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Methanleckage

Untergliederung der Gasindustrie in Vor-, Zwischen- und Nachkette. Quelle: Michanowicz et al.

Methanemissionen nach Verursacher (Skala in Mt). Quelle: IEA

Methaemissione 2022 nach Quelle (Skala in kt). Quelle: IEA

Verleich der Klimagasemissionen von Kohlekraftwerken und Gaskraftwerken.

Methanemissionen, die mit der Erdöl-/ Erdgasproduktion zusammenhängen. Quelle: Kayrros et al.

Karte der Altbohrungen im Raum Hannover aus denen eventuell Methan austreten könnte. Quelle: LBEG

Der unerwünschte Austritt von Methan in die Atmosphäre bei der Produktion und Verteilung von Erdgas wird üblicherweise mit dem Begriff 'Methanleckagen' zusammengefasst. Da der Klimaeinfluss des Methans, bezogen auf 20 Jahre, etwa 86 mal größer ist als der von CO₂können die Methanleckagen dazu führen, dass Erdgas ebenso klimaschädlich ist wie Kohle und der überhastete Kohleaustige bei gleichzeitiger Aufweitung des Erdgasverbrauchs klimatechnisch unsinnig wird. Wissenschaftler sehen den 'break even point' bei einer Leckage von 2 - 3%. Aktuell wird die Leckage auf 2,4 - 3,9% geschätzt, allerdings mit einer großen Unsicherheit. Lokal und über kürze Zeiten können es auch 15% sein. Zudem erfolgten diese Abschätzungen vorrangig in Ländern wie USA. Kanada, Mexiko, wo seit Jahren darauf geachtet wird, derartige Leckagen zu vermeiden. In Ländern wie Russland, Iran, Irak, Venezuela etc. dürften diese Leckagen weitaus höher sein. Zahlen werden dort nicht oder nur eingeschränkt kommuniziert.

Globale Abschätzungen der Methanleckagen können entweder bottom-up oder top-down erfolgen, wobei bei bottom-up die Ausgasungen einer Vielzahl gleicher oder unterschiedlicher Leckagestellen aufaddiert werden, bei top-down das in der Atmosphäre vorhandene Methan gemessen wird und dann versucht wird, herauszufinden, wo es her kommt. Dabei lässt sich biogenes Methan oder Methan aus abschmelzenden Permafrostböden durch Isotopenanalysen raushalten. Zu beachten ist hier auch, dass bei bottom-up die Zahlen großteils durch die Gasindustrie bereit gestellt werden, bei top-down die Messungen aber meist von unabhängigen Stellen ausgeführt werden. Die Erfahrung zeigt, dass bei bottom-up Erfassungen die Methanleckagen um einen Faktor 2-5 unterschätzt werden.

Untergliedert wird darüberhinaus üblicherweise in Vorkette (upstream), Zwischenkette (midstream) und Nachkette (downstream) der Gaswirtschaft. Diesen Teilketten werden dann spezifische Leckageraten zugeordnet. Bei den hier gemachten Betrachtungen sind die Leckagen der Gesamtkette relevant, die der Einzelketten müssen addiert werden.

In einer Studie des Bundesministeriums für Bildung und Wissenschaft (BMBF)¹ wird zusammenfassend festgestellt:

In der Studie wird auf Basis der vorliegenden Daten für das Jahr 2015 für die USA eine Methanemissionsrate, die alle Emissionspfade umfasst, aus der gesamten Erdgasproduktion (konventionelle und unkonventionelle Lagerstätten) in Höhe von 2-4 % der gesamt geförderten Methanmenge entsprechend des Top-Down-Ansatzes abgeleitet. Da mittlerweile durch Aufgabe alter Gasfelder mit konventioneller Förderung überwiegend nur noch aus unkonventionellen Lagerstätten gefördert wird, kann dieser Anteil an den Emissionen daher als repräsentativ für unkonventionelle Lagerstätten angesehen werden. Die höchsten Emissionsraten werden bei der Verarbeitung und während des Transportes des geförderten Gases gemessen. Schwachstellen sind unter anderem Kompressoren und Ventile. Da 99 % der Emissionen während der Produktion und der Verteilung unabhängig von den Fördermethoden entstehen, lässt sich schlussfolgern, dass die in der vorliegenden Studie ermittelte Methanemissionsrate von ca. 2-4 % der gesamt geförderten Methanmenge für das Jahr 2015 als realistisch anzusehen ist.

Die Methanleckagen beim Abfackeln (flaring) werden oft nicht ausreichend erfasst oder zugeordnet. Die Verbrennung ist da immer unvollständig und es verbleiben große Mengen Methan (neben Feinstaub und anderem). Natürlich ist das Abfackeln immer noch besser als das einfache Entlassen des nicht verwendbaren Methans in die Atmosphäre (venting). Bei der heutigen Kohlenwasserstoffförderung können immer noch große Mengen des Gases nicht genutzt werden, da es am Förderort keine Pipelines gibt.

Global wird angestrebt (Glosgow, 2021), die Methanleckagen bis 2030 um 30% zu senken. Damit lägen sie allerdings immer noch im Bereich des break even zischen Kohle und Gas. Bei der generellen Unsicherheit der Zahlen, wird man diese Reduktion zwar nicht überprüfen können, dennoch ist es ein Fortschritt, wenn sie angestrebt wird. Eine vollständige Vermeidung der Methanleckagen ist technisch unsinnig und kann nur von politisch ideologisierten Gruppen angekündigt werden (Gaslobby).

Bedeutung für die Geothermie

Bei der politischen Diskussion zum Klimawandel und zum Ausbau Erneuerbarer Energien ist die Diskussion um die Methaleckagen zentral. Sie entscheiden, ob Erdgas weniger, gleich oder mehr klimaschädlich ist als Kohle. Sind die Methanleckagen 2% oder größer, ist Gas voraussichtlich schädlicher als Kohle (break even).

Der sehr schnelle Kohleausstieg und der vergleichsweise langsame Ausbau der Erneuerbaren, lassen sich in Bezug auf Versorgungssicherheit nur vereinbaren, wenn Erdgas eine sinnvolle Brückentechnolgie ist. Sind die Methanleckagen größer als 2%, und darauf deuten ein Großteil der Studien hin, ist Erdgas als Brückentechnologie unsinnig. Als wirksame Maßnahme gegen den Kilmawandel und zur Erreichung des 1,5-Grad Ziels bleibt dann nur ein wesentlich schnellerer Ausbau der Erneuerbaren einschließlich der Geothermie.

Dass eine Einstufung der Verbrennung von fossilem Erdgas in der Taxometrie der EU als 'umweltfreundlich' oder 'nachhaltig' wissenschaftlich unsinnig ist, muss nicht extra erwähnt werden.

Literatur

Drew R. Michanowicz, Eric D. Lebel, Jeremy K. Domenn, lee Ann L. Hill, Jessie M. Jaeger, Jessica E. Schiff, Elena M. Krieger, Zoya Banan, Jackson S.W. Goldman, Curtis L. Nordgaard, Seth B.C. Shonkoff: Methane and Health-Damaging Air Pollutants from the Oil and Gas Sector: Bridging 10 Years of Scientific Understanding. PSE Harvard University, 2021

Einzelnachweise

1. Kahnt, R., Abbenseth, A. Aubel, T., Demmler, V., Helbig, M., Martin, M. Mayer, R., Pinka, J. (2021): Gutachten zu Umweltauswirkungen von Fracking bei der Aufsuchung und Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus unkonventionellen Lagerstätten: Methanemissionen und Szenarien. G.E.O.S. Ingenieursgesellschaft GmbH; 81 Seiten, 4 Anhänge