erfaßt. Da die Erfassung noch nicht abgeschlossen ist, kann man davon ausgehen, daß sich die Zahl noch weiter erhöhen wird. Insb. in Ostdeutschland gibt es noch eine Vielzahl nicht erfaßter A..

Vollzugsdefizite bei der umweltgerechten Entsorgung von Abfällen in der DDR sowie der fahrlässige Umgang mit umweltgefährdenden Stoffen, haben dort zu einer Vielzahl von gravierenden Boden- und Grundwasserkontaminationen durch Abfallablagerungen geführt. An den Standorten zahlreicher Industrie- und Gewerbebetriebe hat ein z.T. fahrlässiger Umgang mit toxischen Stoffen zu erheblichen Gefährdungen von Mensch und Umwelt geführt.

Um die Umweltbeeinträchtigungen von A. zu vermindern, werden verschiedene Maßnahmen angewendet, wobei man zwischen Sicherungs- und Sanierungsmaßnahmen unterscheidet. Sicherungsmaßnahmen sollen die Umweltgefährdung vermindern oder auch zeitlich befristet unterbinden, ohne damit das eigentliche Gefährdungspotential zu beseitigen.

Eine solche Gefahrenbeseitigung erfordert Sanierungsmaßnahmen. Einheitliche Kriterien für die Bestimmung der Dringlichkeit eines Sanierungsbedarfs sowie die Festlegung von Sanierungszielen fehlen jedoch bislang. Auch die Finanzierung notwendiger Maßnahmen ist noch nicht endgültig geklärt.

Lit.: UBA: Daten zur Umwelt 1990/91, Berlin 1992

Siehe auch: Bodenbelastung, Deponien, Abwasserkanäle, Grundwasser

Allzweckreiniger

Flüssige Universalreiniger für wasserbeständige Oberflächen auf der Basis von anionischen und nichtionischen Tensiden.

A. werden in verschiedenen Rezepturvarianten angeboten, die sich in ihren Eigenschaften teilweise deutlich unterscheiden.
Neutralreiniger besitzen einen pH-Wert nahe dem Neutralpunkt (pH 7) und sind daher auch für empfindliche Oberflächen geeignet, während andere A. pH-Werte bis 10 und darüber aufweisen können. Dazu gehören Salmiakreiniger, deren Ammoniumgehalt (Ammoniak) aber zu einer unerwünschten Abwasserbelastung führt.

Erwähnt werden sollten noch die leicht sauren A. auf Essigbasis (Essigreiniger), welche aber nur für säurebeständige Materialien geeignet sind. Ihr Einsatzgebiet ist vor allem der Sanitärbereich und die Küche, wo mineralische Ablagerungen (Kalk) beseitigt werden müssen (Sanitärreiniger).

Alkoholreiniger enthalten neben relativ geringen Tensidanteilen bis zu 30% Alkohol (meist Isopropanol) und eignen sich insb. für glänzende Flächen. Seifenreiniger (Seife) schließlich empfehlen sich überall dort, wo neben der Reinigungsleistung auch Pflegeeigenschaften verlangt werden. Der Seifenanteil sorgt nämlich für die Ausbildung eines dünnen, antistatischen Filmes, welcher insbesondere in der Fußbodenpflege erwünscht ist.

Seifenreiniger stellen deshalb eine empfehlenswerte Alternative zu wachs- oder polymerhaltigen Bodenbehandlungsmitteln dar, weil letztere häufig zum Aufbau stark haftender Pflegeschichten führen, die nur noch mit aggressiven und stark umweltbelastenden Grundreinigern entfernt werden können.

Moderne A.-Rezepturen für den Haushaltsbereich enthalten in der Regel keine Phosphate oder andere stark umweltbelastende Komplexbildner mehr. Da heute zunehmend A. mit schnell und vollständig abbaubaren Tensiden angeboten werden, gehört dieser Produkttyp zu den weniger umweltbelastenden Reinigungsmitteln, vorausgesetzt, die zu beseitigende Verschmutzung ist nicht mechanisch oder allein mit Wasser entfernbar, es werden Konzentrate eingesetzt und diese nicht überdosiert.

Siehe auch: Reinigungsmittel, Tensiden

Alkalisch

Alkali-Mangan-Batterien

Bei A. handelt es sich um nicht wiederaufladbare Batterien (Primärelemente). Die Elektroden bestehen aus Mangandioxid und Graphit (+Pol) und Zinkamalgam (-Pol; Zinkamalgam: Zink mit Quecksilber-Zusätzen).

Wegen ihrer hohen Leistung (rund 2 Ah bei einer Batterie der Bauart Mignon gegenüber 0,3 bis 0,7 Ah bei Zink-Kohle-Batterien gleicher Bauart) und der geringen Selbstentladung (Lagerfähig bis 3 Jahre bei Lagertemperatur +15 bis +25 Grad C) ist dieser Typ besonders geeignet für folgende Anwendungen

Geräte, die besonders lange Betriebszeiten ohne Batteriewechsel fordern,
Geräte mit hohen Entladeströmen (z.B. Blitzgeräte, Walkman); bei häufigem Gebrauch solcher Geräte sollte man die Verwendung eines in der Bauform gleichen Nickel-Cadmium-Akkus in Erwägung ziehen,
Einsatz in einem besonders weiten Temperaturbereich und
Geräte, in denen ein Höchstmaß an Auslaufsicherheit gefordert ist. Bei einigen Typen gibt der Hersteller eine Auslaufgarantie. Sollte also trotz sachgemäßer Handhabung eine Batterie auslaufen und dadurch ein Gerät beschädigen, wird dieses vom Hersteller der Batterie kostenlos repariert oder ersetzt.

A. beinhalten bauartbedingt einen gewissen Prozentsatz Quecksilber und sollten, auch wenn die Quecksilbermenge in den letzten Jahren von den Herstellern gesenkt wurde, nicht in den normalen Hausmüll gelangen. A. sind möglichst einer Batterie-Entsorgung zuführen oder dem Handel zurückzugeben. Der Fachverband versprach ab April 1989 nur noch A. mit weniger als 0,1% Quecksilber anzubieten. Leider erreichten einige Batterie-Typen dieses Ziel nicht.

Lit.: Öko-Test, Juni 1989; Varta, Primärbatterien Lieferprogramm und technische Daten

AKW

Akkumulation

Akarizide

Agrochemikalien

Aggregatzustände

Agent Orange

Aerob

Adsorption

Additive

Stoffe, die Produkten in (kleinen) Mengen zugesetzt werden, um deren Eigenschaften zu verändern.

Beispiele: Wasserenthärter zur Trinkwasseraufbereitung; Inhibitoren in Korrosionsschutzmitteln (Korrosion); Weichmacher, Stabilisatoren, Antioxidantien, Flammschutzmittel und Pestizide in Kunststoffen; Antiklopfmittel in Kraftstoffen.
Bei Lebensmitteln und Körperpflegemitteln spricht man von Zusatzstoffen. Toxikologisch gesehen sind Produkte mit einer Vielzahl von A. bedenklich.

Siehe auch: Wasserenthärter, Trinkwasseraufbereitung, Inhibitoren, Weichmacher, Stabilisatoren, Antioxidantien, Flammschutzmittel, Pestizide

Adaption

(=Anpassung); u.a. ein Begriff in der Biologie. Adaption ist eine im Laufe der Evolution entwickelte, erbliche Anpassung von Organismen an eine bestimmte Umweltbedingung.

Voraussetzung für die Ausbildung einer Adaption ist das Auftreten von Mutationen und ihrer phänotypischen Ausprägung, die dem Lebewesen unter bestimmten Umweltbedingungen eine erhöhte Vermehrungs- und Überlebensrate sichern. Z.B. ermöglichen die Adaption bestimmter Pflanzenrassen ihr natürliches Vorkommen auf schwermetallhaltigen Böden.

Acrylsäurenitril

Acrylsäurenitril auch als Acrylnitril bezeichnet, ist eine farblose, stechend riechende Flüssigkeit. Es wirkt auch als Atemgift und kann über die Haut resorbiert werden.

Es besitzt etwa 1/30 der Giftigkeit von Blausäure. In Tierversuchen hat sich A. als carcinogen (krebserregend) erwiesen. Auch für den Menschen besteht ein karzinogenes Risiko. Acrylsäurenitril dient als Ausgangsstoff für zahlreiche Kunstfasern und Kunststoffe.
Zu den größten A.-Produzenten zählen die USA, Japan und Deutschland. Aufgrund großer Kapazitäten und technischer Eignung werden auch heute noch Teile der Rohstoffe für Umweltzeichenprodukte z.B. Acryllackdispersionsfarben aus Acrylsäurenitril hergestellt.

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