Methan entsteht nicht nur in der Viehhaltung, sondern auch im Erdgasbereich, in der Abfallwirtschaft und im Kohlenbergbau. Hier lassen sich in vielen Fällen zu vertretbaren Kosten größere Mengen Methan vermeiden. Hinzu kommt, dass sich anfallendes Methan energetisch nutzen lässt. Mit anderen Worten: Verglichen mit einer Tonne Kohlendioxid lässt sich eine entsprechende Menge Methan zuweilen deutlich kostengünstiger vermeiden. Die Herausforderung besteht darin, die Vermeidung von Methanemissionen wirksam in klimapolitische Strategien zu integrieren.

Die Europäische Union, die G8-Staaten und zuletzt auch das Major Economies Forum on Energy and Climate haben sich darauf geeinigt, dass die weltweiten Durchschnittstemperaturen um nicht mehr als zwei Grad Celsius gegenüber dem vorindustriellen Niveau steigen sollen. Bei Fortführung gegenwärtiger Emissionstrends ist dieses Ziel jedoch nur schwer zu erreichen. Die durchschnittliche globale Oberflächentemperatur ist seit vorindustrieller Zeit bereits um ungefähr 0,8 °C gestiegen, mit einer beschleunigten Erwärmung in den letzen 50 Jahren. Um das „2-Grad- Ziel“ zu erreichen, müsste der weltweite Ausstoß von Treibhausgasen je nach Szenario zwischen 2015 und 2020 sein Maximum erreichen und danach zurückgehen. Bis zum Jahr 2050 ist eine Verminderung der globalen Treibhausgasemissionen um 50 bis 85 Prozent im Vergleich zum Jahr 2000 erforderlich. Bei der UN-Klimakonferenz in Kopenhagen im Dezember 2009 muss daher ein verbindliches und ambitioniertes Folgeabkommen für das 2012 auslaufende Kyoto- Protokoll beschlossen werden (siehe Kasten).

Methanemissionen stärker beachten
Methan (CH4) ist ein wichtiges, aber oft zu wenig beachtetes Treibhausgas. Es hat im Vergleich zu Kohlendioxid (CO2) eine relativ kurze durchschnittliche atmosphärische Lebensdauer vonungefähr zwölf Jahren. Sein Treibhauspotential ist dem jüngsten IPCC Sachstandsbericht zufolge ungefähr 25 Mal so groß wie das von CO2. Abbildung 1 zeigt die Anteile unterschiedlicher Treibhausgase an den globalen anthropogenen Emissionen im Jahr 2005.

Methan hat mit ungefähr einem Sechstel den zweitgrößten Anteil. Methan entsteht hauptsächlich beim Abbau von organischem Material unter anaeroben – also sauer stoffarmen – Bedingungen. Zu den natürlichen Quellen von Methanemissionen gehören vor allem Feuchtgebiete, aber auch Termiten, Ozeane und andere Quellen.

Zu den wichtigsten anthropogenen Quellen zählen die Tierhaltung, insbesondere die Haltung von Rindern (Wiederkäuer), Förderung, Transport und Verteilung von Erdgas, Abfalldeponien, Nassreisanbau, Abwässer und der Kohlenbergbau. Abbildung 2 zeigt die Anteile unterschiedlicher Quellen am globalen anthropogenen Methanausstoß 2005. Landwirtschaftliche Quellen, also Wiederkäuer, Wirtschaftsdünger und Reisanbau, machen derzeit
knapp die Hälfte der Gesamtemissionen aus.

In einzelnen Ländern unterscheiden sich diese Anteile jedoch deutlich. Im Bereich Viehhaltung gehören China, Brasilien und Indien sowie einige OECD-Länder zu den größten Emittenten. Im Erdgasbereich sind vor allem Russland und die USA sowie Länder des Nahen Ostens und Lateinamerikas zu nennen. Die Emissionen aus dem Deponiebereich stammen zu einem großen Teil aus den USA und anderen OECD-Ländern, aber auch aus afrikanischen, asiatischen und lateinamerikanischen Ländern.

Nassreisanbau wird vor allem in China und südostasiatischen Ländern praktiziert. Abwasserbedingte Methanemissionen stammen hauptsächlich aus Entwicklungsländern ohne geordnete Abwassersysteme. Emissionen aus dem Kohlenbergbau fallen vor allem in China an, gefolgt von den USA. Abbildung 3 zeigt die Entwicklung der Methanemissionen ausgewählter Länder und Regionen zwischen 1970 und 2005.

Methanemissionen in allen Sektoren vermeiden
Maßnahmen zur Vermeidung von Methanemissionen zielen entweder darauf ab, die Entstehung von Methan zu verhindern, oder entstehendes Methan einzufangen und zu oxidieren, zum Beispiel durch Verbrennung, wodurch das Treibhauspotential 25-fach reduziert wird. Die dabei freiwerdende Energie ist grundsätzlich nutzbar und sollte nach Möglichkeit zu einer Substituierung fossiler Energieträger führen, so dass das Klima weiter entlastet wird. Daher sollte entstandenes Methan wo immer möglich aufgefangen und energetisch verwertet werden. Dies gilt insbesondere auch für die dezentrale Nutzung mit Kraft-Wärme-Kopplung.

Viehhaltung
Im Bereich der Viehhaltung entsteht Methan nahezu unvermeidlich als Abfallprodukt des Stoffwechsels von Wiederkäuern. Es gibt jedoch einige Maßnahmen zur Verringerung der Methanentstehung, beispielsweise bestimmte Fütterungs- und Haltungsmethoden, Nahrungszusätze zur Unterdrückung der Methanbildung, veränderte Züchtungen, sowie erhöhte tierische Produktionsleistungen, so dass bei gleicher Methanproduktion eine größere Menge Fleisch oder Milch erzeugt werden kann. Bei diesen Maßnahmen müssen allerdings die Anforderungen einer möglichst artgerechten Tierhaltung berücksichtigt werden. In der Viehhaltung entsteht Methan außerdem beim Abbau tierischen Dungs unter sauerstoffarmen Bedingungen. Zur Verminderung dieser Emissionen können eine verbesserte Lagerung und Ausbringung des Wirtschaftsdüngers sowie die Nutzung von Biogasanlagen beitragen, in denen tierische Abfallprodukte zu Biogas vergoren und für die Erzeugung von Wärme oder Strom genutzt werden. Darüber hinaus besteht eine sehr effektive, aber unpopuläre Maßnahme zur Vermeidung tierischer Methanemissionen darin, den Konsum tierischer Produkte einzuschränken, insbesondere von Rindfleisch und Milchprodukten.

Erdgasbereich
Bei Förderung, Transport und Verteilung von Erdgas kann es an mehreren Stellen der Lieferkette zum Austritt von Methan in die Atmosphäre kommen, insbesondere bei undichten Pipelines oder Kompressoren sowie bei Wartungsarbeiten. Wesentliche Vermeidungsstrategien bestehen in einer optimierten Anlagenwartung sowie dem Austausch undichter Komponenten, insbesondere veralteter Kompressoren. Die Erdgasindustrie sollte ein wirtschaftliches Eigeninteresse an der Vermeidung unnötiger Methanverluste haben.

Weltweit ist dies jedoch nicht der Fall: Insbesondere in vielen Entwicklungsländern werden organische Abfälle oft unbehandelt in ungeordneten Deponien abgelagert.

Nassreisanbau
Beim Nassreisanbau wird Methan in gefluteten Reisfeldern gebildet. Diese Emissionen können beispielsweise durch ein verbessertes Wassermanagement mit geringeren Stauhöhen oder zeitweiser Trockenlegung vermindert werden. Teilweise ist auch der Umstieg auf Trockenreisanbau möglich.

Abwasser
Methanemissionen im Abwasserbereich entstammen vor allem anaeroben Fäulnisprozessen bei der ungeordneten Abwasserentsorgung in vielen Entwicklungs- und Schwellenländern. Sie können durch den Aufbau geeigneter Abwassersammelsysteme und entsprechender Abwasserbehandlungsanlagen gemindert werden. Der Hauptgrund für solche kostenintensiven Infrastrukturmaßnahmen besteht jedoch in gesundheitlichen und hygienischen Zielstellungen, nicht in der Vermeidung von Methanemissionen.

Kohlenbergbau
Beim Kohlenbergbau wird Methan freigesetzt, da Kohleflöze meist größere Mengen Grubengas enthalten. Grubengas wird im Untertagebau aus Sicherheitsgründen abgesaugt. Es sollte nicht einfach in die Atmosphäre geblasen werden. Je nach Konzentration des Methans im Abluftstrom kann es direkt verbrannt oder katalytisch oxidiert und energetisch genutzt werden. Auch die Aufbereitung des Grubengases und seine Einspeisung in Erdgasnetze sind möglich.

Kostengünstige Vermeidungspotentiale erschließen
In den genannten Quellbereichen gibt es weltweit große und teilweise sehr kostengünstig zu erschließende Vermeidungspotentiale. Das DIW Berlin hat im Rahmen einer umfassenderen Klimaschutzstudie kürzlich eine umfangreiche Literaturrecherche zu Potentialen, Kosten und Nutzen unterschiedlicher Maßnahmen zur Vermeidung von Methanemissionen durchgeführt.

In den meisten Bereichen ist die Vermeidung einer kleinen Menge Methan recht kostengünstig zu bewerkstelligen, zum Beispiel durch Anwendung einfacher Maßnahmen oder durch kleine Verbesserungen in betrieblichen Abläufen. Aufgrund steigender Grenzvermeidungskosten wird es jedoch umso teurer, je mehr Methan vermieden werden soll. Abbildung 4 zeigt weltweite ökonomische Vermeidungspotentiale bis zum Jahr 2020 in den genannten Bereichen bei unterschiedlichen Grenzvermeidungskosten, ausgedrückt in US-Dollar des Jahres 2000 je Tonne CO2-Äquivalent. Die Referenzentwicklung für das Jahr 2020 ist ebenfalls angegeben, also der angenommene Methanausstoß in den einzelnen Sektoren in dem Fall, dass keine weiteren Vermeidungsmaßnahmen getroffen werden. Bei der Berechnung der Vermeidungskosten ist der Marktwert des Energieträgers Methan bereits berücksichtigt.

In der Referenzentwicklung 2020 sind die Methanemissionen in der Viehhaltung am höchsten, gefolgt vom Erdgassektor und dem Nassreisanbau. Die größten wirtschaftlichen Vermeidungspotentiale finden sich jedoch in den Bereichen Erdgas, Abfallwirtschaft und Kohlenbergbau. Erhebliche Vermeidungspotentiale können bereits zu niedrigen Grenzkosten von bis zu 15 US-Dollar je Tonne CO2-Äquivalent erschlossen werden, insbesondere im Kohlenbergbau. Bei Grenzvermeidungskosten von 15 US-Dollar je Tonne CO2- Äquivalent könnten in den genannten Bereichen im Jahr 2020 weltweit ungefähr 1,5 Milliarden Tonnen CO2-Äquivalent jährlich eingespart werden. Dies entspricht knapp einem Viertel der gesamten Methanemissionen in den genannten Bereichen oder knapp vier Prozent der weltweiten Treibhausgasemissionen des Jahres 2005.

Anstrengungen zur Vermeidung von Methanemissionen sollten über alle genannten Sektoren gestreut werden, um Umsetzungsrisiken zu minimieren und einen größtmöglichen Effekt für das Weltklima zu erzielen. Dabei gebietet die Forderung der ökonomischen Effizienz, dass in jedem Sektor so viel Methan vermieden wird, dass die Grenzvermeidungskosten überall gleich hoch sind.

Barrieren und Vorurteile abbauen
Die Vermeidung von Methanemissionen kann auf unterschiedliche praktische Hürden stoßen, beispielsweise Informationsprobleme bei relevanten Akteuren, institutionelle Barrieren und unzureichende technische und finanzielle Möglichkeiten. Zudem gibt es diverse sektorspezifische Barrieren. So sind beispielsweise in der Viehhaltung Optimierungen bei der Fütterung oder dem Umgang mit Wirtschaftsdünger aufgrund der großräumigen Verteilung von Weidetieren in vielen Weltregionen und aufgrund bestimmter lokaler Bräuche und Gegebenheiten oft schwierig umzusetzen. Es muss außerdem sichergestellt werden, dass Maßnahmen zur Methanvermeidung im landwirtschaftlichen Bereich nicht zu einem erhöhten Ausstoß anderer Treibhausgase wie beispielsweise Lachgas führen. Bei der Vermeidung von Grubengasemissionen beziehungsweise ihrer energetischen Nutzung besteht ein großes Hemmnis in der unzureichenden Verfügbarkeit entsprechender Technologien und des notwendigen Kapitals in China.

Im Gegensatz zu CO2, dessen Emissionen oft von einzelnen großen industriellen oder energiewirtschaftlichen Quellen stammen, sind anthropogene Methanquellen oft klein, geographisch weit verteilt und nicht auf den Energiesektor beschränkt. Bei kleinen und dezentralen Quellen ist ein hoher administrativer und logistischer Aufwand für die Überwachung und Kontrolle von Vermeidungsmaßnahmen zu erwarten, wenn die Durchführung entsprechender Maßnahmen nicht im wirtschaftlichen Eigeninteresse der jeweiligen Betreiber liegt. Daher sollte zunächst die Methanvermeidung bei größeren und gut zu überwachenden Quellen wie Deponien oder Kohleminen im Vordergrund stehen.

Die Politik ist am Zug
Aufgabe der Politik ist es jetzt, den Weg zur Erschließung kostengünstiger Methanvermeidungspotentiale frei zu machen. Dazu sind insbesondere die Aufklärung relevanter Akteure und die Bereitstellung von Informationen notwendig. Darüber hinaus müssen ordnungsrechtliche und finanzielle Anreize gegeben werden. So war Deutschland beispielsweise im Deponiebereich durch ordnungspolitische Vorgaben sowie finanzielle Anreize zur energetischen Nutzung von Deponiegas durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz schon sehr erfolgreich. Nun müssen internationale Anstrengungen in weiteren Sektoren folgen. Um finanzielle Anreize für die Methanvermeidung zu erzeugen, sollte Methan in einen internationalen Emissionshandel und andere flexible Instrumente einbezogen werden. Bei der UN-Klimakonferenz in Kopenhagen sollte die Vermeidung von Methanemissionen daher nicht vernachlässigt werden. Entscheidend ist jedoch vor allem die spätere Umsetzung entsprechender Maßnahmen auf nationaler Ebene.

In Anbetracht der hohen Klimawirksamkeit von Methan sollten neue Emissionsquellen unbedingt vermieden werden, zum Beispiel im Bereich des verflüssigten Erdgases (Liqufied Natural Gas, LNG). Sowohl der Prozess der Gasverflüssigung als auch der LNG-Transport sind anfällig für Methanemissionen. Da die LNG-Kapazitäten weltweit gerade stark ausgebaut werden, sollte von Anfang an darauf geachtet werden, dass diese Emissionen durch entsprechende technische Vorschriften Erforschung des Risikos nötig. Ein unkontrolliertes Entweichen von Methan im Abbauprozess muss unbedingt verhindert werden. und geeignete Verfahren weitgehend eingedämmt werden. Eine weitere potentielle Methanquelle könnte der künftige Abbau von Methanhydraten am Meeresboden darstellen. In diesem Bereich ist eine bessere wissenschaftliche Erforschung des Risikos nötig. Ein unkontrolliertes Entweichen von Methan im Abbauprozess muss unbedingt verhindert werden.

Fazit
Methan hat einen Anteil von ungefähr einem Sechstel an den globalen anthropogenen Treibhausgasemissionen. Die Vermeidung von Methanemissionen alleine ist daher sicherlich keine Lösung für das Klimaproblem. Sie ist aber ein wichtiger Bestandteil eines kosteneffizienten Klimaschutzes, da ein knappes Viertel der Methanemissionen bis 2020 zu geringen Grenzvermeidungskosten von 15 US-Dollar je Tonne CO2-Äquivalent eingespart werden kann. Im nicht unwahrscheinlichen Fall, dass der weltweite Preis für Treibhausgasemissionen bis 2020 15 US-Dollar je Tonne CO2-Äquivalent überschreitet, sind sogar noch größere Methanvermeidungspoten tiale wirtschaftlich profitabel erschließbar. Um ambitionierte Ziele wie das 2-Grad-Ziel zu erreichen, sollte daher nicht nur auf die Vermeidung von CO2 gesetzt werden, sondern auch Methan konsequent einbezogen werden, das von allen Nicht- CO2-Treibhausgasen die größten und kostengünstigsten Vermeidungspotentiale bietet. Darüber hinaus ist Methan aufgrund seiner im Vergleich zu CO2 kurzen atmosphärischen Verweildauer besonders geeignet, kurzfristig positive Effekte für das Weltklima zu erzielen. Maßnahmen zur Methanvermeidung sollten kosteneffizient über verschiedene Sektoren gestreut werden, wobei der Erdgassektor, die Abfallwirtschaft und der Kohlenbergbau besonders vielversprechend sind.

Nicht zu vernachlässigen sind die positiven Nebeneffekte, die viele der diskutierten Maßnahmen mit sich bringen. So verringert beispielsweise eine geordnete Abfallentsorgung nicht nur Methanemissionen, sondern kann sich auch positiv auf die Kontrolle von Schadstoffen, Recyclingquoten und die Lebensqualität der Bevölkerung auswirken. Der teilweise Ersatz fossiler Energieträger durch Methan kann die Versorgungssicherheit erhöhen. Nicht zuletzt können sich bei weltweiten Anstrengungen zur Vermeidung von Methanemissionen Exportchancen für moderne Technologien ergeben, zum Beispiel bei abfallwirtschaftlichen Behandlungsanlagen oder im Deponiebau.
Hinweis: Der Original-Bericht enthält zahlreiche Fußnoten, auf die wir hier der Übersichtlichkeit wegen verzichtet haben.