Hitze, Dürren, Überschwemmungen, Stürme – der Klimawandel stellt die Gesellschaft vor immer größere Herausforderungen. Kern des Problems sind menschengemachte Treibhausgasemissionen, darüber ist sich die Wissenschaft einig. Trotzdem werden Emissionen bisher nur in den seltensten Fällen präzise gemessen und zu ihren Quellen zurückverfolgt. Um genau das in Zukunft für Methan – neben Kohlenstoffdioxid eines der klimaschädlichsten Treibhausgase – zu ermöglichen, arbeitet die Vorentwicklungsabteilung von OHB derzeit gemeinsam mit dem Institut für Umweltphysik der Universität Bremen an einem Missionsvorschlag für eine Kleinsatellitenkonstellation zur zeitlich und räumlich hoch aufgelösten Analyse von Methanemissionen und deren Quellen. Das Projekt läuft über 12 Monate und wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) als Teil der Reaktion der EU auf die COVID-19-Pandemie finanziert.
Wird im Zusammenhang mit dem Klimawandel von Treibhausgasemissionen gesprochen, denken die meisten Menschen sofort an Kohlenstoffdioxid (CO2). Neben Kohlenstoffdioxid gibt es aber noch weitere klimaschädliche Gase, die durch menschliche Aktivitäten freigesetzt werden. Zu diesen zählen in erster Linie Methan (CH4), Distickstoffoxid oder Lachgas (N2O) und fluorierte Treibhausgase (F-Gase). Zwar hat Kohlstoffdioxid mit Abstand den größten Anteil an den weltweit ausgestoßenen Treibhausgasen, allerdings hat es im Vergleich zu den übrigen Gasen die geringste Treibhauswirkung. Methan ist dreißigmal, Lachgas dreihundertmal so wirksam und die F-Gase stellen selbst dieses Treibhauspotenzial noch weit in den Schatten. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass der Fokus beim Kampf gegen den Klimawandel nicht allein auf die Reduktionen von Kohlenstoffdioxidemissionen gelegt wird.
Reduktion von Methanemissionen erzielt schnelle Wirkung
Ein guter Kandidat für kurzfristig wirksame Emissionsreduktionen ist Methan. Dies liegt unter anderem an seiner im Vergleich zu Kohlenstoffdioxid deutlich kürzeren Verweildauer in der Atmosphäre. Während durch menschliche Aktivitäten zusätzlich freigesetztes Kohlenstoffdioxid über Jahrtausende in der Atmosphäre verbleibt, wird Methan innerhalb von Jahren bis Jahrzehnten abgebaut. Methan wird immer dort freigesetzt, wo organisches Material unter Luftabschluss abgebaut wird. Aus diesem Grund sind die wichtigsten Quellen für anthropogene Methanemissionen und somit Ansatzpunkte für kurzfristig wirksame Emissionsreduktionen die Landwirtschaft, die Müllentsorgung und die Förderung und Nutzung fossiler Energieträger. Langfristig lässt sich der Klimawandel aber nur durch drastische Reduktionen sowohl der Kohlenstoffdioxid- als auch der Methanemissionen bewältigen.
Emissionen werden noch nicht flächendeckend erfasst
Um Emissionsquellen ausfindig machen und den Erfolg von Reduktionsmaßnahmen beurteilen zu können, müssen die Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre flächendeckend präzise erfasst werden. Soziopolitische und wirtschaftliche Entscheidungen benötigen eine verlässliche und aktuelle Datengrundlage. Aus diesem Grund arbeitet die Vorentwicklungsabteilung von OHB derzeit gemeinsam mit dem Institut für Umweltphysik (IUP) der Universität Bremen am Projekt „Bremer Kleinsatellitenmission zum Klimamonitoring“, kurz: BreKliMon. Wie es der Name schon andeutet, geht es dabei um die Entwicklung eines Missionsvorschlags für eine Konstellation von Kleinsatelliten zur zeitlich und räumlich hoch aufgelösten Analyse des Methangehalts in der Atmosphäre und Identifizierung von Methanquellen.
Als Grundlage für die auf den Satelliten eingesetzten Messinstrumente dient eine Entwicklung des IUP: Im August und September 2022 erprobten die Wissenschaftler erfolgreich ihr neuartiges Instrument MAMAP2D Light für die bildgebende Erfassung von Methan aus lokalen Quellen. Das Instrument wurde dabei noch nicht auf Satelliten, sondern auf dem deutschen Forschungsflugzeug HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft) eingesetzt. Als Testgelände dienten unter anderem die Rocky Mountains in Kanada, über deren offenen Kohlenminen deutlich erhöhte Methankonzentrationen festgestellt werden konnten. Im Projekt BreKliMon dient das flugzeuggetragene MAMAP2D-Konzept als Demonstrator, aus dem ein Satellitensensor entwickelt werden soll. Wenn es gelingt, das Instrumentenkonzept auf eine Satellitenkonstellation zu übertragen, wäre das ein entscheidender Schritt auf den Weg zu einer flächendeckenden Überwachung von Emissionsquellen und damit ein Ansatzpunkt für die Einführung von wirksamen Strategien zur Emissionsreduktion.
