Es genügt nicht CO₂-Emissionen zu limitieren, auch der Methanausstoß muss reduziert werden

Do, 23.07.2020 — IIASA

IIASA LogoIcon GeowissenschaftenEin internationales, im Rahmen des Global Carbon Project arbeitendes Forscherteam, an dem auch Forscher des IIASA beteiligt sind, hat festgestellt, dass die globalen Methanemissionen im letzten Jahrzehnt um 9% (oder ungefähr 50 Millionen Tonnen) gestiegen sind und dass für den größten Teil dieses Anstiegs vom Menschen verursachte Emissionen verantwortlich sind. Diese Emissionen werden insbesondere durch die Landwirtschaft und durch die Verwendung fossiler Brennstoffe verursacht.*

Methan (CH4) ist nach Kohlendioxid (CO2) das am zweithäufigsten vorkommende anthropogene Treibhausgas. Seine Treibhauswirkung ist - bezogen auf einen Zeitraum von 100 Jahren - pro kg 28-mal höher als die von CO2. Seit Beginn der industriellen Revolution sind die Methankonzentrationen in der Atmosphäre um mehr als auf das Zweieinhalbfache gestiegen. Die Ursache für diesen Anstieg der Emissionen hängt weitgehend mit menschlichen Aktivitäten zusammen.

Nach einer Phase der Stabilisierung in den frühen 2000er Jahren haben internationale Messstationen einen weiteren kontinuierlichen Anstieg der Methankonzentrationen beobachtet, der sich dann ab 2014 zu beschleunigen begann. Abbildung 1.
Abbildung 1. Global gemittelter Anstieg von Methan in der Atmosphäre. Daten von 4 Messprogrammen: National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), Advanced Global Atmospheric Gases Experiment (AGAGE), Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) und University of California, Irvine (UCI). Abb. aus [1] "The Global Methane Budget 2000–2017"; https://doi.org/10.5194/essd-12-1561-2020 (Lizenz: cc-by 4.0)

Derzeit steigen die Methankonzentrationen mit einer Rate von etwa 8 - 12 ppb/Jahr (1 ppb = 1Teilchen pro 1 Milliarde Teilchen; zum Vergleich CO2 -Konzentrationen werden in ppm - parts per Million - angegeben; Anm. Redn.). In den Jahren 2017 und 2018 lag die Zunahme von Methan in der Atmosphäre bei 8,5 und 10,7 ppb /Jahr, dies machte sie zu den stärksten Jahren seit 2000 .

Sofern in den kommenden Jahren nicht dringend Maßnahmen zur Reduzierung von Methan ergriffen werden, so wird - laut dem umfassenden Bericht des Global Carbon Project [1]- dieser Trend uns künftig Szenarien bringen, die mit den Zielen des Pariser Abkommens unvereinbar sind. Die im Bericht dargelegte Einschätzung basiert auf dem gesamten aktuellen Wissen über alle Methanquellen, von den größten (den Feuchtgebieten) bis zu den kleinsten (den Hydraten) Quellen. Die Arbeit stützte sich auf die Beiträge von mehr als 80 Wissenschaftlern aus verschiedenen Institutionen, einschließlich des IIASA; eine große Anzahl wissenschaftlicher Fachgebiete sind darin vertreten, um die Vielfalt der Quellen von Methanemissionen in geeigneter Weise behandeln zu können.

Quellen und Senken

„Die Identifizierung der Quellen bottom-up (d.i. die Summe aller Quellen, die aus Inventaren und Modellen geschätzt wurden; Anm. Redn.) und die Verifizierung dieser Quellen top-down durch atmosphärische Messungen ist ein wichtiger erster Schritt, um wirksame zukünftige Strategien zur Minderung der Methanemissionen zu finden“, erklärt die Koautorin Lena Höglund-Isaksson, eine Forscherin des IIASA "Programms für Luftqualität und Treibhausgase".

Dem Bericht zufolge sind rund 60% der Methanemissionen auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen. Die Autoren betonen allerdings, dass diese 60% ein ungefährer Wert sind, da Beiträge aus natürlichen Methanquellen (aus überfluteten Gebieten, Seen, Stauseen, geologischen Formationen, von Termiten hervorgerufen, aus Hydraten, etc.) immer noch ziemlich schwierig kalkulierbar sind. Abbildung 2 gibt eine Übersicht über das globale Methan Budget im Jahr 2017.
Abbildung 2. Eine Abschätzung des globalen Methanbudgets für das Jahr 2017 in Tg/Jahr (1 Tg = 1 Million Tonnen; Anm. Redn.). Anthropogene (rot) und natürliche (grün) Quellen und Senken von Methan. Chemische und biologische Prozesse in Luft und Boden verbrauchen Methan, sind also Senken, wobei etwa 90 % des Methans durch Oxidation mit dem Hydroxyl-Radkal. aus der Atmosphäre entfernt wird. (Bild: http://www.globalcarbonproject.org/methanebudget; Lizenz cc-by-sa)

Art der anthropogenen Methan Emissionen

Die anthropogenen Methan Emissionen nehmen jedoch weiter zu und teilen sich in den globalen Emissionsinventaren (d.i. den Bestandsaufnahmen der Emissionssituation; Anm. Redn.) in folgender Weise auf:

  • 30% gehen auf die Tierhaltung zurück
  • 22% auf die Förderung von Erdöl und Erdgas
  • 18% auf die Entsorgung fester und flüssiger Abfälle
  • 11% auf den Kohlebergbau
  • 8% auf den Anbau von Reis
  • 8% auf das Verbrennen von Biomasse und Biokraftstoffen
  • plus ein Restbetrag, der sich auf Verkehr und Industrie bezieht.

Regionale Unterschiede

Die Methanemissionen unterscheiden sich auch regional.

Abbildung 3 gibt einen globalen Überblick über die wichtigsten Quellen von Methanemissionen.
Abbildung 3. Weltkarte mit den größten natürlichen und anthropogenen Quellen der Methanemissionen (Bild: Saunois et al. 2020, ESSD (Fig 3). Lizenz cc-by 4.0 )

60% des Anstiegs der Methanemissionen sind auf tropische Regionen zurückzuführen und der Rest auf mittlere Breiten. In der Arktis führen steigende Temperaturen dazu, dass der nördliche Permafrost schmilzt und Tauwasserseen entstehen, was laut Modellergebnissen zu erhöhten Methanemissionen im 21. Jahrhundert führen sollte. Die Forscher kommen allerdings zu dem Schluss, dass mit den auf Messungen der atmosphärischen Konzentrationen basierenden Methoden bis jetzt noch kein Anzeichen in diese Richtung detektiert wird.

Die drei hauptsächlich für den Anstieg von Methan verantwortlichen Regionen sind Afrika, Asien und China mit einem Anstieg von jeweils 10-15 Mt. Nordamerika dürfte etwa 5-7 Mt beitragen, wovon 4-5 Mt aus den Vereinigten Staaten stammen. Afrika und Asien (ohne China) tragen maßgeblich zum Anstieg der aus Landwirtschaft und Abfallswirtschaft stammenden Emissionen bei. In China und Nordamerika dominiert der Anstieg der Emissionen aus dem Sektor der fossilen Brennstoffe. Europa ist die einzige Region der Welt, in der die Emissionen anscheinend gesunken sind: je nach verwendeter Schätzmethode zwischen -4 und -2 Mio. t. Dieser Rückgang ist hauptsächlich auf die Entwicklungen im Agrarsektor und auf die Verlagerung des Abfalls weg von den Deponien zurückzuführen.

Die Autoren betonen, dass es wichtig ist, den Anstieg der Methankonzentrationen in der Atmosphäre weiterhin genau zu überwachen und die Emissionsquellen besser zu verstehen.

„Es ist unbedingt erforderlich, die Anstrengungen zur Quantifizierung der globalen Methanbilanz in denselben regelmäßigen Intervallen wie für CO2 fortzusetzen, da die Reduzierung der Methanemissionen dem Klima schnell zugute kommen kann. Wenn wir deutlich unter 2° C Temperaturerhöhung bleiben und die Ziele des Pariser Abkommens erreichen wollen, sollten wir uns nicht damit zufrieden geben, nur die CO2-Emissionen zu begrenzen, sondern auch Methan reduzieren “, schließt die Hauptautorin Marielle Saunois, eine Forscherin am Labor für Klima und Umweltwissenschaften (LSCE, CEA-CNRS-UVSQ) in Frankreich.

Zusätzlich zu dem vom Global Carbon Project erstellten Bericht wurden zwei Forschungsarbeiten in den Zeitschriften Environmental Research Letters und Earth System Science Data veröffentlicht.

[1] Saunois M, Stavert AR, Poulter B, Bousquet P, Canadell JG, Jackson RB, Raymond PA, et al. (2020). The Global Methane Budget 2000–2017. Earth System Science Data DOI: 10.5194/essd-12-1561-2020

* Der von der Redaktion möglichst wortgetreu aus dem Englischen übersetzte Artikel ist am 15. Juli 2020 auf der IIASA Webseite unter dem Titel: " Limiting CO2 emissions is not enough, methane must also be reduced" erschienen (https://iiasa.ac.at/web/home/about/news/200715-the-global-methane-budget.html). IIASA hat freundlicherweise der Veröffentlichung von Inhalten seiner Website und Presseaussendungen in unserem Blog zugestimmt. Der Text wurde von der Redaktion durch passende Abbildungen aus [1] und Legenden ergänzt.

Einige Artikel über Methan Emissionen im ScienceBlog

 

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