Satelliten zeigen fehlende CO2-Emissionen aus Öl- und Gasanlagen im Nahen Osten und Nordafrika

Öl- und Gasanlagen im Nahen Osten sowie in Afrika nördlich des Äquators stossen mehr Kohlendioxid aus, als in den offiziellen Bilanzen erfasst ist. Im Jahr 2019 lagen ihre Emissionen schätzungsweise rund 30 Prozent über den ausgewiesenen Werten.

Ein Teil dieses Kohlenstoffs stammt jedoch von einer Eisenerzmine und einer Goldmine, die in den Aufzeichnungen überhaupt nicht auftauchen.

Bei diesen Bilanzen handelt es sich nicht um unmittelbare Messungen. Staaten leiten sie aus Treibstoffverkäufen, Produktionsdaten und den Angaben von Unternehmen zu ihren eigenen Anlagen ab.

Xiaojuan Lin von der Tsinghua-Universität verglich diese Zahlen gemeinsam mit fünf Kolleginnen und Kollegen – vier von ihnen arbeiten am Königlichen Niederländischen Meteorologischen Institut – mit Satellitenbeobachtungen.

Für Europa stellte das Team eine enge Übereinstimmung fest. Für Nordafrika und den Nahen Osten galt das nicht.

„Die Unterschiede scheinen vor allem auf eine Unterschätzung der industriellen Quellen zurückzugehen“, sagte Ronald van der A, leitender Wissenschaftler am niederländischen Institut, gegenüber Earth.com.

Das Ergebnis sei für politische Entscheidungsträger wichtig, erklärte er, weil mehrere Länder „möglicherweise weiter von ihren eigenen Klimazielen entfernt sind, als sie erwartet hatten.“

Kohlenstoffquellen ausserhalb der Bilanzen

„Einige Bergbaugebiete, in denen schwere Maschinen mit hohem Verbrauch fossiler Brennstoffe eingesetzt werden, 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 solcher Standorte: eine sehr grosse Eisenerzmine in Mauretanien und eine Goldmine in Ägypten.

Das Team um Lin ermittelte diese Lücken zudem auf einem zweiten Weg. Es suchte nach Rasterfeldern, in denen der Satellit tatsächliche Emissionen erfasste, während die Bilanzen nahezu keine auswiesen.

Die Emissionen in diesen Feldern summieren sich auf 332 Millionen Tonnen Kohlendioxid pro Jahr; 98 Prozent der Felder liegen in Nordafrika und im Nahen Osten.

Allein in Afrika entsprechen sie 19 Prozent des Kohlendioxidausstosses der Region. Über beide Regionen hinweg erklären sie ungefähr ein Drittel der gesamten Differenz.

Auf denselben Karten erkannte das Team ausserdem Schiffsrouten über offenem Wasser, obwohl keine Daten zu Schifffahrtswegen einbezogen worden waren.

Luftverschmutzung aus dem All verfolgen

Motoren, Öfen und Gasfackeln setzen zugleich Kohlendioxid und Stickoxide frei. Letztere lassen sich aus dem Weltraum wesentlich einfacher nachweisen.

TROPOMI, das Instrument an Bord des europäischen Satelliten Sentinel-5P, kartiert täglich Stickstoffdioxid auf der ganzen Erde und erreicht dabei eine Auflösung, mit der sich einzelne Industriestandorte erkennen lassen.

Nicht der gesamte Stickstoff stammt jedoch aus Motoren und Öfen. Auch Bodenmikroben und Waldbrände erzeugen ihn; das Team um Lin zog diese Quellen deshalb zunächst ab.

Der verbleibende Stickstoff steht für den menschlichen Anteil. Um die Kohlendioxidemissionen zu schätzen, multiplizierte das Team ihn in jedem Rasterfeld mit dem Verhältnis von Kohlendioxid zu Stickoxiden.

Van der A erklärte, dass Stickoxide genauer messbar seien als Kohlendioxid und heutige Satelliten wesentlich mehr hochwertige Beobachtungen dazu lieferten.

Winterspitzen über den Gasfeldern

Die neuen Quellen konzentrieren sich auf Gebiete mit brennenden Gasfackeln. Gasfackeln und nicht erfasster Kohlenstoff treten gemeinsam im Nordosten Algeriens, im Westen Libyens, an der Grenze zwischen Irak und Iran, in Kuwait, Jemen, den Vereinigten Arabischen Emiraten und Oman auf.

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

Wo mehr Gasfackeln brennen, bleibt auch mehr Kohlenstoff unerfasst. Dass eine solch enge Übereinstimmung zufällig entsteht, ist äusserst unwahrscheinlich.

Diese Quellen folgen zudem einem Jahresrhythmus. Die mit Öl- und Gasanlagen verbundenen Emissionen erreichen im Winter ihren Höchststand und sinken im Sommer, entsprechend der monatlichen Erdgasnachfrage in den 45 Ländern, die sie melden.

Weltweit brennen jederzeit mehr als 10.000 Gasfackeln, und mehr als die Hälfte davon befindet sich in Nordafrika und im Nahen Osten.

Ägyptens Gesamtwert weicht um die Hälfte ab

Ägypten weist 262 Millionen Tonnen Kohlendioxid weniger aus als die Satellitenschätzung, was einer Differenz von 50 Prozent entspricht. Im Irak fehlen 190 Millionen Tonnen beziehungsweise 51 Prozent, in Algerien 114 Millionen Tonnen beziehungsweise 45 Prozent.

Die grösste Lücke der Studie entfällt mit 314 Millionen Tonnen auf Iran; sie macht dort jedoch 34 Prozent der Gesamtemissionen aus und nicht die Hälfte.

Europa dient als Vergleichsfall. Dort melden die Länder rund 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.

Irans eigene Bilanzen enthalten eine Auffälligkeit: Dem Verkehrssektor schreiben sie 64 Prozent der Stickoxide des Landes zu, aber nur 20 Prozent seines Kohlendioxids.

Autos und Lastwagen emittieren beides, weshalb diese beiden Anteile näher beieinanderliegen müssten. Das Team deutet die Differenz als zu niedrig erfasste Kohlenstoffemissionen des Verkehrs.

Fehlende Emissionen verändern die gesamte Bewertung

Im Pariser Abkommen legt jedes Land sein eigenes Ziel fest und bewertet seine Fortschritte anhand eigener Bilanzen. Beginnt ein Land mit einem zu niedrigen Wert, kann es sein Ziel verfehlen, ohne dies zu erkennen.

Das Team um Lin übertrug die Fehlbeträge von 2019 auf einen vom IPCC verwendeten Standard-Emissionspfad.

Zusammengenommen erreichen die Länder Nordafrikas und des Nahen Ostens ihr Ziel für 2030 etwa fünf Jahre zu spät. Für Algerien ergibt sich eine Verzögerung von fast acht Jahren, für Ägypten von etwas mehr als sechs Jahren.

Van der A verortet einen Teil des Problems im Meldesystem selbst.

„Die derzeitige Infrastruktur zur Erfassung und Überprüfung aller für die heutigen CO2-Emissionen relevanten Informationen ist in einigen Ländern möglicherweise nicht ausreichend“, sagte er in einem Interview mit Earth.com.

Zugleich wies van der A darauf hin, dass Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bei Copernicus, dem Erdbeobachtungsprogramm der Europäischen Union, bereits ein beobachtungsbasiertes Kohlendioxidsystem mit weltweiter Abdeckung entwickeln. Dieses soll mit Wettermodellen kombiniert werden.

Was Satelliten weiterhin nicht erfassen

Der Satellit misst Kohlendioxid nicht unmittelbar. Er erfasst Stickstoffdioxid; die Kohlendioxidschätzung wird über ein Verhältnis berechnet, das aus denselben Bilanzen stammt, die das Team überprüft.

Die Forschenden wiederholten die Berechnung mit Verhältnissen aus anderen Sektoren und mit einem zweiten Satz von Bilanzen. Die Differenz für Nordafrika und den Nahen Osten blieb dabei jedes Mal zwischen 29 und 40 Prozent.

TROPOMI überfliegt die Gebiete gegen 13:30 Uhr. Diese Analyse zeigt daher nicht, welche Emissionen diese Quellen nachts oder vor Tagesanbruch verursachen.

Die Studie behandelt ausschliesslich das Jahr 2019 und keinen späteren Zeitraum. Niemand hat bislang erfasst, wie viel die fehlenden Minen und Gasanlagen in den Jahren danach ausgestossen haben.

Zwei in Entwicklung befindliche Missionen, CO2M und TANGO, werden Kohlendioxid und Stickstoffdioxid gleichzeitig messen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, ein übernommenes Verhältnis zu verwenden.

Der erste CO2M-Satellit wird bis Ende 2027 an seinen Startdienstleister übergeben.

Die vollständige Studie erschien in Science Advances.