Methan: So kann das gefährliche Klimagas aus der Atmosphäre entfernt werden

Die Entfernungstechnologien sind noch nicht erprobt und müssten schnell ausgebaut werden, um die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels zu verhindern.​

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Pipeline in Alaska

Aus Lecks in Erdgas-Leitungen entweicht auch Methan.

(Bild: Wikimedia Commons / "Alaska Pipeline" Gillfoto / cc by-sa 4.0)

Von
  • Casey Crownhart

Die Konzentration des starken Treibhausgases Methan hat sich durch menschliche Aktivitäten wie Erdgasförderung und Landwirtschaft seit der vorindustriellen Zeit mehr als verdoppelt. Deshalb versuchen Forscher weltweit herauszufinden, wie sich wenigstens ein Teil des Methans aus der Atmosphäre entfernen lässt. Es hängt viel am Gelingen des Vorhabens: Auch wenn das Entfernen des Treibhausgases beziehungsweise das Verhindern der Methan-Emission allein den Klimawandel nicht aufhalten wird, ließen sich dadurch die schlimmsten Auswirkungen der Erwärmung in diesem Jahrhundert verhindern und die globale Erwärmung in den nächsten Jahrzehnten verlangsamen.

Würde der Methananteil der Atmosphäre zum Beispiel um 40 Prozent sinken, ließe sich die Erwärmung bis 2050 um 0,4 Grad reduzieren, berichten US-Forscher im Fachjournal "Philosophical Transactions of the Royal Society A". Darüber hinaus skizzierten Forscher Ende September in einer weiteren Studie mögliche Ansätze für die Methan-Abscheidung und rufen zu mehr Forschung im Bereich von Methan-Entfernungstechnologien auf, die bisher meist auf das Labor beschränkt waren. "Es gibt wahrscheinlich nichts mit einer größeren Auswirkung auf das Vermeiden von Temperaturspitzen in den nächsten Jahrzehnten als das Entfernen von Methan", sagt Rob Jackson von der Stanford University, der an beiden Studien beteiligt war.

Zwar ist Methan relativ selten und seine Konzentration in der Atmosphäre ist etwa zweihundertmal geringer als die von Kohlendioxid. Dennoch hat Methan laut einem aktuellen Bericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen der Vereinten Nationen bisher rund 30 Prozent – oder etwa 0,5 Grad – zur gesamten globalen Erwärmung beigetragen. Und obwohl seine Lebensdauer in der Atmosphäre nur etwa zehn Jahre beträgt, ist Methan über kurze Zeiträume hinweg ein etwa 86-mal so starkes Treibhausgas wie Kohlendioxid. "Methan wird verschwinden, aber in der Zwischenzeit wird es Probleme verursachen", sagt Vaishali Naik, Atmosphärenwissenschaftlerin bei der US National Oceanic and Atmospheric Administration.

Aufgrund seiner kurzen Lebensdauer würden die Methan-Emissionen in der Atmosphäre schnell abnehmen, wenn sie heute reduziert würden. In einem kürzlich erschienenen Bericht des UN-Umweltprogramms über Methan, an dem Naik mitgewirkt hat, schätzten die Forscher, dass um 45 Prozent gesenkte Methan-Emissionen die Erwärmung bis zur Mitte des Jahrhunderts um 0,28 Grad reduzieren könnte. Damit würde die Welt das im Pariser Abkommen festgelegte Ziel einer Erwärmung von weniger als 1,5 Grad gegenüber dem vorindustriellen Niveau erreichen.

Etwa zwei Drittel dieser Reduktionen ließen sich mit leicht verfügbaren Lösungen erreichen, sagt Naik. Dazu gehören das Verschließen undichter Erdgasquellen und eine geringere Abhängigkeit von Kohlebergwerken. Diese setzen unter der Erdoberfläche gespeichertes Methan frei, das bei der Umwandlung von Pflanzenmaterial in Kohle entsteht. Die Emissionen zumindest teilweise zu senken ist wahrscheinlich billiger und einfacher als die Ausweitung der Abscheidetechnologie, sagt die Forscherin.

Um die Erwärmung dauerhaft auf weniger als 1,5 Grad zu begrenzen, müssten jedoch auch die Methan-Emissionen aus Industriezweigen wie der Landwirtschaft reduziert werden. Das dürfte bei einer wachsenden Bevölkerung schwierig werden. Hier kämen deshalb Technologien zur Methan-Entfernung ins Spiel, doch diese stecken noch in den Kinderschuhen.

Forschungsgruppen testen zwar schon einige Methoden, bei denen Luft über einen Katalysator geleitet wird, um den Abbau von Methan zu Kohlendioxid oder anderen Gasen zu beschleunigen. Doch die Probleme liegen vor allem in der schieren Größenordnung, die erforderlich wäre. Ein System müsste 0,04 Prozent der gesamten Erdatmosphäre verarbeiten, um eine Million Tonnen Methan zu entfernen. Die Weltbevölkerung produziert allerdings jedes Jahr etwa 350 Millionen Tonnen an Methan-Emissionen.

Laut Stanford-Forscher Jackson stehen bereits mehrere kommerzielle Projekte zur Methanentfernung in den Startlöchern. An einem ist er selbst beteiligt, doch seine Gruppe hat ihre Technologie noch nicht in der Praxis getestet, und Jackson glaubt nicht, dass andere Unternehmen viel weiter gekommen sind. Nach seinen Schätzungen müssten Pilotanlagen innerhalb des nächsten Jahrzehnts in Betrieb genommen werden, um die Erwärmung bis 2050 zu reduzieren. Das ist ein enger Zeitrahmen für die Erprobung der Technologie.

"Nichts an der Methan-Entfernung ist einfach", sagt Jackson. Aber vielleicht kann man von der CO2-Abscheidung lernen: Obwohl diese Technologie mit denselben Problemen der Größenordnung konfrontiert ist, spielt sie eine wichtige Rolle im Plan der Biden-Regierung zur Bekämpfung des Klimawandels und wird weltweit an mehreren Standorten kommerziell genutzt. In den nächsten fünf Jahren sollen weitere Anlagen in Betrieb gehen.

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Um die hohen Methan-Konzentrationen anzugehen, könnte es leichter sein, mit den Abscheidetechnologien direkt an den Emissionsquellen anzusetzen, anstatt das Gas aus der Atmosphäre zu entfernen. Insgesamt ist es wahrscheinlich einfacher, die Emissionen zu stoppen, als sie im Nachhinein zu beseitigen. "Erst eindämmen, dann entfernen", sagt Jackson, "das ist mein Motto."

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(vsz)