Internationaler Tag der Meteorologie: Forschende erzielen erste Fortschritte mit neuem Treibhausgas-Monitoringsystem
Wie können Treibhausgase in der Atmosphäre unabhängig gemessen und so die Wirkung von Klimaschutzmaßnahmen überwacht werden? Das BMBF fördert dazu den Aufbau eines neuen Monitoringsystems für Deutschland – mit ersten neuen Methoden.
Seit der Gründung der Weltorganisation für Meteorologie (World Meteorological Organisation, WMO) am 23. März 1950 steht das Datum für den „Welttag der Meteorologie". In diesem Jahr rückt die WMO das Motto „At the Frontline of Climate Action – An vorderster Front des Klimaschutzes" in den Fokus. Denn: Die Auswirkungen des Klimawandels bedrohen weltweit die Zivilisation, die Ökosysteme und die Biodiversität.
Deutschland verfolgt das Ziel, bis 2045 klimaneutral zu sein. Doch wie können die Treibhausgase unabhängig erfasst werden? Und wie kann regelmäßig kontrolliert werden, ob die Klimaschutzmaßnahmen die gewünschten Effekte haben? Dazu fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) den Aufbau eines „Integrierten Treibhausgas-Monitoringsystems für Deutschland – ITMS". Das System soll in Zukunft ermöglichen, sowohl Treibhausgas-Quellen als auch -Senken zu überwachen und zu dokumentieren. Seit letztem Jahr arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter der Leitung des Deutschen Wetterdienstes sowie dem Max-Planck-Institut für Biogeochemie an der Entwicklung von ITMS. Projektkoordinatorin Andrea Kaiser-Weiss vom DWD betont: „Für ein solch komplexes, umfassendes System setzen wir auf neue Methoden. Ganz entscheidend sind dabei reale Messungen, die laufend ins System einfließen. Das können zum Beispiel von Satelliten erfasste Daten sein. Es gibt auch Flugzeuge, die mit entsprechenden Messinstrumenten ausgestattet sind und regelmäßig Daten zur Atmosphäre ermitteln. Auch am Boden gibt es in Deutschland und weltweit zahlreiche Stationen, die Messungen von Partikeln in der Atmosphäre durchführen. All diese Daten in einem System zu bündeln und zugänglich zu machen, ist unser Ziel für ITMS."
Aktuelles Beispiel: Erfassung der CO2-Emissionen deutscher Stahlwerke mittels Satelliten- und Wetterdaten
Wie unterschiedliche Daten gemessen und intelligent zur Treibhausgasermittlung kombiniert werden können, zeigte aktuell das ITMS-Projektteam: Forschenden der Universität Bremen gelang es, die CO2-Emissionen der fünf deutschen Standorte mit Stahlwerken (Bremen, Dillingen, Duisburg Eisenhüttenstadt und Salzgitter) mittels Satellitendaten aus dem Weltraum zu erfassen und durch ITMS unabhängig überprüfbar zu machen, denn bisher werden nur verbrauchsabhängige Annahmen zu den CO2-Emissionen gemacht. Das Team nutzte den Vorteil, dass bei der Stahlerzeugung neben dem Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) auch Kohlenmonoxid (CO) in großen Mengen emittiert wird. Kohlenmonoxid lässt sich mit der jetzigen Generation von Satellitensensoren vom Weltraum aus besser als CO2 bestimmen. Mittels des Kohlenmonoxids können aber auch Rückschlüsse auf die Menge der CO2-Emissionen erzielt werden.
Dr. Heinrich Bovensmann von der Universität Bremen erklärte: „Durch den satellitengestützten Nachweis von Kohlenmonoxid und der genauen Kenntnis der meteorologischen Verhältnisse – also den Windverhältnissen – konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die CO-Emissionen der Stahlstandorte bestimmen. Diese Daten setzte das Team zu den vom Umweltbundesamt berichteten CO2-Emissionen ins Verhältnis. Die Analyse ergibt standortübergreifend eine sehr hohe Korrelation von CO mit CO2. Dies rechtfertigt es, aus den CO-Beobachtungen die CO2-Emissionen zu bestimmen – eine neue Berechnungsmethode, die auf regelmäßig erfassten Sattelitendaten basiert."
Das Beispiel zeigt: Durch die neue Methode der Treibhausgasüberwachung können in Zukunft deutsche Stahlwerke die Wirkung von Maßnahmen zur CO2-Reduktion selbst verfolgen – zum Beispiel, wenn sie die Werke auf Wasserstoff-Technologie umstellen.