KLIMA-MEDIA.de Pressespiegel & Infoblog

Forschungsschiff Maria S. Merian ist vom 31. Juli bis zum 22. August 2010 zur Erforschung potenzieller Methanquellen in der Ostsee unterwegs.

Welche Methanvorkommen birgt die Ostsee? – Foto: Dagmar Struß

Eine internationale Gruppe von Meereschemikern, marinen Mikrobiologen und Meeresgeologen wird am 31. Juli unter Leitung des Warnemünder Meereschemikers Prof. Dr. Gregor Rehder an Bord des Forschungsschiffes Maria S. Merian von Rostock aus eine Forschungsexpedition in der Ostsee durchführen. Im Fokus der Untersuchungen stehen Methan-Vorkommen in Ostseesedimenten.

Methan ist ein gefährliches Klimagas. Seine Wirksamkeit übertrifft die des Kohlenstoffdioxids über einen Zeitraum von 100 Jahren betrachtet um das 23-fache. Wissenschaftler sind daher weltweit auf der Suche nach aktuellen und potenziellen Methanquellen. Die Merian-Expedition MSM 16/1 wird sich den Methangas-Vorkommen in den Ostsee-Sedimenten widmen. Neben der Erfassung des aktuellen Eintrags von Methan in das Ostseewasser und in die Atmosphäre geht es vor allem um den potenziellen Eintrag – um mögliche Veränderungen der Methan-Lagerstätten durch Erhöhung der Wassertemperatur bei fortschreitender Eutrophierung.

Der Boden der Ostsee ist prädestiniert für die Bildung von Methan. Kontinuierlich wird organische Substanz abgelagert. Bei ihrer Zersetzung wird Sauerstoff verbraucht. In der geschichteten Ostsee führt das zu einem fast permanenten Sauerstoffmangel im Bodenwasser der tiefen Becken und konstanter Sauerstoffabwesenheit im Sediment (anaerobe Bedingungen).
In dieser Umgebung fühlen sich Methan-bildende Bakterien besonders wohl. Der größte Teil des von ihnen produzierten Methans wird im Sediment angereichert. Andere Bakterien-Gemeinschaften wiederum, die sich auf die Nutzung des Methans zur Energiegewinnung spezialisiert haben, verhindern ein Ausgasen – und zwar sehr effektiv: weltweit tritt schätzungsweise nur 10 % des im Sediment gebildeten Methans auch wirklich aus dem Meeresboden aus.

Diese bakteriell gesteuerte Wechselwirkung von Methanbildung und Methanoxidation, die weltweit aus den anaeroben Sedimenten hochproduktiver Seegebiete bekannt ist, lässt sich in der Ostsee besonders gut studieren. Die Hypothese, die die Forscher hier überprüfen, lautet: Sollten sich im Zuge des globalen Wandels in der Interaktion der Bakterien Veränderungen ergeben, die zu einer stärkeren Freisetzung von Methan führen, so würde dies eine den Treibhauseffekt verstärkende Rückkopplung auslösen.

Viele der Methan-Lagerstätten in der Ostsee sind durch frühere Arbeiten bekannt. Auf diese Regionen werden sich die Untersuchungen konzentrieren. Mit Hilfe eines Fächerecholots, das Gasblasen in der Wassersäule erkennt, mit einem Sedimentecholot, das quasi in die Schichten am Meeresgrund hineinsehen kann und mit neuartigen Sensoren, die den Methangehalt im Wasser bestimmen, werden Vorkommen im Arkonabecken, im Bornholmbecken, vor der Stolper Rinne, im Gotlandbecken, in der Botten-See und Botten-Wiek erfasst und beschrieben. In einem zweiten Schritt kommen Schwerelot und Kerngewinnungssysteme zum Einsatz, um Sedimentkerne aus den untersuchten Gebieten zu entnehmen.
Die Expedition ist Teil des internationalen Forschungsprojektes Baltic Gas, das gemeinschaftlich für drei Jahre im Rahmen von BONUS – dem Ostsee-Netzwerk von Forschungsförderinstitutionen – finanziert wird.

Baltic Gas wird von dem dänischen Mikrobiologen Bo Barker Joergensen vom Center for Geomicrobiology der Universität Aarhus, koordiniert.

• Infos zum Projekt Baltic Gas
• Die BONUS Homepage
• Infos zur Maria S. Merian Expedition (PDF)

Zwei Expeditionen in unwirtliche Gebiete – in die russische Republik Komi und ins sibirische Lenadelta – sollen klären, wie Moore auf Klimaänderungen reagieren.

Der Turm misst Ströme von CO2, Verdunstung und Temperatur zwischen Oberfläche und Atmosphäre – Foto: Uni Hamburg

Prof. Lars Kutzbach vom KlimaCampus der Universität Hamburg erforscht mit seinem Team sowie deutschen und russischen Partnern die komplexen Wechselwirkungen zwischen hydrologischen Prozessen und dem Kohlenstoffkreislauf nordischer Feuchtgebiete. Befürchtet wird, dass diese durch die globale Erwärmung mehr Kohlenstoff in Form von Treibhausgasen emittieren. Die aktuellen Analysen werden wichtige Grundlagendaten zur Risikoabschätzung und für das Verständnis von Treibhausgas-Bilanzen liefern. In herkömmlichen Klimamodellen fehlte der Faktor „Moor“ trotz seiner Größenordnung bisher völlig.

Neu ist der Ansatz von Kutzbach, im Moor nicht nur die Kohlenstoff-, sondern auch die Wasserflüsse zu analysieren. Bisher wurden die Bereiche meist getrennt betrachtet. Doch Kohlenstofftransporte finden nicht nur vertikal zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre statt, sondern auch horizontal in gelöster Form über den Wassertransport in Landschaften. „Indem wir hydrologische und meteorologische Daten mit Boden- und Wasseranalysen verknüpfen, können wir Kohlenstoff-Lecks im Moor aufdecken“, sagt Kutzbach. „Für diese Orte untersuchen wir die beteiligten Mechanismen und ermitteln so die Bedingungen, unter denen Kohlenstoff und Treibhausgase aus Mooren entlassen werden.“ Die Ergebnisse helfen, eine wichtige Datenlücke in Klimamodellen zu schließen und erlauben Abschätzungen, inwieweit die Erderwärmung durch massive Emissionen von Treibhausgasen aus Mooren beschleunigt werden könnte.

Moorgebiete sind gigantische Kohlenstoffspeicher: Sie beherbergen weltweit mindestens 550 Gigatonnen Kohlenstoff, obwohl sie nur drei Prozent der Landoberfläche bedecken. Zum Vergleich: Die gesamte globale Vegetation speichert nur 600 Gigatonnen, der Mensch emittiert etwa acht Gigatonnen Kohlenstoff pro Jahr durch Verbrennung fossiler Energieträger. Steigt die globale Temperatur, könnte der bisher langfristig festgesetzte Kohlenstoff „aktiver“ werden, und mehr Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4) freigesetzt werden. Methan hat auf einen Zeitraum von 100 Jahren gerechnet einen 25-fach stärkeren Treibhauseffekt („Global warming potential“) als CO2.

Feldforschung, Frost und ewige Nacht

Das erste Areal erschließt das Team um Kutzbach westlich des Urals in der russischen Republik Komi. Dort bestehen 15 Prozent der Landesfläche aus Feuchtgebieten. Die zweimonatige Feldkampagne ist gleichzeitig Auftakt einer engen Kooperation mit Forschern der Universität Greifswald und des Komi Science Center. Gleichzeitig brechen die KlimaCampus-Forscher in die nördlichsten sibirischen Permafrostgebiete auf. Durch ein Anschmelzen dieser meist gefrorenen Moorböden können ebenfalls große Mengen Kohlenstoff als Treibhausgase freigesetzt werden. Über fünf Monate – bis in den arktischen Winter hinein – werden sie im Lenadelta bleiben und die Arbeiten dort in enger Kooperation mit der Forschungsstelle Potsdam des Alfred-Wegener-Instituts und dem Permafrost-Institut in Jakutsk durchführen.

Doktorand Peter Schreiber vom KlimaCampus ist einer der vier Extremforscher, die sich dafür auf Temperaturen zwischen minus 20 und minus 45 Grad Celsius und Feldforschung mit Taschenlampe bei ewiger Nacht einstellen: „Wir werden erstmals kontinuierlich sehr hochwertige Daten der Spurengase erheben, bis zu dem Zeitpunkt, wo der Permafrostboden komplett durchgefroren ist“, sagt Schreiber. „Besonders interessieren dabei die kaum untersuchten Prozesse an den Übergängen zwischen Sommer und arktischem Winter. Während des tiefen Polarwinters lassen wir die Messgeräte unbegleitet laufen, und im Frühjahr werden wir wieder vor Ort sein, bevor der Tauprozess beginnt. So erhalten wir erstmals ein vollständiges Jahreszeitenprofil.“

Die Rolle der Landwirtschaft wird in der aktuellen Klimadiskussion sehr unterschiedlich wahrgenommen.

Sollte man die Zahlen schöner rechnen? – (c) Bernd Boscolo / Pixelio

Sie gilt als Betroffene des Klimawandels ebenso wie als Mitverursacher, und nicht selten sind die Einschätzungen interessengeleitet. “Die Anteile am Ausstoß von Treibhausgasen durch die Landwirtschaft unterscheiden sich je nach Betrachtungsweise”, sagt Dr. Annette Freibauer, Klimaforscherin am Johann Heinrich von Thünen-Institut (vTI) in Braunschweig. Damit die Diskussion nicht beliebig wird, fordert sie, bei der Interpretation der vorliegenden Daten klare und einheitliche Rahmenbedingungen einzuhalten. Diese liegen mit den Regeln zur internationalen Berichterstattung für das Kyoto-Protokoll vor.

Durch die landwirtschaftliche Produktion direkt verursachte Treibhausgase sind vor allem das Methan aus der Rinderhaltung und das Lachgas aus der Düngung. Auch aus entwässerten Mooren werden erhebliche Mengen klimarelevanter Gase frei. Andererseits trägt die Landwirtschaft durch den Anbau von nachwachsenden Rohstoffen auch zum Klimaschutz bei. Je nachdem, welche Teile dieses Gesamtsystems man in seine Bewertung einbezieht, kommt man zu unterschiedlichen Ergebnissen.

Im Rahmen des Kyoto-Protokolls sind international abgestimmte Methoden zur Erfassung der Treibhausgase entwickelt worden. Die nationalen Zahlen für den Bereich Landwirtschaft werden vom Johann Heinrich von Thünen-Institut einheitlich erhoben und als offizielle Daten für die Treibhausgas-Emission der deutschen Landwirtschaft veröffentlicht. Nach den Erhebungen des vTI belaufen sich die Emissionen von Lachgas aus der Düngung und Methan aus der Viehhaltung auf rund 66 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente. Dazu werden der Landwirtschaft 47 Millionen Tonnen CO2 durch die Bewirtschaftung von Mooren und Landnutzungsänderungen, vor allem den Umbrumch von Grünland, zugeschrieben. Zusammen sind dies 11,4 % des gesamten Treibhausgasausstoßes in Deutschland.

Unbestritten ist, dass die Landwirtschaft – ebenso wie die Forstwirtschaft – durch ihre Produktion CO2 bindet, und zwar durch die Photosynthese der Pflanzen. Dieses wird später bei der Zersetzung der Ernterückstände oder beim Verzehr der produzierten Nahrungsmittel wieder frei. “Auf den 17 Millionen Hektar landwirtschaftlicher Nutzfläche in Deutschland werden auf diese Weise rund 127 Millionen Tonnen Kohlenstoff im Kreislauf gehalten. Das entspricht 466 Millionen Tonnen CO2. Dieser Kreislauf ist aber kein Klimaschutz, weil Bindung und Freisetzung im Gleichgewicht stehen”, resümiert Annette Freibauer.

In einer aktuellen Veröffentlichung machen Annette Freibauer und Steffen Pingen, Umweltreferent beim Deutschen Bauernverband, deutlich, dass der Anbau von nachwachsenden Rohstoffen und Energiepflanzen die deutsche Klimabilanz erheblich verbessern kann, da fossile Rohstoffe eingespart werden. Dieser Effekt wird in der internationalen Berichterstattung aber nicht der Landwirtschaft, sondern anderen Sektoren positiv angerechnet. Andererseits belasten die Emissionen aus den Abgasen der Traktoren und der industriellen Herstellung von Mineraldüngern im nationalen Inventar die Sektoren Verkehr und Industrie und nicht die Landwirtschaft, obwohl sie Teil der landwirtschaftlichen Produktion sind. “Es ist daher wichtig, bei Angaben zu Emissionen der einzelnen Wirtschaftsbereiche genau zu beschreiben, welche Systemgrenzen gesetzt wurden”, betont die Klimaexpertin aus dem vTI.

Freibauer und Pingen sind sich einig, dass die Landwirtschaft ihre Treibhausgas-Emissionen künftig weiter absenken kann. Dabei kommt es im Wesentlichen darauf an, die Effizienz der Produktion weiter zu steigern und damit die Emissionen pro produzierter Einheit (Pflanzen, Fleisch oder Milch) zu senken.

Der Artikel “Klimaschutz und Landwirtschaft – Mehr Klarheit zu den Zahlen” von Annette Freibauer und Steffen Pingen ist erschienen in der Mai-Ausgabe der “Deutschen Bauern Korrespondenz (dbk)” (war hier bei Erscheinen unseres Artikels noch nicht online).

Lachgasemissionen, vor allem aus der Landwirtschaft, tragen wesentlich zum anthropogenen Treibhauseffekt bei.

Studie in der Mongolei: Auswirkungen von Beweidung auf Entstehung von Lachgas. (c) KIT

Im Gegensatz zu bisherigen Annahmen führt die Viehhaltung in Steppen- und Präriegebieten jedoch nicht zu erhöhten Lachgasemissionen. Im Gegenteil: Sie reduziert die Abgabe von Lachgas an die Atmosphäre. Dies ermittelten Forscher des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Umweltforschung (IMK- IFU) des KIT bei Untersuchungen in China. Die Ergebnisse des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts veröffentlichte jetzt die Fachzeitschrift “Nature”.

Nach Kohlendioxid (CO2) und Methan gehört Lachgas (N2O) zu den Hauptverursachern des Klimawandels. Ein Kilogramm N2O ist rund 300 mal treibhauswirksamer als die gleiche Menge CO2. Vom Menschen verursachte Emissionen des Spurengases entstehen zu rund 60 Prozent in der Landwirtschaft, zum Beispiel beim mikrobiellen Abbau der stickstoffhaltigen Exkremente weidender Schafe oder Rinder im Erdreich. Bisher gingen Wissenschaftler deshalb davon aus, dass auch die Haltung großer Viehbestände in Steppen- und Präriegebieten zur stetig wachsenden Lachgaskonzentration in der Atmosphäre beiträgt – entsprechende Kalkulationen flossen in die Berichte des als Weltklimarat bekannten Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).

“Ein großer Irrtum”, sagt Professor Klaus Butterbach-Bahl vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Bereich Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU) des KIT in Garmisch-Partenkirchen. “Tatsächlich emittieren nicht zur Viehhaltung genutzte Flächen auf Jahressicht größere Mengen an Lachgas als beweidete Steppenflächen”. Dies ermittelten die Wissenschaftler gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) in der Inneren Mongolei, China. Über ein gesamtes Jahr unterhielten sie in dem menschenleeren, im Winter bis zu -40 Grad Celsius kalten Steppengebiet mehrere Messstationen. Unterstützung kam von Wissenschaftlern der Chinese Academy of Sciences und dem schottischen Centre for Ecology and Hydrology in Midlothian.

“Bisherige Kurzzeituntersuchungen übersehen, dass die Abgabe bedeutender Lachgas-Mengen aus Steppenböden an die Atmosphäre ein natürlicher Prozess ist und ein Großteil der natürlichen Lachgas-Emissionen auf die Tauperiode im Frühjahr entfallen”, erklärt Butterbach-Bahl die neuen Ergebnisse. Die Viehhaltung bewirkt, dass genau diese Emissionen deutlich zurückgehen. Die durch Beweidung verringerte Grashöhe hat zur Folge, dass Schnee leichter vom Wind weitertransportiert wird und somit die Schneehöhe niedriger bleibt als bei unbeweideten Grasflächen. Einerseits sind beweidete Böden dadurch im langen und kalten Winter schlechter isoliert und daher um bis zu 10 Grad kälter. Andererseits bleiben beweidete Steppe-Böden durch die geringere Schneeauflage in der Tauperiode im März trockener. Kälte und Trockenheit hemmen dann mikrobielle Aktivitäten in der Tauperiode. Als Folge gibt das Erdreich bedeutend weniger Lachgas ab.

Emissionen um 72 Prozent überschätzt
Diese “Einsparungen” übersteigen deutlich die “normale” Stimulierung der Lachgasemissionen durch die Exkremente der Tiere – mit weitreichenden Folgen: Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass bisherige Berechnungen die Lachgasemissionen gewaltiger Flächen – etwa ein Fünftel der Gesamtfläche der Landmasse der gemäßigten Breiten sind Grasland – um rund 72 Prozent überschätzen.

Ein positives Signal für den Klimawandel sind die Ergebnisse jedoch nicht. Die stetig wachsende Lachgaskonzentration in der Atmosphäre ist ein Faktum. “Unsere Arbeit zeigt lediglich, dass noch viel Forschungsarbeit notwendig ist, um die Quellen für atmosphärisches Lachgas wirklich zu verstehen”, sagt Butterbach-Bahl. Auch die extensive Beweidung durch Vieh muss kein praktikabler Ansatz sein. Viehwirtschaft setzt in großen Mengen klimawirksames Methan frei, das die Studie nicht berücksichtigte. Dennoch weist die KIT-Studie einen Weg, um die Treibhausgasbilanz von Grassteppen zu verbessern: herbstliches Heumachen könnte die Grashöhe und somit die winterliche Schneehöhe genauso wie die Lachgas-Emissionen in der Tau-Periode verringern.

Originalpublikation:
Benjamin Wolf, Xunhua Zheng, Nicolas Brüggemann, Weiwei Chen, Michael Dannenmann, Xingguo Han, Mark A. Sutton, Honghui Wu, Zhisheng Yao, Klaus Butterbach-Bahl: “Grazing-induced reduction of natural nitrous oxide release from continental steppe” (Nature Ausgabe No. 7290 Vol. 464, page 881-884)

Der stärkste Emissionsrückgang seit Gründung der Bundesrepublik wird der Wirtschaftskrise zugeschrieben.

Kohlekraftwerke haben großen Anteil an den Emissionen – (c) Rolf van Melis / Pixelio

Der Gesamtausstoß aller Treibhausgase ist in Deutschland nach ersten Berechnungen des Umweltbundesamtes (UBA) im Jahr 2009 gegenüber 2008 um etwa 80 Millionen Tonnen gesunken (minus 8,4 Prozent). Gegenüber 1990 hat Deutschland seine Treibhausgasemissionen bis Ende 2009 danach um 28,7 Prozent gesenkt. Insbesondere im Industriebereich und im verarbeitenden Gewerbe gingen die Emissionen um 20 Prozent zurück.
Bundesumweltminister Norbert Röttgen erklärte hierzu: “Der Rückgang der Emissionen liegt vor allem an der Wirtschaftskrise. Unser Ziel heißt jedoch Wachstum durch Klimaschutz. Deswegen werden wir den Ausbau der Erneuerbaren Energien und die Förderung der Energieeffizienz weiter forcieren, denn nur dies garantiert dauerhaften Klimaschutz und fördert zugleich das Wirtschaftswachstum.”

In Anbetracht dieser Auswirkungen der ökonomischen Krise ist die Beachtung des Klimaschutzes bei allen Maßnahmen zum wirtschaftlichen Wiederaufschwung besonders bedeutsam. UBA-Präsident Jochen Flasbarth erklärte dazu: “Gerade dieser überproportionale Rückgang sollte auch als Chance genutzt werden. Wir müssen bei der wiederanspringenden Wirtschaftsentwicklung den Treibhausgasausstoß noch stärker vom Energieverbrauch entkoppeln. Der Rückgang der Energienachfrage zeigt ja, wie stark Energieeinsparung wirken könnte. Nur durch die Umsetzung der beschlossenen sowie weiterer effizienzsteigernden und emissionssenkenden Maßnahmen der Klima- und Energiepolitik kann ein deutlicher Wiederanstieg der Emissionen beim Überwinden der ökonomischen Krise vermieden und somit das Ziel der Bundesregierung – Minderung der Treibhausgasemissionen um 40 Prozent bis 2020 – erreicht werden.” Dies betreffe alle Bereiche – die Effizienzsteigerungen, den Ausbau der Nutzung der erneuerbaren Energieträger, Gebäudesanierung sowie weitere konkrete Minderungsmaßnahmen.
Der stärkste Rückgang der Treibhausgasemissionen seit Bestehen der Bundesrepublik Deutschland ist in deutlicher Ausprägung durch den Industriebereich, vor allem der energieintensiven Branchen, verursacht. Durch einen deutlichen Rückgang der Stromnachfrage aus der Industrie gingen die Emissionen aus der Stromerzeugung der öffentlichen Versorgung ebenfalls stark zurück. Bei den CO2-Emissionen aus Haushalten sowie aus dem Gewerbe-, Handel-, Dienstleistungs-sektor zeigen sich die Auswirkungen der wirtschaftlichen Krise nicht oder nur in geringem Umfang. Die “Abwrackprämie” für alte Pkw hatte im Jahr 2009 kaum einen Effekt auf die im Verkehrsbereich verursachten Treibhausgasemissionen.

Entscheidend für den deutlichen Rückgang waren die Kohlendioxid-Emissionen: Sie sanken um 68 Millionen Tonnen (minus 8,2 Prozent) – und damit stärker als der Primärenergieverbrauch, der insgesamt um 6,5 Prozent zurückging. Der Energieverbrauch der emissionsrelevanten Brenn- und Kraftstoffe sank um 7,3 Prozent. Die gegenüber dem sinkenden Primärenergieverbrauch stärkere CO2-Minderung ist auf Verschiebungen im Mix der eingesetzten Brennstoffe zurückzuführen (überproportionaler Rückgang im Bereich der Steinkohlen mit 18,1 Prozent). Mit etwa 87 Prozent hat CO2 auch 2009 unverändert den größten Anteil an den deutschen Treibhausgasemissionen.
Die CO2-Emission aus der Nutzung von Braunkohle sank insgesamt um 3,2 Prozent. Der größte Teil der Emissionsrückgänge entfällt auf die Kraftwerke der öffentlichen Versorgung. Wegen der stark rückläufigen wirtschaftlichen Aktivitäten ist der Einsatz von Braunkohle in der Industrie ebenfalls zurückgegangen. Dagegen hat der Briketteinsatz in den kleinen Feuerungen u.a. der Haushalte aufgrund der kühlen Witterung erneut zugenommen.
Den stärksten Rückgang von allen Energieträgern verzeichnen die Steinkohlen. Dieser Brennstoff verursacht sehr hohe CO2-Emissionen und beeinflusst damit maßgeblich den Gesamttrend. Die größte Minderung erfolgt hier konjunkturbedingt in der Stahlerzeugung sowie im Bereich Sonstige Industriewärmeerzeugung. Auch die Stromerzeugung aus Steinkohle sank mit 12,5 Prozent deutlich. Der Rückgang ist insbesondere im Bereich Industrie und weniger ausgeprägt in der öffentlichen Energieversorgung zu verzeichnen. Bei den Haushalten und Kleinverbrauchern kam es dagegen witterungsbedingt zu einer leichten Zunahme des Steinkohleeinsatzes.
Die Emissionen aus der Nutzung von Erdgas sanken aufgrund von Produktionsrückgängen am deutlichsten im Industriebereich. Sie gingen insgesamt um etwas über neun Prozent zurück und erstmalig seit 1994 sank die Stromerzeugung aus Erdgas. Auch bei diesem Brennstoff verzeichneten die Emissionen aus Haushalten und Kleinverbrauchern aufgrund der Witterung einen leichten Zuwachs.
Die Kohlendioxid-Emission aus der Nutzung von Mineralölen ist um 4,3 Prozent zurückgegangen. Hier stagnierte der Heizölverbrauch bei den Haushalten. Beim Verkehr und den Kleinverbrauchern kam es zu einer geringfügigen Senkung. Die CO2-Emissionen aus flüssigen Kraftstoffen gingen nur unwesentlich um etwa 0,3 Prozent zurück. Die Stromerzeugung aus Mineralöl verzeichnet als einziger fossiler Energieträger eine leichte Zunahme wegen eines höheren Einsatzes zur Spitzenlasterzeugung. Der Eigenverbrauch der Raffinerien ist dagegen wegen der geringeren Auslastung deutlich zurückgegangen. Der größte Emissionsrückgang erfolgte konjunkturbedingt im Industriebereich.
Die Strombereitstellung aus Erneuerbaren Energien (EE) erreichte 2009 trotz weiteren Ausbaus aufgrund eines unterdurchschnittlichen Windjahres nur das Niveau des Vorjahres. Der Anteil der Erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch ist jedoch insbesondere wegen des Rückgangs des gesamten Stromverbrauchs leicht gestiegen. Detaillierte Schätzungen zur EE-Bilanz für 2009 werden durch das Bundesumweltministerium Mitte März auf Grundlage von Arbeiten der Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik veröffentlicht.
Methan und Lachgas tragen 2009 jeweils etwa zu 5,5 Prozent zu den Gesamtemissionen an Treibhausgasen bei. Weitere zwei Prozent werden durch die fluorierten Gase verursacht.
Die Gesamtemissionen von Methan sanken 2009 leicht um etwas über drei Prozent. Dies ist im Wesentlichen auf die anhaltenden Minderungen im Bereich der Abfallbehandlung sowie die konjunkturellen Rückgänge im Energie- und Prozessbereich zurückzuführen. Die Methan-Emissionen in der Landwirtschaft blieben unverändert.
Beim Lachgas, das vor allem in der Landwirtschaft durch Düngung und in der Chemischen Industrie entsteht, sanken die Emissionen durch den deutlichen Rückgang beim Einsatz mineralischer Dünger gegenüber dem Vorjahr um 15 Prozent beziehungsweise durch die vorgenannten Auswirkungen der ökonomischen Krise.
Die Emissionen der fluorierten Klimagase (Perfluorkohlenstoffe (PFC), Hexafluorkohlenstoffe (HFC), Schwefelhexafluorid) entwickelten sich unterschiedlich: Während die Emissionen der PFC nahezu unverändert blieben, stiegen die HFC-Emissionen durch den verstärkten Einsatz im Be-reich der Kälteerzeugung um 2,5 Prozent. Die Emissionen von Schwefelhexafluorid, das vor allem als Isoliergas Verwendung findet, stiegen um 1,9 Prozent. Der Anstieg geht vor allem auf die zu-nehmende Entsorgung alter Schallschutzfenster zurück, bei deren Zerstörung das Isoliergas austritt.
Die Berechnungen des UBA basieren auf den detaillierten Treibhausgasinventaren für das Jahr 2008 sowie Angaben der Veröffentlichungen zum “Energieverbrauch in Deutschland 2009″ der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen und zum “Bruttoinlandsprodukt 2009 für Deutschland” des Statistischen Bundesamtes sowie Verbandsinformationen, Expertenbefragungen und Experten-schätzungen. Erstmalig wurde dabei zeitnah aus auf Expertenbefragungen und -schätzungen beruhenden Angaben die Entwicklung in einzelnen Quellgruppen abgeleitet. Das UBA ermittelte die Emissionen mit Hilfe vereinfachter modellhafter Berechnungsverfahren. Zeitnahe Aktualität geht dabei zu Lasten der Genauigkeit der Angaben.
Die Aussagen zu CO2-Emissionen der verschiedenen Emittentengruppen – die hier als Orientierung mit angegeben sind – können voraussichtlich erst nach Veröffentlichung detaillierter Angaben zum Energieverbrauch Mitte dieses Jahres in ihrer Genauigkeit verbessert werden. Eine erste Validierung der CO2-Emissionen kann die wie im Vorjahr Anfang April vorgesehene Veröffentlichung der Emissionsdaten emissionshandelspflichtiger Anlagen liefern.

Tabellarische Übersicht zu den Emissionsquellen und Daten (PDF)

Längere Reaktorlaufzeiten und zusätzliche Kohlekraftwerke sind mit dem im Koalitionsvertrag der Regierungsparteien vorgeschlagenen Eintritt in das „Zeitalter regenerativer Energien“ technisch unvereinbar.

KKW Datteln – Kohlekraftwerke sind nicht zukunftsweisend – (c) Carsten Plein / Pixelio

Sie würden schon im kommenden Jahrzehnt den von der Koalition ebenfalls versprochenen Vorrang von Strom aus Wind und Sonne untergraben. Da die Klimaziele (minus 80 – 95% bis 2050) nur mit einem vollständigen Umstieg auf Erneuerbare Energien zu erreichen sind, käme der Klimaschutz unter die Räder. Das erläuterten im Rahmen einer gemeinsamen Pressekonferenz der Bundesgeschäftsführer der Deutschen Umwelthilfe (DUH), Rainer Baake, der Geschäftsführer des Bundesverbandes Erneuerbare Energie (BEE), Björn Klusmann und der Leiter Energiewirtschaft und Systemanalyse, Dr. Michael Sterner vom Kasseler Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) auf Grundlage einer aktuellen Untersuchung. Die IWES-Studie analysiert insbesondere die Rückwirkung zunehmender variabler Einspeisung von Regenerativstrom auf den verbleibenden Kraftwerkspark.

„Das Energiekonzept, das die Bundesregierung derzeit ausarbeiten lässt, bleibt ein Muster ohne Wert, wenn es den Systemkonflikt zwischen Erneuerbaren Energien und klassischen Großkraftwerken nicht untersucht. Der Weg in das regenerative Zeitalter muss im Regierungskonzept konkret und nachvollziehbar beschrieben werden“, sagte DUH-Bundesgeschäftsführer Rainer Baake. Andernfalls programmiere die Regierung den nächsten energiepolitischen Fundamentalkonflikt. Eine Laufzeitverlängerung werde sich nicht als Brücke, sondern als Sackgasse für die regenerativen Energien erweisen.

Michael Sterner vom Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik erläuterte, wie der zu erwartende Ausbau der erneuerbaren Energien den Bedarf an klassischen Grundlastkraftwerken bereits in den nächsten zehn Jahren drastisch senken wird. Im Übergang in das regenerative Zeitalter werden die heutigen Grundlastkraftwerke deutlich weniger Stunden im Jahr ausgelastet. Es werden Kraftwerke benötigt, die vor allem flexibel der variablen Einspeisung von Strom aus Wind und Sonne folgen können.

Schon bei einem Jahresanteil an der Stromversorgung von weniger als 50 Prozent – als Grundlage dienten ein vom BEE erstelltes Szenario und reale Daten des Wetterjahrs 2007 – decken die erneuerbaren Energien bei stündlicher Betrachtung zwischen 15 und 110 Prozent des gesamten Strombedarfs ab. So werde ein zunehmender Anteil der konventionellen Kraftwerke nur noch als „Backup“ zur jederzeitigen Absicherung des Strombedarfs benötigt. Ein wirtschaftlicher Betrieb von Grundlastkraftwerken ist dadurch unsicher und ein flexibler Betrieb noch technisch zu verifizieren. Entscheidend für einen flexiblen Betrieb zur Integration erneuerbarer Energien sind kurze Mindest-Stillstandzeiten, geringe Anfahrdauern und kurze Mindest-Betriebszeiten. Gehe die aktuelle Ausbaudynamik der erneuerbaren Energien weiter, könnten sie schon im Jahr 2020 mehrere dutzend Stunden den gesamten Strombedarf Deutschlands allein abdecken. Sterner: „Der klassische Grundlastbereich für konventionelle Kraftwerke löst sich auf. Was wir in Zukunft benötigen, sind flexible Kraftwerke für die Mittel- und Spitzenlast, die schnell an- und abgefahren werden können und dabei robust bleiben.“

Je weiter man auf dem Weg in das regenerative Zeitalter vorankomme, umso wichtiger werde darüber hinaus die Bereitstellung von Ausgleichsmaßnahmen wie Stromtransport, Speicher und Energiemanagement, erläuterte der Wissenschaftler. Besonders konventionellen und neuartigen Stromspeichern komme hier große Bedeutung zu. Zwar passten in Deutschland Stromnachfrage und Einspeisung von beispielsweise Windenergie im Jahresverlauf vergleichsweise gut zusammen. Massive Schwankungen und Abweichungen zwischen Bedarf und Einspeisung könne es jedoch nach den Ergebnissen der Untersuchung von Woche zu Woche geben. Deshalb müsse in der Übergangsphase der Ausgleich über schnell reagierende Kraftwerke und mehr großräumige auch transnationale Stromverbindungen sichergestellt werden. Langfristig könne eine Stromversorgung mit Hilfe starker Netze, Energiemanagement (Elektro-Kfz, gesteuerte Lasten, Kombikraftwerke) und neuartiger Stromspeicher vollständig regenerativ erfolgen. Zu den neuen Speichermöglichkeiten gehöre die Erzeugung von Methan aus Windenergie, das dann im vorhandenen Erdgasnetz gespeichert und in Gaskraftwerken genutzt werden kann.

BEE-Geschäftsführer Björn Klusmann betonte, dass sich der Anteil der Erneuerbaren Energien an der Stromversorgung sehr viel schneller entwickelt habe, als zum Zeitpunkt des Atomausstiegsbeschlusses absehbar gewesen sei. 2020 rechne seine Branche mit einem Anteil von 47 Prozent. „Wer diese Dynamik nicht zur Kenntnis nimmt, ist entweder nicht auf der Höhe der Zeit oder er entlarvt sich selbst als Bremser und Modernisierungsverhinderer“, sagte Klusmann mit Blick auf jüngste Wortmeldungen in der Debatte um den Atomausstieg innerhalb des Regierungslagers. Statt einen fruchtlosen Streit über längere Laufzeiten von Atomkraftwerken neu aufzulegen, solle die Koalition konkrete Maßnahmen zum Ausbau von Stromspeichern und regenerativen Kombikraftwerken entwickeln: „Wer den Weg in das regenerative Zeitalter gehen will, muss logischerweise die Erneuerbaren Energien in den Mittelpunkt seines Energiekonzepts stellen, alles andere sät Zweifel an der Ernsthaftigkeit dieser zentralen energiepolitischen Aussage im Koalitionsvertrag von Union und FDP.“ Klusmann sagte, es sei nicht ermutigend, dass die Bundesregierung verbal zu den Erneuerbaren Energien stehe, aber gleichzeitig über energiewirtschaftlich widersinnige Laufzeitverlängerungen für Atomkraftwerke debattiere, neue Kohlekraftwerke befürworte und die Vergütung für Solaranlagen rabiat kürzen wolle.

Dem in der IWES-Untersuchung auf Basis des BEE-Szenarios ermittelten, verbliebenen Bedarf an konventionell erzeugter Grundlast in Höhe von 27 Gigawatt (GW) steht im Jahr 2020 absehbar mindestens folgende Grundlastleistung gegenüber: 15,6 GW aus jüngeren Stein- und Braunkohlekraftwerken (Inbetriebnahme oder grundlegende Nachrüstung seit 1990), 11,4 GW aus neuen, derzeit im Bau befindlichen Stein- und Braunkohlekraftwerken (in der Summe: 27 GW); darüber hinaus die derzeit unklare Leistung aus Atomkraftwerken (aktuell 21,5 GW). Das Problem sei also nicht zu wenig Strom in der Grundlast, erklärte Rainer Baake, sondern zuviel: „Jede Laufzeitverlängerung von Atomkraftwerken und jeder weitere Zubau von Kohlekraftwerken führt bereits innerhalb der nächsten zehn Jahre zu einem Überangebot von Strom aus Kraftwerken, die für hohe Volllaststunden ausgelegt sind. Je weiter der Ausbau der Erneuerbaren Energie vorankommt, umso mehr wird sich der Systemkonflikt zwischen variabler Einspeisung von Wind- und Solarstrom und inflexiblen Großkraftwerken zuspitzen.“ Stattdessen müssten für den Übergang flexible, leicht regelbare Gaskraftwerke die regenerative Stromversorgung absichern.

Schon im kommenden Jahrzehnt sei damit zu rechnen, dass die Erneuerbaren Energien den Strombedarf immer häufiger vollständig abdecken. In diesen Situationen müssten alle Kohle und auch alle Atomkraftwerke vollständig abgefahren werden. Da jedoch ein Wiederanfahren von Atomkraftwerken mehr als zwei Tage dauere, würde ein solcher Abschaltvorgang regelmäßig die Versorgungssicherheit gefährden. In der Konsequenz würden Windräder in steigender Zahl und Häufigkeit aus dem Wind gedreht, der Einspeisevorrang des EEG würde zunehmend unterlaufen. Baake: „Die Debatte um Laufzeitverlängerungen und neue Kohlekraftwerke ist rückwärtsgewandt. Sie lenkt von den wirklichen Herausforderungen ab. Im Kern ist sie ein Konflikt zwischen denen, die Strukturen konservieren wollen und denen, die sie modernisieren und zukunftsfähig machen wollen.“

Tabelle der Grundlastkraftwerke_Atom_und_Kohle_laufend und in Bau (PDF)

Abschlussbericht der Fraunhofer Studie “Dynamische Simulation der Stromversorgung in Deutschland nach dem Ausbauszenario der Erneuerbaren-Energien-Branche” (PDF)

Die Einspeisung von Biogas ins Erdgasnetz wird als attraktive Option der energetischen Nutzung von Biomasse diskutiert.

Biogasanlage – (c) JuwelTop / Pixelio

Wie hoch das Klimaschutzpotenzial der Biogaseinspeisung in Deutschland tatsächlich ist und wie technische, rechtliche und ökonomische Hemmnisse bei der Erzeugung, Aufbereitung, Einspeisung und Verteilung von Biogas über das Erdgasnetz abzubauen sind, zeigt der Abschlussbericht des vom BMBF geförderten Verbundprojekts “Biogaseinspeisung”.

Bei entsprechender Aufbereitung lässt sich Biogas in das vorhandene Erdgasnetz einspeisen. Das zu Biomethan veredelte Gas kann ohne Bedenken in allen Erdgasanwendungen eingesetzt werden, beispielsweise in stationären Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, an Tankstellen als Kraftstoff oder in häuslichen Anwendungen. Dies entkoppelt das Biomasseangebot von der Energienachfrage und hilft, einen deutlich größeren Anteil des Biomassepotenzials klimaschonend zu erschließen.

Um das Klimaschutzpotenzial der Einspeisung von Biogas ins Erdgasnetz realitätsnah zu evaluieren und Maßnahmen zu dessen Aktivierung abzuleiten, wurde im Rahmen eines BMBF-Verbundprojekts eine georeferenzierte Datenbank (GIS) entwickelt. Anhand dieser GIS-Applikation lassen sich erstmals Treihausgasemissionen (THG), die real verfügbaren Biomassepotenziale und die Kosten für deren Erschließung anlagenbezogen bilanzieren. Zudem sind Aussagen zum THG-Minderungspotenzial, zum Biogaspotenzial sowie zum nötigen Investitionsbedarf für ganze Regionen sowie Szenariorechnungen zur Entwicklung einer langfristigen Biomethan-Strategie ableitbar.

Für Deutschland beziffern die Autoren der Studie, ausgehend von einem theoretischen Biogaseinspeisepotenzial von 2,1 Mrd. m³ im Jahr 2020, das jährliche Treibhausgasminderungspotenzial – abhängig von der Nutzungsroute – auf 4 und 15 Mio. t CO2-Äquivalent. Gelingt es, das Potenzial von Wirtschaftsdünger als Substrat für Biogasanlagen zu erschließen, wozu die Autoren raten, steigt die erzeugbare Menge Biogas im Jahr 2020 auf 3,9 Mrd. m³ und das Klimaschutzpotenzial auf Werte zwischen 6 und 17 Mio. t CO2-Äquivalente.

Die Autoren kommen zudem zu dem Ergebnis, dass infrastrukturelle Hemmnisse bei der Erschließung des deutschlandweiten Biogaspotenzials nach heutigem Kenntnisstand nicht existieren, bzw. durch sorgfältige und detaillierte Planung grundsätzlich zu überwinden sind.

Abschlussbericht Biogas

Der Nabu zeigt Initiative mit einem Klimaschutzpapier für die Agrarwirtschaft.

Agrarwirtschaft birgt viel Potenzial zum Klimaschutz – (c) Manfred Schimmel / Pixelio

Nach dem Scheitern der UN-Klimakonferenz in Kopenhagen und den vielen Diskussionen über die Rolle der Landwirtschaft bei der Bekämpfung der globalen Klimakrise auf der Grünen Woche zeigt der NABU in einer aktuellen Studie Möglichkeiten zur Einsparung von Treibhausgasen im Agrarbereich auf. „Für eine ernst gemeinte Strategie müssen wir den Klimaschutz konsequenter als bisher in der Agrarpolitik verankern“, forderte NABU-Präsident Olaf Tschimpke bei der Vorstellung des Gutachtens heute in Berlin. Die Landwirtschaft verursache 11 Prozent der gesamten Treibhausgasemissionen in Deutschland. Neben Methan und Lachgas aus der Tierhaltung und Düngung spielen dabei vor allem Kohlendioxidemissionen im Rahmen von Landnutzungsänderungen eine wichtige Rolle.

„In der Klimabilanz der Landwirtschaft lassen die Politiker gerne den Umbruch von Grünland und die Entwässerung von Mooren unter den Tisch fallen, obwohl dadurch in Deutschland gut ein Drittel der Agraremissionen verursacht werden“, so Tschimpke. Der NABU fordert ein verbindliches Aktionsprogramm für mehr Klimaschutz in der Landwirtschaft. Ziel muss sein, den Ausstoß klimaschädlicher Treibhausgase zu verringern und gleichzeitig Natur und Umwelt weniger zu belasten. Wichtige Punkte sind ein Umbruchverbot für Grünland, der dauerhafte Schutz von Mooren, strengere Regeln zum Einsatz von Düngern und mehr Ökolandbau. „Wenn wir weitermachen wie bisher, wird die deutsche Landwirtschaft ihre Treibhausgasemissionen bis 2020 gerade mal um 20 Prozent gegenüber 1990 verringern können. Notwendig ist aber wie im Energiebereich das Doppelte, nämlich 40 Prozent“, forderte Carsten Wachholz, NABU-Klimaexperte.

Die NABU-Studie „Klimaschutz in der Landwirtschaft – Ziele und Anforderungen zur Senkung von Treibhausgasemissionen“ stellt eine wichtige Grundlage zur Bewertung und Weiterentwicklung der bestehenden politischen Instrumente auf nationaler und europäischer Ebene dar. Im anstehenden Reformprozess der EU-Agrarpolitik müsse sich Deutschland vorrangig dafür einsetzen, dass Fördermittel künftig nur noch für öffentliche Güter ausgegeben werden, zu denen insbesondere der Klimaschutz gehört, sagte Wachholz. Die Bundesregierung sollte die Chance nutzen, die Verhandlungen in Brüssel aktiv mitzugestalten und den Klimaschutz konsequent in die Agrarpolitik zu integrieren.

Die Studie “Klimaschutz in der Landwirtschaft – Ziele und Anforderungen zur Senkung von Treibhausgasemissionen” (PDF)