Satelliten zeigen: Öl- und Gasstandorte in Nahen Osten und Nordafrika unterschätzen CO2-Emissionen

Öl- und Gasstandorte im Nahen Osten sowie in Afrika nördlich des Äquators stossen mehr Kohlendioxid in die Atmosphäre aus, als es die offiziellen Emissionsbilanzen ausweisen. Für 2019 lagen ihre tatsächlichen Emissionen demnach rund 30 Prozent über den gemeldeten Werten.

Ein Teil dieses zusätzlichen Kohlenstoffs geht jedoch auf eine Eisenerzmine und eine Goldmine zurück, die in keiner Bilanz überhaupt auftauchen.

Wichtig ist: Bei den nationalen Emissionsbilanzen handelt es sich nicht um direkte Messungen. Staaten setzen sie aus Daten zu Kraftstoffverkäufen, Produktionszahlen und Angaben zusammen, die Unternehmen über ihre eigenen Anlagen melden.

Xiaojuan Lin von der Tsinghua-Universität und fünf Mitautorinnen und Mitautoren – vier davon am Königlich Niederländischen Meteorologischen Institut – haben diese Zahlen mit Satellitenbeobachtungen abgeglichen.

Für Europa ergab sich dabei eine enge Übereinstimmung. Für Nordafrika und den Nahen Osten dagegen nicht.

„Die Unterschiede scheinen vor allem von einer Unterschätzung der industriellen Quellen bestimmt zu sein“, sagte Ronald van der A, leitender Wissenschaftler am niederländischen Institut, gegenüber Earth.com.

Für politische Entscheidungsträger sei das relevant, so van der A, weil mehrere Länder „möglicherweise weiter von ihren eigenen Klimazielen entfernt sind, als sie erwartet haben“.

Kohlenstoffquellen, die in keiner Bilanz stehen

„Einige Bergbauregionen, in denen schweres Gerät eingesetzt wird, das grosse Mengen fossiler Brennstoffe verbraucht, sind in den gemeldeten Emissionen nicht sichtbar“, sagte van der A.

Auf die Frage von Earth.com, was ihn am meisten überrascht habe, nannte er zwei Beispiele: eine sehr grosse Eisenerzmine in Mauretanien und eine Goldmine in Ägypten.

Das Team um Lin ermittelte diese Lücken zusätzlich mit einem zweiten Ansatz. Dafür suchten die Forschenden Rasterzellen, in denen der Satellit messbare Emissionen zeigte, während die offiziellen Datensätze nahezu nichts ausweisen.

Die Emissionen in diesen Rasterzellen summieren sich auf 332 Millionen metrische Tonnen Kohlendioxid pro Jahr; 98 Prozent dieser Zellen liegen in Nordafrika und im Nahen Osten.

Allein in Afrika stehen diese Zellen für 19 Prozent des regionalen Kohlendioxids. Über beide Regionen hinweg erklären sie ungefähr ein Drittel der gesamten Differenz.

In denselben Karten erkannte das Team zudem Schiffsspuren über offener See – obwohl keinerlei Daten zu Schifffahrtsrouten in die Auswertung eingeflossen waren.

Verschmutzung aus dem All nachverfolgen

Motoren, Industrieöfen und Fackeln setzen Kohlendioxid und Stickoxide gleichzeitig frei. Letztere lassen sich aus dem Weltraum deutlich leichter erfassen.

TROPOMI, ein Instrument an Bord des europäischen Satelliten Sentinel-5P, kartiert Stickstoffdioxid weltweit täglich – in Auflösungen, die klein genug sind, um einzelne Industrieanlagen zuzuordnen.

Allerdings stammt nicht das gesamte Stickstoffdioxid aus Motoren und Öfen: Auch Bodenmikroben und Waldbrände tragen dazu bei. Lin und ihr Team zogen diese Quellen deshalb ab, bevor sie weitere Schritte unternahmen.

Was danach übrig blieb, werteten sie als menschlichen Beitrag. Diesen multiplizierten sie je Rasterzelle mit dem Verhältnis von Kohlendioxid zu Stickoxiden, um daraus die Kohlendioxid-Emissionen abzuleiten.

Van der A betonte, Stickoxide liessen sich genauer messen als Kohlendioxid, und die heutigen Satelliten lieferten dafür wesentlich mehr hochwertige Beobachtungen.

Winterspitzen über den Gasfeldern

Die neu erkannten Quellen häufen sich in Gebieten mit Gasfackeln. In Nordostalgerien, Westlibyen, entlang der Irak–Iran-Grenze, in Kuwait, Jemen, den Vereinigten Arabischen Emiraten und Oman treten Fackeln und nicht erfasster Kohlenstoff gemeinsam auf.

In Ägypten und Iran verlaufen die Kohlenstoffquellen entlang der Trassen der wichtigsten Öl- und Gaspipelines.

Wo mehr Fackeln brennen, bleibt auch mehr Kohlenstoff ungemeldet. Dass eine zufällige Schwankung ein derart enges Muster erzeugt, ist sehr unwahrscheinlich.

Zudem zeigen diese Quellen einen Jahresrhythmus: Die mit Öl- und Gasanlagen verbundenen Signale erreichen im Winter ein Maximum und gehen im Sommer zurück. Das passt zur monatlichen Erdgasnachfrage in den 45 Ländern, die entsprechende Daten melden.

Weltweit brennen zu jedem Zeitpunkt mehr als 10.000 Fackeln; mehr als die Hälfte davon befindet sich in Nordafrika und im Nahen Osten.

Ägyptens Gesamtsumme liegt um die Hälfte daneben

Ägypten weist 262 Millionen Tonnen Kohlendioxid weniger aus als die Satellitenschätzung – eine Lücke von 50 Prozent. Irak meldet 190 Millionen Tonnen weniger, also 51 Prozent. Algerien kommt auf 114 Millionen Tonnen weniger, entsprechend 45 Prozent.

Im Iran ist die absolute Differenz im Datensatz am grössten: 314 Millionen Tonnen. Bezogen auf die Gesamtemissionen entspricht das dort jedoch 34 Prozent und damit nicht der Hälfte.

Europa dient als Kontrollfall. Dort melden Länder insgesamt etwa 15 Prozent mehr Kohlenstoff, als der Satellit ermittelt, wobei die Abweichungen in beide Richtungen gehen. Polen liegt 57 Prozent über dem Satellitenwert, Italien 20 Prozent darunter.

In Irans eigenen Zahlen findet sich zudem eine Auffälligkeit: Dem Verkehr werden 64 Prozent der nationalen Stickoxide zugeschrieben, aber nur 20 Prozent des Kohlendioxids.

Da Pkw und Lkw beides ausstossen, müssten diese Anteile näher beieinanderliegen. Das Team interpretiert die Abweichung als zu niedrig angesetzten Verkehrskohlenstoff.

Fehlende Emissionen verändern die Ausgangslage

Im Rahmen des Pariser Abkommens legt jedes Land seine eigenen Ziele fest und bewertet den Fortschritt anhand der eigenen Bilanzdaten. Ist der Ausgangswert zu niedrig, kann ein Land sein Ziel verfehlen, ohne es zu bemerken.

Lin und ihr Team übertrugen die für 2019 ermittelten Fehlbeträge auf einen Standard-Emissionspfad, den der IPCC nutzt.

Für Nordafrika und den Nahen Osten zusammen wird das 2030-Ziel demnach etwa fünf Jahre später erreicht. Algerien läge nahezu acht Jahre zurück, Ägypten etwas mehr als sechs Jahre.

Van der A verortet einen Teil der Ursachen im Meldesystem selbst.

„Die derzeitige Infrastruktur, um alle Informationen zu sammeln und zu überprüfen, die für die aktuellen CO2-Emissionen relevant sind, ist in manchen Ländern vielleicht nicht ausreichend“, sagte er in einem Interview mit Earth.com.

Zugleich verwies van der A darauf, dass Forschende bei Copernicus, dem Erdbeobachtungsprogramm der Europäischen Union, bereits ein beobachtungsbasiertes Kohlendioxid-System mit globaler Abdeckung aufbauen. Geplant ist, dieses mit Wettermodellen zu kombinieren.

Was Satelliten weiterhin nicht erfassen

Der Satellit misst Kohlendioxid nicht direkt. Er erfasst Stickstoffdioxid; die Kohlendioxid-Schätzung entsteht über ein Verhältnis, das aus denselben Bilanzdaten stammt, die das Team gerade überprüft.

Die Forschenden wiederholten die Rechnung daher mit Verhältnissen aus anderen Sektoren sowie mit einem zweiten Datensatz. Für Nordafrika und den Nahen Osten blieb die Abweichung dabei jedes Mal zwischen 29 und 40 Prozent.

TROPOMI überfliegt die Regionen gegen etwa 13:30 Uhr. Die Analyse zeigt daher nicht, wie sich diese Quellen nachts oder vor Tagesanbruch verhalten.

Die Untersuchung umfasst ausschliesslich das Jahr 2019. Was die fehlenden Minen und Gasanlagen in den Jahren danach ausgestossen haben, wurde bislang nicht quantifiziert.

Zwei in Entwicklung befindliche Missionen, CO2M und TANGO, sollen Kohlendioxid und Stickstoffdioxid gleichzeitig messen; damit entfällt die Notwendigkeit, ein Verhältnis aus anderen Quellen zu übernehmen.

Der erste CO2M-Satellit geht bis Ende 2027 an den Startdienstleister.

Die vollständige Studie erschien in Science Advances.