Prioritäten der europäischen Umweltpolitik
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Prioritäten der europäischen Umweltpolitik Manfred Grasserbauer Institut für Chemische Technologien and Analytik Fakultät für Technische Chemie Technische Universität Wien [email protected] 1 EU Joint Research Centre Ispra Institut für Umwelt und Nachhaltigkeit Joint Research Centre Europäische Kommission 2 1 “Macht Euch die Erde untertan.” Source: Paul Crutzen::Anthropocene,and NASA Genesis 1, Vers 28 Transformation der Hälfte der Erdoberfläche. 10 fache Zunahme der Bevölkerung während der letzten 300 Jahre. 15 facher Energie- und Ressourcenverbrauch im Vergleich zu 1900. 3 Auswirkungen dieser Entwicklung Wohlstand, kultureller Reichtum, soziale Sicherheit. Umweltverschmutzung, ausufernde Verstädterung, exzessive Ausbeutung natürlicher Ressourcen, globale Erwärmung, dramatische Unterschiede in Einkommen und weitverbreitete Armut 4 2 Die Umweltpolitik der Europäischen Union Seit 1970 wurden ca 250 legislative Maßnahmen gesetzt und p g durchgeführt g . 6 Umwelt-Aktionsprogramme Entwicklung von sektoriellen Maßnahmen zum umfassenden Konzept einer Nachhaltigen Entwicklung. Prinzip der Nachhaltigen Entwicklung ist Leitlinie der Europäischen Union – sowohl für europäische als auch globale Maßnahmen. „Nachhaltige Entwicklung bedeutet, daß die gegenwärtige Generation ihre Bedürfnisse befriedigt, ohne die Fähigkeit der zukünftigen Generation zu gefährden, ihre eigenen Bedürfnisse befriedigen zu können." 5 Prioritäten der Umweltpolitik der Europäischen Union Communication of European Commission to Council and Parliament COM (2005)658final “On the Review of the Sustainable Development Strategy – a Platform for Action.” •Qualität und nachhaltige Nutzung natürlicher Ressourcen: Luft, Wasser, Boden, Vegetation. •Klimawandel und saubere Energie. •Globale Armut und Entwicklungskooperation. 6 3 Prioritäten der Umweltpolitik der Europäischen Union Die Qualität unserer Luft 20% der Bevölkerung Be ölker ng leiden im Sommer unter nter erhöhten Ozonwerten und im Winter unter Feinstaubbelastung (EEA 2009). Erkrankungen der Atemwege sind sehr verbreitet. 2/3 der Luftschadstoffe (PM, SO2, NOx, VOCs) stammen aus Industrie und Verkehr ((EEA 2010). ) Euro Emission Standards for Road Vehicles1970 – …. Integrated Pollution Prevention Directives 1996 National Emission Ceilings Directive 2001 Thematic Strategy on Clean Air for Europe 2005 Air Quality Directives 1996 – 2008 7 Industrielle Emissionen von Luftschadstoffen: National Emission Ceilings for SO2, NOx, VOCs, NH3 Source: Mete eosat Jun1 2005 SO2 Emissionen in Stara Zagora (Bulgarien) 8 Block mit mehreren Kohlekraftwerken emittierte ca 2.200 Tonnen SO2 pro Tag. 4 Europäische “Hot Spots” für Luftverschmutzung. Troposphärisches NO2 - Durchschnitt 1996 – 2001 Quelle: Beirle et al., Univ. Heidelberg, 2004 9 Europäische “Hot Spots” für Luftverschmutzung: Smog über der Pianura Padana Luftaufnahme der Region Bergamo/Milano19 April 2011. 10 5 Schadstoffemissionen im Straßenverkehr: Emissionslimits EU-Direktiven EURO 5, EURO 6, EURO V,, EUROVI….: Emissionslimits Source: JRC-IIES Reduktion von NOx + VOCs und Feinstaub durch Katalysatoren und Filter te Verbrauchsreduktion zur Verringerung der Emission von CO2 (130g CO2/km) Entwicklung von neuen Emissionstandards auf Basis der Messung der Emissionen unter dynamischen Fahrbedingungen. 11 Schadstoffemissionen im Straßenverkehr: Effizienz der EU-Direktiven Analyse der EEA für Strassenverkehr (Periode 1990–2005): •Kraftstoffverbrauch plus 26% oCO Emissionen minus 80 % oCO-Emissionen %, oNMVOC-Emissionen minus 68 % oNOx-Emissionen minus 40 % oPM-Emissionen minus 60 % verglichen mit “no-policy scenario”. TROTZDEM: •Jahresmittelwerte für NO2 werden an 41% der Messstellen in Strassennähe überschritten (Werte für EU27 in 2009). •PM10 –Limits (35 Tage über 50 µg/m3 bzw. Jahresmittelwerte von 40 μg/m3) werden an 30% der Messstellen in Strassennähe überschritten (Werte für EU27 in 2009). •PM2,5 –Limits (Jahresmittelwert 25 µg/m3 – bindend 2015) werden auch häufig überschritten. 12 Source: EEA 2011 6 Schadstoffemissionen im Straßenverkehr: So ource: EEA 2011 Jahresmittelwerte von PM10 im Jahr 2009 Überschreitung des Jahresmittelwertes (40 μg/m3) H Hauptquellen t ll für fü PM10: •KFZ-Verkehr •Strassenstaub •Kleinfeuerungsanlagen •Regionaler Transport •Industrielle Emissionen 13 Relevanz der PM-Limits EFCA-symposium, Brussels, 26-27 May 2011: •“Since PM10 and PM2,5 consist of mineral components, secondary inorganic g and organic g aerosols and carbonaceous compounds p ((black carbon and organics) the present regulation does not adequately address the pollution by traffic (providing the major health risk) and needs to be extended with an additional, traffic-specific component of PM.” •“Considering health risk evaluations, implementation criteria and trafficspecificity, black carbon particles (a source tracer for traffic and biomass burning) seems to be the most suitable component.” Ultrafine airborne particles (< 0 0.1 1 μm): •The ultrafine black carbon particles have a higher penetration in the deeper regions of the lungs and also have the higher toxicity, possibly through associations with polycyclic aromatics and metals. •“Gradual development of regulating smaller size fractions and consideration of alternatives on the Metrics of Particulate Matter is necessary (particle number, surface area?).” 14 7 Schadstoffemissionen im Straßenverkehr: Schwerverkehr NOx [g/20km] Entwicklung von “on-board” Diagnostik zur Erfassung der Emissionen unter realen 15 Betriebsbedingungen optimierte Steuerung der Verkehrsströme. Entwicklung eines nachhaltigen Verkehrssystems für Europa • Integration von allen Verkehrsmitteln auf europäischer, regionaler und lokaler Ebene mit dem Ziel ein leistungsfähiges, energie-effizientes, kostengünstiges und umweltschonendes System zu schaffen. •Transeuropäische Netzwerke mit Eisenbahn Eisenbahn-Hochgeschwindigkeitstrecken Hochgeschwindigkeitstrecken: Paris– Strasbourg– Stuttgart– Wien– Budapest (1.500 km) LissabonMadridMarseilleParisBrüsselAmsterdam (2500 km) BerlinMünchenInnsbruckBolognaRomNeapelPalermo (2.200 km) 16 8 Luftqualität in Europa: Ferntransport der Schadstoffe Smog im Großraum Peking. “Particulate matter-rich pollution was detected over Europe, where it had travelled from Asia across the Pacific, America and the North Atlantic in only 10 days. These Einfluss aufNorth die Ozonkonzentration in Europa: einige ppbV. 17 atmospheric ‘brown Globale clouds’ are increase, particularly across Asia.“ EEA 2011 Hotpredicted Spots: NOtoAccent Quelle: ESA Quelle: EU Projekt 2-Emissionen. Prioritäten der Umweltpolitik der Europäischen Union Qualität und Quantität der Wasserressourcen •20 % der europäischen Oberflächengewässer sind von Verschmutzung mit Nitrat und Pestiziden bedroht. •Toxische Chemikalien gelangen nach wie vor in aquatische Systeme. • Die europäischen Meeresgewässer zeigen starke p g, insbesondere in Küstenzonen. Eutrophierung, • 100 Millionen Bewohner Südeuropas leiden regelmäßig unter Wassermangel. EU: Water Framework Directive 2000/60EC Marine Thematic Strategy 2006 REACH Directive 2006 18 9 Die Wasserrahmenrichtline 2000: Nachhaltiges Management der Flußeinzugsgebiete Integriertes transnationales Management Ökosystem Ansatz: Gesamtbeurteilung der Oberflächenwässer Zielsetzung: “guter Zustand der Oberflächenwässr in 2015 19 Source: JRC-IES Management des Einzugsgebietes der Donau International Commission for the Protection of the Danube River (ICPDR). 801.463 km², 81 Millionen Einwohner, 19 Länder 20 Quelle: JRC-IES 10 Die Wasserrahmenrichtline 2000 Source: JRC--IES 2006 232 Küstenstationen 232 Coastal sites 385 Seen-Stationen 385 Lake sites 883 Fluß-Stationen Erstellung von ökologischen Qualitätstandards für 7 Ökoregionen. 21 Die Wasserrahmenrichtline 2000: Ökologische Qualitätstandards Diatomeen als Indikator für Umweltstress? Entwicklung von DNA Microarray22 Technologie für Detektion vonThalassiosira pseudonana. 11 Wasserrahmenrichtlinie 2000: Austrag von stickstoffhältigen Düngemitteln in der EU. Ökologische Qualitätstandards Verbrauch von stickstoffhältigen Düngemitteln ist seit 1960 um den Faktor 10 gestiegen Landwirtschaft ist die Hauptquelle für Nährstoffe und andere Chemikalien und damit der Hauptverursacher für Eutrophierung der Binnenund Küstengewässer und für Belastung des Grundwassers 23 Source: JRC-IES Wasserrahmenrichtline 2000: Chemische Qualitätsstandards Alachlor Atrazine DDT and metabolites Benzene (DDD, DDE) Brominated Diphenylethers Aldrin C10-13 Chloroalkanes 76/464 Dangerous Substances Directive Endrin Cadmium and compouds Isodrin 1,2-Dichloroethane Carbon tetrachloride Hexachlorobenzene Perchloroethylene Hexachlorobutadien Trichloroethylen Hexachlorocyclohexane Chlorfenvinphos Chlorpyrifos Dichloromethane Di(2-ethylhexyl)phthalate Diuron Endosulfan Mercury and its compounds Isoproturon Pentachlorophenol Lead and its compounds Trichlorobenzene Nickel and its compounds Trichloromethane Nonylphenols 33 WFD priority substances Octylphenols OSPAR, ECB, BKH ED list, DWD, other pollutants lists River basin specific pollutants Pentachlorobenzene Polyaromatic Hydrocarbons Simazine Tributyltin compounds Trifluralin Source: EC-DG E ENV Dieldrin 100 million tons of toxic chemicals produced annually in EU (EUROSTAT 2008) 24 >100.000 chemical compounds produced in industrial scale 12 Wasserrahmenrichtline 2000: Chemical Status of Surface Water as of December 2010 Problems: •Cd, Hg •PAHs •Tributyltin (TBT) •Trichlorobenzene •Nonylphenol •Diethylhexylphtalate (DEHP) 25 Source: EEA 2011 Die Wasserrahmenrichtline 2000: Emerging Pollutants •Der “chemische Status” wird an Hand der 33 “priority pollutants” erhoben. oAuswertung von 500 organischen Substanzen ergab, dass 38% dieser Chemikalien in der Umwelt in einer Konzentration vorliegen, in der sie einen (toxischen) Effekt auf Organismen haben können. o70 weitere Verbindungen wurden als potentielle “priority pollutants” identifiziert. ¾Pestizide, wie Diazinon, Azoxystrobin und Terbutylazin, ¾Weichmacher wie Bisphenol A (Fertilitätsbeeinträchtigung) ¾Weichmacher, (Fertilitätsbeeinträchtigung), ¾Pharmazeutika, wie Diclofenac und Ibuprofen (schmerzstillende Medikamente), ¾Körperpflegemittel, wie HHCB. • Große Screening Progamme, wie das JRC Programm mit 280 Messstationen in 27 Ländern: 60 organische Substanzen, inkl. Pestizide, Pharmazeutika, Hormone, Antibiotika.................... oerhöhte Werte für viele Substanzen gefunden (“priority pollutants” und andere).26 Quelle: UFZ 2011, JR RC 2011, EEA 2011 Aber: welche organischen Schadstoffe sind sonst noch vorhanden? •Analyse von bestehenden Daten früherer Monitoringprogramme: EU MODELKEY Datensammlung D t l fü Elbe, für Elb Donau, D S h ld und Schelde d Llobregat Ll b t (Spanien) mit 750,000 Eintragungen: 13 Die Wasserrahmenrichtline 2000: Emerging Pollutants Screening programme for the presence of “new substances” in European water bodies. Po watershed a major source for Per-FluoroOctanoic Acid (PFOA): 4 tons per year discharged to the sea. PFOA is carcinogenic. 27 Die europäischen Küstengewässer: Schwere Ökosystemstörungen Eintrag von Nähr- und Schadstoffen durch Flüsse. Verbauung Eutrophierung und Algenblüte Zunahme der Siedlungsdichte g und Tourismus. Intensivnutzung durch Aquakulturen (500.000 to Meeresfrüchte pro Jahr). Verbauung Mar Menor (Spanien) Sacca di Goro (Italien) Sauerstoffmangel Etang de Thau (Frankreich) 28 PROTOCOL on Integrated Coastal Zone Management in the Mediterranean 14 Wasserknappheit in Südeuropa. EU Action Plan on Water Scarcity and Drought Tourismus: Jedes Jahr verbringen 200 Millionen Mittel- und Nordeuropäer ihren 29 Urlaub Baumwollfelder in Andalusien : Landwirtschaft verbraucht 70%täglich. des Grundwassers Almeriaam – Das Gewächshaus Europas: Plastikwüste ohne Grundwasser. Mittelmeer. Tourist verbraucht 500 Liter Wasser Prioritäten der Umweltpolitik der Europäischen Union Klimawandel und saubere Energie Globale Gl b l Erwärmung E ä i t überwiegend ist üb i d auff die di Anreicherung A i h von Treibhausgasen in der Atmosphäre zurückzuführen. Wenn keine Maßnahmen engriffen werden, steigen die Emissionen dieser Treibhausgase bis 2050 um 70 % in den Industriestaaten und um 250 % in den Schwellen- und Entwicklungsländern. 75 % der Treibhausgase stammen aus der Verbrennung von Kohle, Öl, Gas und Biomasse. Source: IPCC (Weltklimarat) 2007 European Climate Change Programmes I (2000) and II (2005) 30 15 Auswirkungen des globalen Klimawandels: Rückzug der Gletscher Eisniveau 1900 Morteratsch Gletscher (Pontresina): 2000 m seit 1900 31 Auswirkungen des globalen Klimawandels Source: IPCC (W Weltklimarat) 2007 Vorhersage der globalen Erwärmung (A2 Scenario) Temperaturanstieg in °C Erwärmung um durchschnittlich 4°C bis 2100 (Bereich 2-6°C) 32 16 Klimawandel: Verringerungen der Prognoseunsicherheit Gesamte natürliche Strahlungsabsorption und -reflexion der Erde ist 342 W/m2. •Erwärmungseffekt durch Treibhausgase = 2,7- 3,6 W/m2 •Kühlungseffekt von Wolken, Aerosolen und Albedo = 0,4 – 3,2 W/m2 •Differenz zwischen Erwärmung und Kühlung sehr klein hohe Prognoseunsicherheit 33 Die europäische Klimawandel-Strategie: Verringerung der Prognose-Unsicherheiten AOD 40 30 20 10 reducction of direct sun light (%) 50 Monitoring der Aerosolkonzentration (optische Dichte) über Europa durch Satellitenmessungen. 34 Quelle: JRC-IES/TNO-FEL 17 Die öffentliche Wahrnehmung des Klimawandels. Jänner 1989 April 2007 35 Die europäische Klimawandel-Strategie. Reduktion R d kti der Risiken durch MITIGATION Reduzierung der Emission von Treibhausgasen + ADAPTIERUNG Reduktion des Impakts zu geringstmöglichen Kosten und mit maximalem Effekt Mitigationsziel: Begrenzung der globalen Erwärmung auf 2 ° C = maximum 450 ppm CO2eq The EU Integrated Climate and Energy Policy 2008 36 18 Das Klima- und Energiepaket der EU: Klima- und Energie-Ziele (Basis 1990) Source: E EC DG Climate Action • Verbindliche Ziele für 2020: o EU Treibhausgas-Emissionen: T ibh E i i minus i 20 (30)% o Energie-Effizienz in EU: plus 20 % o Erneuerbare Energien in EU: Anteil 20 % o Biotreibstoffe in EU: Anteil 10 % • Deklarierte Ziele für 2050: o Globale Treibhausgas-Emissionen: minus 50% o EU Treibhausgas-Emissionen: minus 85% Die Industriestaaten emitieren pro Kopf 3 – 5 mal mehr als Schwellenländer und bis zu 10 mal mehr als Entwicklungsländer. 37 Die dritte industrielle Revolution • Ohne tiefgreifende Änderungen der derzeit genutzten und über g 100 Jahre alten Technologien werden die ehrgeizigen Ziele der Bekämpfung der globalen Erwärmung nicht zu erreichen sein. • Eine globale Zusammenarbeit und eine visionäre und starke politische Führung ist notwendig. Hans Joachim Schellnhuber, Direktor Potsdam Institut für Klimafolgenabschätzung, 38 Berater von Juan Manuel Barroso und Angela Merkel 19 Die dritte industrielle Revolution: Source: Re enault 2010 Individuelle Mobilität der Zukunft Renault Twizy: „An all-electric vehicle aimed primarily at busy city dwellers who need to pick their way through the urban jungle.” 39 Ultra-compact dimensions 2.30m in length, and just 1.13m wide. Die dritte industrielle Revolution: Erneuerbare Energien - Wind Source: JRC Institute for Energy 2010 Anteil derzeit 4 % an der Elektrizitätserzeugung in der EU Wachstum 15% p.a., Anteil 20 % in 2020. OECD/IEA Blue Scenario: 2050 weltweit >500.000 Windkraftwerke Enercon E-126: Leistung 7.540MW EU SET-Plan: The in European (6 bio EUR) Potential für Windenergie Europa Wind Initiative Gesamthöhe198 m, Rotor 62 m 20 European Potential for Solar Energy Die dritte industrielle Revolution: Eneuerbare Energien - Sonne Source: JRC Institute for Energy 2 2010 Anteil derzeit 0,4 % an der Elektrizitätserzeugung in der EU Wachstum 50% p.a., Anteil 10-15 % in 2020. OECD/IEA Blue Scenario: 2050 weltweit >2.000 km2 Photovoltaikflächen EU SET-Plan: The Solar Europe Initiative (16 bio EUR) 41 Die dritte industrielle Revolution: Erneuerbare Energien - Sonne The solar bikini by designer Andrew Schneider: •Produces electricity for MP3 player through solar foils woven into the textiles. 42 Source: Geo 2011 21 Die dritte industrielle Revolution: Erneuerbare Energien – Biotreibstoffe •DieDie dritte Generation: Biotreibstoffe ausaus Algen (“Oilgae”) Die erste Generation: Biotreibstoff aus Zucker und Pflanzenölen zweite Generation: Biotreibstoff Zellulose C30H48 Algen der Chlorophyceae Fließbettreaktor Klasse (Botryococcus für Vergasung braunii, von Holzabfällen Chlorella vulgaris) produzieren Biotreibstoffanlage in Babilafuente (Spanien) erzeugt 200.000 to Ethanol EU SET-Plan: 43 bis zu European 50% Masse Güssing, Kohlenwasserstoffe AustriaInitiative (hpts. Triterpene) ausihrer Gerste und als Weizen. Quelle: Abengoa 2010. The Industrial Bioenergy (9 bio EUR) Das Klima- und Energiepaket der EU: Source: Eurropean Environment Ag gency Abhängigkeit der EU von Ölimporten Blaue Fläche entspricht dem Rohölverbrauch der EU, gelbe Sterne entsprechen der eigenen Rohölproduktion der EU. 44 22 Prioritäten der Umweltpolitik der Europäischen Union Globale Armut und Entwicklungskooperation Die Entwicklungen in anderen Kontinenten betreffen Europa in vielfältiger Weise: Luftqualität, Emission von Treibhausgasen, Bevölkerungswachstum, wirtschaftliche Konkurrenzierung, Migration…… Europa – und alle anderen Industriestaaten - verbrauchen das dreifache der globalen natürlichen Ressourcen als ihnen zusteht und lebt damit teilweise auf Kosten der anderen. anderen Hätte jeder Erdbewohner den gleichen Konsum bräuchten wir 3 Planeten Erde zur Versorgung der Bevölkerung. Europa ist nur ein kleiner Teil EINER globalisierten Welt. Integration der EU Politik für Nachhaltige Entwicklung in EU Politiken über 45 Außenbeziehungen, Handel, Sicherheit, Entwicklungshilfe. Europa und die Schwellenländer Rasanter Anstieg der industriellen Produktion in diesen Schwellenländern hat einen ebenso rasanten Anstieg des Energieverbrauches, eine zunehmende Verknappung wichtiger Ressourcen auf dem Weltmarkt sowie eine massive Beeinträchtigung der Umwelt zur Folge. •Europa muß die neuesten Technologien liefern und für gemeinsame Entwicklungen offen sein: •saubere und effiziente Technologien für industrielle Produktion, Energiegewinnung und Transport. Peking Dezember 2007 46 23 Globalisierung: Die Entwicklungsländer Überbevölkerung, Armut, Hunger, Fehlen der notwendigsten Infrastruktur, Benachteiligungen im internationalen Handel. •2 Milliarden Menschen haben keinen Zugang zu Elektrizität. •2 Milliarden Menschen haben keine sanitären Anlagen. •1 Milliarde Menschen haben keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser. 47 Europa und die Entwicklungsländer: Nachtlichter über Europa und Afrika 5000 Watt pro Kopf <500 Watt pro Kopf 800 Millionen Einwohner 1 Milliarde Einwohner 48 24 Europa und die Entwicklungsländer: Unser Nachbar Afrika •Europa muss ¾Entwicklungshilfe bereitstellen, insbesondere zur Verbesserung der Infrastruktur, ¾den Handel verstärken durch Abbau von Importzöllen und Exportstützungen, insbesondere für landwirtschaftliche Produkte, Produkte und Einwohner : 1 Milliarde 2008 2 Milliarden 2050 ¾geeignete Technologien zur Verfügung stellen. Europäische Entwicklungshilfe für Afrika: 3 Milliarden Euro pro Jahr (=6 Euro pro Europäer) 49 Europa und die Entwicklungsländer: “Survival Technologies” LifeStraw LifeStraw ist ein tragbares Gerät zur Wasseraufbereitung, welches Bakterien un Viren abtötet und vermeidet damit Übertragung von Krankheiten wie Cholera, T h Typhus, Di h i und Diphterie d Durchfall. Kann mindestens 700 Liter Wasser reinigen und kostet 3.50 US$. 50 25 Europa und die Entwicklungsländer: Energieversorgung in Afrika Source: JRC-IE ES. Potential der Sonnenenergie in Afrika. 51 Source: One W World Almanac 2008 Die Traumstraße zu einem besseren Leben ? 52 Lastwagen mit 200 Passagieren auf dem Weg durch die Sahara nach Libyen. 26 Die größte Herausforderung für die Menschheit: Die Entwicklung eines funktionierenden globalen Systems für ein friedliches Zusammenleben von 7 Milliarden Menschen im Jahre 2011 und 10 Milliarden im Jahre 2050, mit 1.000 Nationen in 200 Ländern. Unter den schwierigen Rahmenbedingungen g Ausbeutung g der natürlichen Ressourcen,, •einer übermäßigen •von riesigen Unterschieden im Lebensstandard, •der Bedrohungen durch den globalen Klimawandel, und •des Fehlens einer “Weltregierung”. 53 Die Europäische Union als „Global Soft Power“ kann und muss diese Entwicklung anführen! Source: 3DNWorld w web-site Die europäische Umweltpolitik ist dabei ein wichtiges Element. Und die Analytische Chemie liefert wichtige g Daten für Entwicklung und Implementierung dieser Umweltpolitik. Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. 54 27
