Μία από τις σημαντικότερες αποθέσεις λιγνίτη της Δυτικής Τουρκίας εντοπίζεται στην λεκάνη της Mugla. Η λεκάνη της Mugla αποτελείται από δύο τάφρους ΒΔ-ΝΑ διεύθυνσης, οι οποίες χωρίζονται από μία πλατιά έξαρση του υποβάθρου, δημιουργώντας τις υπολεκάνες του Yatağan και του Milas. Η εμφάνιση του υποβάθρου αποτελείται στα νότια από τα Λυκκιακά καλύμματα, τα οποία περιλαμβάνουν ένα σύμπλεγμα πετρωμάτων ωκεάνιας και ηπειρωτικής προέλευσης και στα βόρεια από μεταμορφωμένα πετρώματα, όπως σχιστόλιθοι, γνεύσιοι, αμφιβολίτες, και μάρμαρα της Μάζας Menderes. Η παρούσα εργασία εστιάζει στο λιγνίτη της περιοχής Milas και τα στερεά παραπροϊόντα καύσης του (ιπτάμενη τέφρα και τέφρα εστίας) από τις περιοχές Yeniköy, Yatağan και Kemerköy της Τουρκίας. Σκοπός της μελέτης είναι η εκτίμηση της κινητικότητας των ιχνοστοιχείων κατά την εκμετάλλευση του λιγνίτη για ηλεκτροπαραγωγή και κατά την αποθήκευση και διάθεση των στερεών παραπροϊόντων της καύσης του στην περιοχή Mugla της Τουρκίας. Αντικείμενο της εργασίας αποτέλεσε η γεωχημική μελέτη του λιγνίτη και των παραπροϊόντων του, καθώς και η χημική μελέτη των διαλυμάτων που προέκυψαν κατά την απόπλυσή τους σε συνθήκες pH 5 και 8,5. Επιπρόσθετα, πραγματοποιήθηκε μία σειρά εργαστηριακών αναλύσεων, που περιλαμβάνουν την προσεγγιστική και στοιχειακή ανάλυση, την ανθρακοπετρογραφική εξέταση, καθώς και τις ορυκτολογικές αναλύσεις όλων των δειγμάτων. Στα πλαίσια των εργαστηριακών αναλύσεων, προσδιορίστηκε η υγρασία, η τέφρα, η περιεκτικότητα σε πτητικά συστατικά, καθώς και η περιεκτικότητα των C, H, N και S του λιγνίτη και των παραπροϊόντων του, ο μόνιμος άνθρακας, η θερμαντική ικανότητα και η ανακλαστικότητα του λιγνίτη. Οι συγκεντρώσεις των ιχνοστοιχείων στον λιγνίτη, την ιπτάμενη τέφρα και την τέφρα εστίας προσδιορίστηκαν με τη χρήση του οργάνου ELAN 6100 Perkin Elmer®. Τα στοιχεία, που προσδιορίστηκαν είναι τα Αg, As, B, Ba, Be, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, Hf, Hg, Li, Mn, Mo, Ni, Pb, Se, Sr, U, V και Zn. Σύμφωνα με τις περιεκτικότητες των ιχνοστοιχείων του λιγνίτη και των παραπροϊόντων της καύσης του εκτιμήθηκε η κινητικότητά τους κατά την καύση με τον υπολογισμό του συντελεστή εμπλουτισμού (R.E.). Πολύ μικρό συντελεστή εμπλουτισμού και κατά συνέπεια έντονη πτητικότητα παρουσιάζουν τα στοιχεία As, Cd, Mo, Pb και Sr. Μέτρια πτητικότητα εμφανίζουν τα Ag, B, Cr, Ni, U, V, Zn, ενώ όλα τα υπόλοιπα έχουν μικρή πτητικότητα, καθώς συμμετέχουν στο τμήμα των παραπροϊόντων που παραμένει στην τέφρα των ατμοηλεκτρικών σταθμών. Ακολούθως, έλαβαν χώρα πειράματα έκπλυσης των ιχνοστοιχείων από το λιγνίτη και τα παραπροϊόντα του σε συνθήκες pH 5 και 8,5, ούτως ώστε να προσδιοριστεί η κινητικότητα τους, με τη βοήθεια του Ποσοστού Σχετικής Έκπλυσης (RML) και της Έντασης έκπλυσης (Ιl). Τα αποτελέσματα των παραπάνω έδειξαν ως πιο κινητικά ιχνοστοιχεία σε συνθήκες pH 5 και 8,5, στο λιγνίτη τα As, B, Mn, Sr, στην ιπτάμενη τέφρα τα Cr, Li, Mo και Sr, και στην τέφρα εστίας τα Li, Mo, Sr. Προκειμένου να προσδιοριστεί η γεωχημική συγγένεια των ιχνοστοιχείων στα «ως έχει» δείγματα του λιγνίτη και των παραπροϊόντων καύσης του, αλλά και να περιγραφεί η συμπεριφορά τους κατά τη διάρκεια της έκπλυσής τους σε διαφορετικές τιμές pH, πραγματοποιήθηκε στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων της στοιχειακής ανάλυσης. Ειδικότερα, στα αποτελέσματα των στοιχειακών αναλύσεων και των τιμών έκπλυσης των ιχνοστοιχείων όλων των δειγμάτων ξεχωριστά για pH 5 και pH 8,5, καθώς και των ορυκτών της ιπτάμενης τέφρας και της τέφρας εστίας εφαρμόστηκε η μέθοδος της παραγοντικής ανάλυσης R-τύπου. / One of the most important lignite deposits of Western Turkey is located in the basin of Mugla. The Mugla basin consists of two NW-SE direction grabens, which are separated by a wide rise of the basement that creates the sub-basins of Yatağan and Milas. Southern, the basement is consisted of the Lyccian nappes, which contain a cluster of ocean and continental origin rocks, while northern is consisted of metamorphic rocks, such as schists, gneiss, amphibolites and marbles of the Menderes Mass. The present study focuses on the lignite of Milas region and its combustion solid by-products (fly ash and bottom ash) from Yeniköy, Yatağan and Kemerköy areas in Turkey. The purpose of this study is to estimate the mobility of elements and trace elements in the exploitation of the lignite deposits for generating power in the region of Mugla in Turkey. The object of the present study lies in the geochemical study of lignite and its combustion products and in the determination of the mobility of trace elements during the combustion of lignite and the leaching of lignite and its by-products, under pH 5 and 8.5 conditions. In addition, several laboratory analyses are performed, including the proximate and the elemental analysis, the coal-petrographical examination and the mineralogical analysis of all samples. During these laboratory analyses are determined the moisture, the ash, the content of volatile components and the content of C, H, N and S of lignite and lignite combustion products the permanent carbon, the calorific value and the reflectivity of lignite. The contents of trace elements in lignite, in fly ash and in bottom ash are determined using an ELAN 6100 Perkin Elmer ® instrument. The elements, which were identified, are Ag, As, B, Ba, Be, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, Hf, Hg, Li, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, U, V and Zn. According to the trace elements contents of lignite and its combustion products, the mobility during combustion was determined using the Enrichment Factor (RE). Very low rate of enrichment and thus, strong volatility, have the elements As, Cd, Mo, Pb and Sr. Medium volatility is being observed in the elements Ag, B, Cr, Ni, U, V, Zn, while all the rest have low volatility due to their existence in the part of the lignite co-products that remain in the ash of the Thermal Power Plants. Furthermore, leaching experiments under pH 5 and 8.5 conditions took place to estimate the mobility of trace elements from lignite and its by-products using the Relative Mass Leached (RML) and Leaching Intensity (Ιl). The above results, under pH 5 and 8.5 conditions, indicate as more mobile trace elements in the lignite the elements As, B, Mn, Sr, in the fly ash the elements Cr, Li, Mo and Sr, and in the bottom ash the elements Li, Mo, Sr. In order to determine the geochemical affinity and the mode of occurrence of trace elements in the samples of lignite and its combustion by-products and to describe their behavior during the leaching at different pH conditions, a statistical process of the elemental analysis results is performed. In particular, the methodology of factor analysis R-type is used in the elemental analysis results, in the leaching values of trace elements of all samples, separately for pH 5 and pH 8,5 and in the fly ash and the bottom ash minerals.

This diploma thesis is focused on optimization of sequential chemical fractionation method to humeomics in order to be useful for determination of organic matter content and distribution and also organic elements in soil. Subsequently, the optimized method is used to assess the efect of lignite application as soil support on these soil characteristics. For these purposes, there were three source matrices of organic matter (lignite, soil and annual soil extraction after lignite application) fractionated by sequential chemical analysis. In parallel, these samples were also fractionated by classic alkaline extraction to obtain the so-called extractable fraction of organic matter (NOM). Individual fractions from sequential chemical fractionation as well as NOM samples were characterized by methods of elemental analysis (determination of organic elements), thermogravimetry (contents of ash, organic matter and moisture) and FTIR spektrometry (structural analysis). The results obtained from a large range of data from all humeomics fractions and NOM fractions showed that the method of sequential chemical fractionation gives higher yields of organic matter compared to classic alkaline extraction. Another indisputable advantage is the fact that the obtained fractions divided according to solubility and strenght of binding to soil inorganics can be better characterized by physical-chemical methods, which provides more detailed information about soil organic matter. The results of the work also show that in order for lignite as a support substance to significantly affect soil properties, a longer time, multiple sampling and repetition of individual fractionations would be needed.

Die Dissertationsschrift führt im Gegensatz zu bisherigen Ansätzen im Zusammenhang mit der Energiewende einen Perspektivwechsel hin zur gesellschaftlichen Berücksichtigung herbei. Bisherige Szenariostudien richteten ihren Fokus auf die technische Machbarkeit sowie einzelne Kosten- und Umweltaspekte, wie in der Voranalyse gezeigt wird. Die Gesellschaft spielt in diesem Fall eine sekundäre Rolle. Statt einer Berücksichtigung im vorab geschalteten Entscheidungsprozess werden so häufig erst im Anschluss Zeit und Aufwand in die nachgelagerte Überzeugung der Bevölkerung investiert. Der in der Arbeit verfolgte Ansatz setzt konsequent darauf, gesellschaftliche Präferenzen und Barrieren vorab in die Entscheidungsfindung einzubeziehen, damit Entscheidungen selbst nachhaltig Bestand haben. Dazu werden repräsentative Telefonbefragungen genutzt, mit denen einerseits die Präferenzen der Bevölkerung, andererseits die Grenzen der Akzeptanz in Form der Zahlungsbereitschaft ermittelt werden. Erst im Anschluss daran werden Szenariorechnungen durchgeführt, um energiepolitische Handlungsoptionen auch quantitativ bewerten zu können. Bei der anschließenden Gegenüberstellung von gesellschaftlichen Barrieren und Modellergebnissen werden jedoch auch die Grenzen dieses Ansatzes vor Augen geführt: So kann eine aus Bevölkerungsperspektive erwünschte Handlungsoption (hier der Braunkohleausstieg) auch an politischen und rechtlichen Schranken scheitern.

In der Dissertation werden die während der Mahltrocknung von Rohbraunkohle ablaufenden Teilprozesse systematisch analysiert und allgemein gültigen Funktionen für den Stoffumsatz zugeordnet. Es entsteht eine Kenntnisstandmatrix, die ausgewählte Literaturstellen einordnet und unbearbeitete Forschungsfelder offenlegt. Diesbezüglich werden Untersuchungen zum Bewegungsverhalten der Kohle beim Eintritt in das Schlagrad angestellt. Anhand eines neuen Berechnungsmodells und experimenteller Fallversuche lassen sich u.a. Aussagen zur konstruktiven Ausführung der Mühlentür treffen. Weiterhin wird in der Arbeit untersucht, welchen Einfluss Partikelgröße, -dichte und -form der Kohlebestandteile Berge, Xylite und Kohlenstaub auf den Sichtprozess haben. Zur Darstellung der berechneten Trennfunktionen T(vs) dient die stationäre Sinkgeschwindigkeit vs als Trennmerkmal. Abschließend folgt ein Ergebnisvergleich mit Messwerten an einem Modellversuchsstand und an realen Mahltrocknungsanlagen im Kraftwerk.

Die vorliegende Arbeit wurde im Rahmen des BMBF-geförderten Projektes "Luft- und bodengestützte spektrometrische Untersuchungen zur Differenzierung reaktiv veränderter Braunkohlentagebaugebiete in Mitteldeutschland" (Vorhaben 02 WB 9667/5) als Kooperation zwischen dem GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ), dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der Gesellschaft für Angewandte Fernerkundung (GAF) und dem Umweltforschungszentrum Leipzig/Halle GmbH (UFZ) angefertigt. Grundidee des Projektes war es, die durch spektrometrische Erfassungsmethoden der Fernerkundung erhaltenen Überfliegungsdaten mittels konventioneller petrographischer, mineralogischer und geochemischer Analytik zu kalibrieren. Der Schwerpunkt dieser Arbeit lag dabei in der Charakterisierung der hydro- und geochemischen Veränderungen in den Kippensedimenten des im mitteldeutschen Raum südlich von Leipzig aufgeschlossenen Braunkohlentagebaus Zwenkau. Zu diesem Zweck wurden die Kippensedimente in Abhängigkeit des Schüttungsalters und der Lagerung untersucht sowie die spezifischen Merkmale der Kippenwässer und Bodengase erfaßt, um die im Kippenkörper ablaufenden chemischen, petrographischen und gefügemäßigen Veränderungen sowie die Wechselwirkungen zwischen den Sedimenten, Wässern und Bodengasen zu beschreiben. Schließlich wird ein Modell zur zeitlichen Entwicklung der Abraumförderbrückenkippe, beginnend bei ihrer Verkippung bis hin zu einem Alter von etwa 20 Jahren, vorgestellt, welches die beobachteten Erscheinungen bezüglich der auftretenden endogenen und exogenen Wechselwirkungsfaktoren gut erklärt. / This thesis was prepared in cooperation with the GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ), the Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), the Gesellschaft für Angewandte Fernerkundung (GAF), and the Umweltforschungszentrum Leipzig/Halle (UFZ) in frame of the project "Airborne and laboratory spectroscopic studies for differentiation of reactively alterated lignite mining pits in Central Germany" (No. 02 WB 9667/5) which was gratefully supported by the Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie (BMBF). The major idea of the project was to achieve a calibration of the spectroscopic data acquired by the remote sensing though the results obtained from conventionally petrographical, mineralogical and geochemical analyses. The main goal of this thesis was the characterization of the hydro- and geochemical alterations in the conveyor bridge dump of the open lignite mining pit Zwenkau which is located in the Central Germany District southern of Leipzig. Therefore, dependent on their ages in terms of dumping and their surface-near locations the dump sediments were investigated and the specific properties of the different types of dump water and soil gases were acquired as well in order to describe the ongoing chemical, petrographical and structural alterations and interactions between the sediments, the water and the soil gases in the conveyor bridge. Finally, a model of the chronological development of the overburden sediments starting from their spilling up to an age of about 20 years is proposed which well explains the observed phenomena regarding the appearing endogenous and exogenous interaction factors.

Kernthema der Dissertation ist die Weiterentwicklung von Kohle-Online-Messtechniken zur kontinuierlichen Bestimmung, das Brennstoffverhalten in Kraftwerkskesseln beeinflussender anorganischer Kohleinhaltsstoffe im Rheinischen Braunkohlerevier, die geologisch bedingt, natürlichen Schwankungen unterliegen. Im Rahmen dieses Vorhabens wurden die Gammastrahlenabsorptionsverfahren zur Aschegehaltsbestimmung und die Prompte-Gamma-Neutronen-Aktivierungs-Analyse (PGNAA) zur Multielement-Analyse als innovative Messmethoden zur Analyse des gesamten Kohlestroms auf Förderbandanlagen identifiziert, deren Eignung im Rahmen von Voruntersuchungen bestätigt, betrieblich eingeführt und unter Praxisbedingungen optimiert. Dabei wurde die Wechselwirkung zwischen Gamma- und Neutronenstrahlung unterschiedlicher Energien mit Braunkohlen und Fördergurten unterschiedlicher Eigenschaften sowie Einflüsse variierender homogener und inhomogener Elementzusammensetzungen bei verschiedenen Messsystemanordnungen und Förderleistungen auf die Messergebnisse systematisch erfasst und für die Versuchsanlagen in der betrieblichen Praxis umgesetzt. Die Gamma-Absorptionsmethode ist im betrieblichen Einsatz, die Erprobung der PGNAA-Prototypanlage steht bevor.

Es wird die tektonische Entwicklung des östlichsten Teils des Egergrabens vorgelegt, wobei die tektonische Aktivität bis ins Pleistozän nachgewiesen wird. Dabei werden erstmals die Tertiärbecken der Oberlausitz als östlichste Fortsetzung des Egergrabens zusammenfassend detailliert beschrieben und die Kohleflöze mit den Flözen der Niederlausitz, der kleinen Tertiärbecken bis Luban und den Kohleflözen der tschechischen Tertiärbecken des Egergrabens korreliert. / The tectonic development of the easternmost part of the Egergraben is presented, with the tectonic activity being proven up to the Pleistocene. For the first time, the Tertiary Basins of Upper Lusatia, as the easternmost continuation of the Eger Graben, are described in detail and the coal seams are correlated with the seams of Lower Lusatia, the small tertiary basins up to Luban and the coal seams of the Czech Tertiary Basins of the Eger Graben.

Předložená magisterská práce se zabývá možným použitím vitrifikovaného lignitového lóžového popele jako náhrada slinku v kompozitních cementech. Byly zkoumány vlivy přidaného vitrifikovaného lóžového popele, jeho jemnosti, alkalických roztoků a jejich koncentrací. Byly připraveny kompozitní cementy v souladu s normou DIN EN 197 – 1. V těchto cementech bylo nahrazeno 30 % slinku vitrifikovaným lóžovým popelem. Konkrétně byly připraveny kompozitní cementy s vitrifikovaným lóžovým popelem o jemnosti 5549 cm2/g a 8397 cm2/g. Dále byly přidány alkalické roztoky hydroxidů a síranů vždy o dvou různých koncentracích, za účelem stimulace pucolánové a/nebo geopolymerní reakce. Mechanické vlastnosti připravených vzorků byly charakterizovány mechanickým testováním na prizmách s rozměry 40×40×160 mm, jak je specifikováno v normě DIN EN 196 – 1. Byla provedena nedestruktivní měření dynamického elastického modulu a destruktivní testovaní na pevnosti v tlaku a v ohybu. Distribuce velikosti částic a chemická analýza vstupních materiálů byla vykonána pomocí laserové granulometrie a rentgenové fluorescence. U zatvrdlých kompozitů bylo dále zkoumáno po 2 a 28 dnech hydratace fázové složení s využitím metody rentgenové difrakce a mikrostruktura s využitím skenovací elektronové mikroskopie. Výsledky ukázaly, že mechanické vlastnosti jsou nezávislé na množství přidaných alkálií stejně jako na jemnosti přidaného vitrifikovaného lóžového popele. Nicméně, znatelně nižší mechanické pevnosti byly pozorovány pro vzorky, které byly aktivovány hydroxidy, pravděpodobně kvůli brzké tvorbě silikátového hydrogelu. Vzorky aktivované sírany nedosáhly pevností jako referenční malta.

Kernthema der Dissertation ist die Weiterentwicklung von Kohle-Online-Messtechniken zur kontinuierlichen Bestimmung, das Brennstoffverhalten in Kraftwerkskesseln beeinflussender anorganischer Kohleinhaltsstoffe im Rheinischen Braunkohlerevier, die geologisch bedingt, natürlichen Schwankungen unterliegen. Im Rahmen dieses Vorhabens wurden die Gammastrahlenabsorptionsverfahren zur Aschegehaltsbestimmung und die Prompte-Gamma-Neutronen-Aktivierungs-Analyse (PGNAA) zur Multielement-Analyse als innovative Messmethoden zur Analyse des gesamten Kohlestroms auf Förderbandanlagen identifiziert, deren Eignung im Rahmen von Voruntersuchungen bestätigt, betrieblich eingeführt und unter Praxisbedingungen optimiert. Dabei wurde die Wechselwirkung zwischen Gamma- und Neutronenstrahlung unterschiedlicher Energien mit Braunkohlen und Fördergurten unterschiedlicher Eigenschaften sowie Einflüsse variierender homogener und inhomogener Elementzusammensetzungen bei verschiedenen Messsystemanordnungen und Förderleistungen auf die Messergebnisse systematisch erfasst und für die Versuchsanlagen in der betrieblichen Praxis umgesetzt. Die Gamma-Absorptionsmethode ist im betrieblichen Einsatz, die Erprobung der PGNAA-Prototypanlage steht bevor.:1 Hintergrund und Motivation 5 1.1 Belagsbildungen bei der Verbrennung von Braunkohlen in Dampferzeugern 5 1.2 Bildungsbedingungen von Schmelzphasen in Mehrstoffsystemen 6 1.3 Methoden zur Bewertung des Ansatzbildungspotenzials 9 1.4 Geologie des Rheinischen Braunkohlenreviers 9 1.4.1 Tektonische Vorgeschichte der Niederrheinischen Bucht 9 1.4.2 Stratigrafischer und lithologischer Überblick des Rheinischen Braunkohlenreviers 11 1.5 Lagerstätten des Rheinischen Braunkohlenreviers 14 1.5.1 Tagebau Garzweiler 14 1.5.2 Tagebau Hambach 15 1.5.3 Tagebau Inden 16 1.6 Kohlesortenkonzept des Rheinischen Braunkohlenreviers 17 2 Ziel der Arbeit 21 3 Stand von Wissenschaft und Kohle-Online-Messtechnik 22 3.1 Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) 22 3.2 Laser-induzierte-Plasma-Spektroskopie (LIPS) 23 3.3 Gammastrahlenabsorption 24 3.4 Prompte-Gamma-Neutronen-Aktivierungsanalyse 28 3.5 Eingesetzte Messtechniken im Rheinischen Revier 30 4 Anforderungen an Kohle-Online-Messtechniken 31 4.1 Revierweite Anforderungen an Kohle-Online-Messtechniken 31 4.2 Anforderungen an Kohle-Online-Messtechniken zur Aschegehaltsbestimmung 31 4.3 Standortspezifische Anforderungen an Kohle-Online-Messtechniken 32 5 Arbeits- und Versuchsprogramm 33 5.1 Radiometrische Aschegehaltsbestimmung mittels Gammastrahlenabsorption 33 5.2 Prompte Gamma-Neutronen-Aktivierungsanalyse (PGNAA) 36 6 Versuchsergebnisse und Diskussion 41 6.1 Radiometrische Aschegehaltsbestimmung mittels Gammastrahlenabsorption 41 6.1.1 Vorversuche mit einer Americiumquelle (Am-241) am Teilstrom (Firma Berthold) 41 6.1.2 Gammastrahlenabsorption eines stahlarmierten Fördergurts 46 6.1.3 Anlagengeometrie der betrieblichen Versuchsanlagen 57 6.1.4 Vollständige Erfassung der Bandbelegung (Detektorgeometrie) 59 6.1.5 Auswirkungen der Elementverteilungen auf die Gammastrahlenabsorption 60 6.1.6 Fehlerbetrachtungen der Gammastrahlenabsorption und Optimierungsansätze 66 6.1.7 Probennahme-Techniken für Referenzwerte der Kalibrierung 68 6.1.8 Anlagen-Kalibrierung für unterschiedliche Aschegehalte 75 6.1.9 Anlagen-Kalibrierung bei unterschiedlichen Förderleistungen 76 6.1.10 Langzeitversuche zu Lagerstättendaten und weiteren Analysetechniken 77 6.1.11 Zusammenfassung der Ergebnisse 81 6.2 Prompte Gamma-Neutronen-Aktivierungsanalyse (PGNAA) 83 6.2.1 Testmessungen mittels MEDINA-Anlage am Forschungszentrum Jülich (FZJ) 83 6.2.2 Simulationsrechnungen für heterogen verteilte Sandfrachten am FZJ 95 6.2.3 Testmessungen mittels Coalscan-Anlage bei der Firma Scantech (Australien) 99 6.2.4 Zusammenfassung der Ergebnisse 105 7 Schlussfolgerungen und Fazit 106 7.1 Radiometrische Aschegehaltsbestimmung mittels Gammastrahlenabsorption 106 7.2 Prompte Gamma-Neutronen-Aktivierungsanalyse (PGNAA) 107 8 Ausblick 108 8.1 Radiometrische Aschegehaltsbestimmung mittels Gammastrahlenabsorption 108 8.2 Prompte Gamma-Neutronen-Aktivierungsanalyse (PGNAA) 109 9 Abbildungsverzeichnis 111 10 Tabellenverzeichnis 118 11 Abkürzungsverzeichnis 120 12 Literaturverzeichnis 123 13 Anhang 126

Die Dissertation beleuchtet die dringende Notwendigkeit, Maßnahmen zu ergreifen, um den Druck auf die Ressourcen der Erde zu mindern und nachhaltige Bedingungen für gegenwärtige und künftige Generationen zu schaffen. Zwei zentrale Strategien werden diskutiert: Die Dekarbonisierung von Energiesystemen und die Reduktion der Emissionen von Haushalten. Diese Strategien sind eng mit Fragen von Gerechtigkeit verbunden, sowohl im Zusammenhang mit einer gerechten Energiewende als auch in der Emissionsminderung von Haushalten. Die Dissertation besteht aus vier Artikeln, die diese Themen vertiefen. Die erste untersucht den Kohleausstieg in europäischen Regionen und die Wahrnehmung der Energiewende durch die davon betroffenen Menschen. Die nächsten beiden untersuchen die Emissionsreduktion auf Haushaltsebene, wobei die sozialen Realitäten der Emittenten analysiert werden, um Reduktionspotenziale zu identifizieren. Die vierte Publikation bietet einen historischen Überblick über Energiekonsummuster und zeigt vergangene und bestehenden Ungleichheiten auf. Die Ergebnisse zeigen, dass die Klimakrise nur unter Berücksichtigung von Ungleichheiten und Ungerechtigkeiten verstanden und angegangen werden kann. Lösungen müssen darauf abzielen, weitere Ungerechtigkeiten zu vermeiden. Die Ergebnisse der Dissertation bieten unter anderem wertvolle Erkenntnisse für Entscheidungsträger auf verschiedenen Ebenen, um eine gerechte Transformation zu klimaneutralen Gesellschaften voranzutreiben. Es wird jedoch betont, dass weitere Forschung in diesen Bereichen, einschließlich anderer fossiler Energieträger und betroffener Regionen, sowie unterschiedlicher Lebensstile, entscheidend ist, um effektive Instrumente zur Unterstützung nachhaltiger Praktiken zu entwickeln. / The dissertation underscores the urgent need to address the strain human activities place on the Earth system, emphasizing the necessity for sustainable solutions to ensure the well-being of current and future generations. Mitigating the impacts of the climate crisis requires significant reductions in greenhouse gas emissions, prompting a closer examination of their sources and contributors. Two primary strategies are proposed: decarbonizing energy systems and reducing household emissions. However, discussions surrounding these strategies often intersect with considerations of justice, highlighting the complex social dimensions of addressing climate change. The dissertation comprises four papers that delve into these issues. The first explores the transition away from coal in European regions, assessing perceptions of justice among affected actors. The subsequent publications focus on emissions reduction at the household level, analyzing social realities and identifying potential avenues for mitigation. The final publication provides a historical perspective on energy consumption patterns, emphasizing past and contemporary societal inequalities. Findings indicate disparities in emissions across households and individuals, necessitating urgent action to reduce per capita emissions. Moreover, sociological frameworks are employed to better understand the ecological dimensions of emissions, revealing complex relationships between social classes and environmental impact. While efforts to combat the climate crisis must prioritize justice and equity, the dissertation also underscores the need for further research. This includes examining alternative energy sources, regions disproportionately affected by climate change, as well as diverse lifestyles. Such research will be essential for developing effective strategies to support sustainable practices and address the complex social dynamics of climate action.