Woher kommt Methan und warum ist es gefährlich?
Im Jahr 2018 war Methan (CH4) für etwa 9,5 % aller Treibhausgasemissionen verantwortlich
Weltweit stammen 50 bis 65 Prozent der gesamten CH4-Emissionen aus menschlichen Aktivitäten.
- Landwirtschaft. Vieh, zum Beispiel RinderNutztiere, Schweine, Schafe und Ziegen produzieren im Rahmen des normalen Verdauungsprozesses Methan. Es ist auch ein Gas, das bei der Lagerung oder Verarbeitung von Gülle entsteht. Da der Mensch diese Tiere für Nahrungsmittel und andere Produkte züchtet, wird davon ausgegangen, dass die Emissionen mit menschlichen Aktivitäten in Zusammenhang stehen. Wenn man die Emissionen von Vieh und Gülle zusammennimmt, ist der Agrarsektor die größte Quelle von Methanemissionen.
- Energie und Industrie. Erdgas- und Ölsysteme sindzweitgrößte Quelle von Methanemissionen. Dieses Gas ist der Hauptbestandteil von Erdgas in den Vereinigten Staaten. Bei der Förderung, Verarbeitung, Lagerung, dem Transport und der Verteilung von Erdgas sowie bei der Förderung, Verarbeitung, dem Transport und der Lagerung von Rohöl wird Methan in die Atmosphäre freigesetzt. Auch der Kohlebergbau ist eine Quelle von CH4-Emissionen.
- Abfälle aus Haushalten und Unternehmen. Auf Mülldeponien entsteht bei der Zersetzung MethanAbfall- und Abwasserbehandlung. Deponien sind die drittgrößte Quelle von CH4-Emissionen in den Vereinigten Staaten. Methan entsteht auch bei der Behandlung von häuslichem und industriellem Abwasser sowie bei der Kompostierung.
Methan wird auch aus einer Reihe von natürlichen emittiertQuellen. Natürliche Feuchtgebiete sind die größte Quelle für CH4-Emissionen von Bakterien, die organische Materialien in Abwesenheit von Sauerstoff zersetzen. Kleinere Quellen sind Termiten, Ozeane, Sedimente, Vulkane und Waldbrände.
Wie können Methanemissionen reduziert werden?
Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Methanemissionen zu reduzieren.Die EPA – die US-Umweltschutzbehörde – verfügt zusätzlich zu Regulierungsinitiativen über eine Reihe freiwilliger Programme zur Reduzierung der CH4-Emissionen. Darüber hinaus unterstützt das Unternehmen die Global Methane Initiative, eine internationale Partnerschaft, die globale Strategien zur Reduzierung von Methanemissionen fördert.
Emissionsquelle Wie können Emissionen reduziert werden?IndustrieModernisierung der Ausrüstung fürFörderung, Lagerung und Transport von Öl und Erdgas können viele der Lecks reduzieren, die zu Methanemissionen beitragen. Über das Natural Gas STAR und das Coalbed Methane Outreach Program (CMOP) kann auch Methan aus Kohlengruben aufgefangen und zur Energiegewinnung genutzt werden.LandwirtschaftMethan aus Güllebewirtschaftungspraktiken kann seinReduzieren und Auffangen durch Änderung der Güllemanagementstrategie. Darüber hinaus können veränderte Tierfütterungspraktiken die Emissionen aus der enterischen Fermentation reduzieren. Weitere Informationen zu verbesserten Tierhaltungspraktiken finden Sie im AgSTAR-Programm der EPA.Abfälle aus Haushalten und GeschäftenSeit dem Ausstoß von MethanDeponien sind eine Hauptquelle von Gasemissionen in den Vereinigten Staaten. Emissionskontrollen, die Gas aus Deponien auffangen, können bei Strategien zur Emissionsreduzierung hilfreich sein.
Warum ist es wichtig, Methan zu bekämpfen?
Obwohl Methan nicht so in der Atmosphäre verbleibtSolange es Kohlendioxid ist, ist es aufgrund seiner effizienten Wärmeaufnahme zunächst viel zerstörerischer für das Klima. In den ersten zwei Jahrzehnten nach seiner Freisetzung ist Methan 84-mal stärker als Kohlendioxid.
Weil Methan so stark ist und gleichzeitig die Menschheit Lösungen hat, die ihre Emissionen reduzieren, ist der Umgang mit Methan der schnellste und effektivste Weg, um die Erwärmungsrate des Planeten zu verlangsamen.
Wenn Methan vor dem Gebrauch in die Luft freigesetzt wird- zum Beispiel aus einem undichten Rohr - absorbiert es Sonnenwärme und erwärmt die Atmosphäre. Aus diesem Grund wird es als Treibhausgas wie Kohlendioxid angesehen.
Wie kann man das Methanproblem lösen?
Bis vor kurzem war wenig bekanntwo die Lecks aufgetreten sind und wie sie am besten behoben werden können. Im Jahr 2012 startete EDF eine Reihe von Studien, um Lecks besser zu identifizieren und Lösungen zu finden.
Zusammenfassung von 16 Studien über die gesamte US-Lieferketteweist deutlich höhere Methanemissionen auf als ursprünglich angenommen. Im Mai 2016 genehmigte die EPA die erste nationale Regelung zur direkten Begrenzung der Methanemissionen aus Öl- und Gasbetrieben und eröffnete damit eine neue Möglichkeit zur Reduzierung der Klimaverschmutzung. Derzeit versucht die US-Umweltschutzbehörde, Vorschriften einzuführen, die US-Bürger vor Methanverschmutzung schützen.
EPA-Projekt - Google Earth Outreach - HilftVisualisieren Sie klimaschädliche Lecks in lokalen Gemeinden. Warum ist es wichtig? Die Sensibilisierung für das Ausmaß und die Auswirkungen von Methanlecks ist für eine wirksame Politikentwicklung von wesentlicher Bedeutung.
Bisher wurde eine andere Technologie entwickelt,Dies hilft, Spuren von Methan zu identifizieren. Am Himmel ist ein leistungsstarker neuer Satellit aufgetaucht, der die Methanemissionen überwacht, eines der wichtigsten Gase, die den vom Menschen verursachten Klimawandel beeinflussen.
Welche Entwicklungen gibt es zur Bekämpfung von Methan?
Neuester Iris-Satellit zur Methanüberwachung
Das als Iris bekannte Raumschiff kannzeigen Methanfahnen in der Atmosphäre mit einer Auflösung von nur 25 Metern. Auf diese Weise können einzelne Methanquellen identifiziert werden, beispielsweise bestimmte Öl- und Gasanlagen.
Iris wurde am 2. September vom kanadischen Unternehmen GHGSat (Global Emissions Monitoring) in Montreal gestartet. Es ist das erste einer Konstellation von zehn Raumschiffen, die bis Ende 2022 eintreffen werden.
Iris‘ erster Versuch, eine signifikante Methanfreisetzung nachzuweisen.
Beobachtungen wurden über Turkmenistan durchgeführt, ineine Region, in der zuvor große Fahnen aus der Öl- und Gasinfrastruktur festgestellt wurden. Die Detektion, die einem Standard-Luftbild überlagert ist, zeigt Luftmethankonzentrationen über normalen Hintergrundwerten.
„Wir müssen noch an der Kalibrierung arbeiten.Dadurch können wir die Erkennungsschwelle und die endgültigen Eigenschaften des Satelliten überprüfen. Die Bildqualität ist jedoch in jeder Hinsicht phänomenal “, sagte Stéphane Germain, CEO von GHGSat, gegenüber BBC News.
GHGSat arbeitet bereits mit Regulierungsbehörden zusammenBehörden und andere Interessengruppen sollen diese Emissionen mithilfe eines Prototypsatelliten namens Claire charakterisieren, den sie 2016 gestartet haben. Die Orbitalpräsenz von Iris bietet dem Unternehmen einen zusätzlichen Datenstrom, den es nun interpretieren möchte. in einem neuen britischen Think Tank, der in den kommenden Wochen in Edinburgh und London eröffnet wird.
"Was wir in Großbritannien tun, ist von Weltklasse", erklärt Dr. Germain, "nicht nur in der Analytik, sondern auch in den Raumfahrzeugsystemen, die uns interessieren."
Sentinel-5P-Satellit von der ESA
GHGSat hat kürzlich seine Beziehungen zur Europäischen Weltraumorganisation verstärkt, die den EU-Satelliten Sentinel-5P betreibt.
Es überwacht auch Methan, indem es täglich globale Schnappschüsse des Gases erstellt. Aber bei einer Auflösung von 7 km sind seine Daten viel weniger aufschlussreich als die Daten von Iris und Claire.
ESA
Wenn Sie jedoch beide Satelliten zusammen verwenden, bilden sie so etwas wie ein Traumteam für die Methanexploration, sagen Wissenschaftler.
„Sie (Sentinel-5P) können die ganze Welt sehenTag. Wir können das nicht machen. Wir können aber einzelne Objekte sehen. Sie können es nicht tun. Das ist wirklich eine fantastische Kombination und schafft eine sehr gute Beziehung zur Europäischen Weltraumorganisation, und ich denke, wir fangen gerade erst an, uns zu etwas viel mehr zu entwickeln. "
Der nächste Satellit von GHG, Hugo, wird getestet und voraussichtlich noch in diesem Jahr gestartet.
Das Unternehmen erhielt kürzlich zusätzliche Mittel in Höhe von 30 Millionen US-Dollar, mit denen es drei Raumschiffe bauen kann, die Hugo in die Umlaufbahn folgen.
Das globale Methanproblem. Was ist die Schwierigkeit, das zu erklären?
Methanbudget
Methan ist ein starkes Treibhausgas und ist es auchNach CO2 ist es der zweitgrößte Verursacher der vom Menschen verursachten globalen Erwärmung. Pro Masseneinheit ist Methan über 20 Jahre 84-86-mal stärker als CO2 und über 100 Jahre 28-34-mal stärker.
Mit dem globalen Methanbudget können Sie verfolgen, woher das Methan stammt, wie viel von „Senken“ absorbiert wird und wie viel in der Atmosphäre verbleibt.
Das Methanbudget ist eine Initiative des Globalendas Carbon Project (GCP), ein internationales Forschungsprogramm, das darauf abzielt, "ein vollständiges Bild des globalen Kohlenstoffkreislaufs zu erstellen". GCP wurde 2001 gegründet und bietet jährliche Aktualisierungen der globalen Kohlenstoffemissionen.
Methan ist "etwas komplizierter", erklärt Dr. Mariel Saunois, Assistenzprofessorin an der Universität von Versailles Saint-Quentin in Frankreich, die das globale Methanbudget leitet.
Die Schwierigkeit ist teilweise darauf zurückzuführen, dass zDas Erstellen eines Methanbudgets erfordert lange Modellläufe, die Zeit in Anspruch nehmen. Die wissenschaftliche Gemeinschaft würde zu viele Ressourcen benötigen, um die Daten jedes Jahr zu aktualisieren. Infolgedessen wird das Methanbudget alle zwei bis drei Jahre aktualisiert.
Es gibt eine dritte Veröffentlichung, die in einem Whitepaper in Earth System Science Data und einem begleitenden "zukunftsgerichteten" Artikel in Environmental Research Letters veröffentlicht wurde.
Doppelte Ansätze für das Methanbudget
Die globale Methanbilanz verwendet zwei verschiedene Ansätze, um Quellen und Senken abzuschätzen.
- Der erste Ansatz ist „bottom-up“.konzentriert sich auf Methanemissionen an der Quelle. Es nutzt Emissionsdaten, die einzelne Länder in nationalen Treibhausgasinventaren an die UN melden. Diese Inventare umfassen anthropogene Quellen wie die Nutzung fossiler Brennstoffe, Viehhaltung, Reisanbau und Mülldeponien.
Diese Schätzungen werden mit Simulationen anderer zusammengefasstMethanquellen wie Feuchtgebiete, Waldbrände und Termiten. Beispielsweise werden Satellitendaten über das durch Brände verbrannte globale Gebiet mit Modellen kombiniert, die „die Art der verbrannten Vegetation, das verbrannte Gebiet und die Dauer des Feuers sowie die Art des Feuers berücksichtigen“, erklärt Sonua.
- Der zweite Ansatz wird Top-Down genannt.Dies beginnt mit Beobachtungen der Methankonzentrationen auf globaler Ebene und geht rückwärts, indem mithilfe von Modellen abgeschätzt wird, wo sie entstanden sind.
Keiner der Ansätze ist perfekt undDiese beiden Methoden sind laut Wissenschaftlern "inkompatibel". Der duale Ansatz hat jedoch seine Vorteile. Laut Dr. Sanua ist der Top-Down-Ansatz „eine zuverlässigere Schätzung der globalen Gesamtmenge“ der Methanemissionen. Bottom-Up-Schätzungen werden jedoch zur Bestimmung der Emissionen in bestimmten Regionen und Sektoren verwendet.
Zum Beispiel Emissionen aus Feuchtgebieten und SüßwasserWasser ist besonders schwer zu beurteilen, was "erhebliche Diskrepanz" zwischen absteigenden und aufsteigenden Zahlen bedeutet, sagt Sanua. Dies sei insbesondere auf die Tatsache zurückzuführen, dass sich die Quellen überschneiden und daher in mehr als eine Kategorie eingeteilt werden können.
Wo ist das meiste Methan?
Forscher sagen, dass in drei Regionen -Afrika und der Nahe Osten, China, Südasien und Ozeanien verzeichnen den größten Anstieg der Methanemissionen. In jedem Fall stiegen die Emissionen im Vergleich zum Durchschnitt der Jahre 2000 bis 2006 um 10 bis 15 Millionen Tonnen. und 2017
Der nächstgrößte Anstieg belief sich auf 5,0 bis 6,7 Millionen Tonnen in Nordamerika und war hauptsächlich auf einen Anstieg von 4,4 bis 5,1 Millionen Tonnen in den USA zurückzuführen, wie aus dem Budget hervorgeht.
Im Gegensatz dazu konnten in Europa die Emissionen leicht um rund 1,6 bis 4,3 Millionen Tonnen gesenkt werden, was hauptsächlich auf geringere Emissionen aus der Landwirtschaft zurückzuführen ist.
Dies steht im Gegensatz zu dem in anderen Regionen beobachteten Trend, wo steigende landwirtschaftliche Emissionen der Hauptgrund für den Anstieg der Gesamtemissionen in Afrika, Südasien und Ozeanien sind.
Bei fossilen Brennstoffen der größte AnstiegMethanemissionen – 5–12 Milliarden Tonnen — wurde in China gemeldet, wobei Nordamerika, Afrika, Südasien und Ozeanien ein Wachstum von 4-6 Millionen Tonnen verzeichneten. Die durch fossile Brennstoffe verursachten Methanemissionen stiegen in den Vereinigten Staaten um 3,4 Millionen auf 4,0 Millionen Tonnen.
Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass neuere Studien gezeigt haben, dass die Methanemissionen aus fossilen Brennstoffen trotz der großen Anzahl "stark unterschätzt" wurden.
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