Aktueller Stand und Empfehlungen zu Methanemissionen in China vor dem Hintergrund der Klimaneutralität

Vergleich der Methanemissionen aus wichtigen anthropogenen Quellen in China, der Europäischen Union und den Vereinigten Staaten (Einheit: %)

Der zweite zweijährliche Bericht zur Aktualisierung des Klimawandelberichts der Volksrepublik China (im Folgenden „Bericht“ genannt) ist der neueste offizielle Treibhausgasemissionsbericht Chinas. Laut Bericht beliefen sich Chinas Methanemissionen im Jahr 2014 auf insgesamt 55,292 Millionen Tonnen, was 1,161 Milliarden Tonnen Kohlendioxid entspricht und 10,4 % der gesamten Treibhausgasemissionen ausmacht. Energiewirtschaft, Landwirtschaft und Abfallentsorgung sind die Hauptquellen für Methanemissionen in China.

Energieaktivitäten sind die Hauptquelle für Methanemissionen.

Im Jahr 2014 verursachte Chinas Energiewirtschaft 24,757 Millionen Tonnen Methanemissionen, was 44,8 % der Gesamtemissionen entsprach – ein deutlich höherer Anteil als in Europa und den USA. Eine detailliertere Analyse verdeutlicht die noch ausgeprägteren Unterschiede zwischen China und Europa/den USA. In China stammen die Methanemissionen aus der Energiewirtschaft hauptsächlich aus der Kohleindustrie (38 % der Gesamtemissionen und 85 % der Emissionen des Energiesektors), während in den USA die Methanemissionen des Energiesektors vorwiegend aus der Öl- und Gasindustrie stammen. Dies hängt mit Chinas Energiestruktur zusammen. 2014 machte Rohkohle 73,5 % der gesamten chinesischen Primärenergieproduktion aus (und lag 2020 weiterhin bei 67,6 %). Unkontrollierte Methanemissionen beim Kohleabbau erschweren die Emissionsreduzierung zusätzlich. Obwohl die Methanemissionen der Öl- und Gasindustrie derzeit nicht hoch sind, sinkt mit der Umstrukturierung der chinesischen Energiewirtschaft der Anteil der Kohle am Primärenergieverbrauch, während der Anteil von Erdgas kontinuierlich steigt. Erdgas ist Hauptbestandteil von Methan. Gleichzeitig dürfen Methanlecks aus der Öl- und Gasindustrie nicht außer Acht gelassen werden.

Die landwirtschaftliche Produktion ist die zweitgrößte Quelle von Methanemissionen.

Im Jahr 2014 beliefen sich die Methanemissionen aus der chinesischen Landwirtschaft auf insgesamt 22,245 Millionen Tonnen, was 40,2 % der Gesamtemissionen entsprach. Damit lagen sie über den Werten der USA, aber unter denen der Europäischen Union. Auch die Zusammensetzung der Emissionen unterscheidet sich von der in Europa und den USA. Während in Europa und den USA die Methanemissionen hauptsächlich aus der Viehhaltung (Rinder und Schafe) stammen, sind sie in China vorwiegend auf den Reisanbau und die Viehzucht zurückzuführen. Dies hängt mit den Ernährungsgewohnheiten zusammen: In Europa und Amerika werden mehr Milch, Rind- und Hammelfleisch konsumiert, während Reis für über 65 % der Chinesen das Hauptnahrungsmittel darstellt. Reis ist Chinas wichtigstes Nahrungsmittel, mit einer Anbaufläche von über 300 Millionen Hektar. Daher machen die Methanemissionen aus Reisfeldern in China 16,1 % der Gesamtemissionen aus, während sie in Europa und den USA in der Regel unter 1 % liegen.

Die Methanemissionen bei der Abfallbehandlung sind deutlich geringer als erwartet.

Im Jahr 2014 beliefen sich die Methanemissionen aus der Abfallbehandlung in China auf insgesamt 6,564 Millionen Tonnen, was 11,9 % der Gesamtemissionen entsprach. Dies ist deutlich niedriger als in Europa und den USA und weniger als die Hälfte der Emissionen der Europäischen Union. Deponien und Abwasserbehandlung trugen mit 6,9 % bzw. 4,9 % zu den Methanemissionen aus der Abfallbehandlung in China bei. Mit dem steigenden Anteil der Müllverbrennung in China werden die Methanemissionen aus Deponien jedoch weiter sinken, während der Anteil der Methanemissionen aus der Abwasserbehandlung weiter steigen wird.

Empfehlungen zur Reduzierung der Methanemissionen in China

Verbesserung des Methanüberwachungsnetzes und des Emissionsdaten-Meldesystems.

Die Methanproduktion unterscheidet sich von der Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Erzeugung von Kohlendioxid. Ob in Reisfeldern, Tierdärmen (z. B. von Rindern und Schafen) oder bei der Abwasserbehandlung – die Reduktion organischer Stoffe zu Methan erfordert in der Regel mikrobielle Aktivität, was den Prozess komplex und seine Abschätzung mit großen Unsicherheiten behaftet macht. Eine verstärkte Überwachung ist ein effektiver Weg, die tatsächlichen Methanemissionen zu verstehen und kann technische Unterstützung für zukünftige Überarbeitungen von Emissionskennzahlen liefern sowie Chinas Beteiligung an der Ausarbeitung relevanter internationaler Regelungen theoretisch fundieren. Im Hinblick auf die Umweltüberwachung kann die Echtzeitüberwachung von Methan und anderen Treibhausgasen durch die Ergänzung der bestehenden landesweiten Messstationen zur Überwachung der Luftqualität um entsprechende Messgeräte erfolgen.Satellitenfernerkundungsanlagen können genutzt werden, um allgemeine Daten zur Methan-Hintergrundkonzentration in der Region zu gewinnen. Hinsichtlich der Überwachung von Verschmutzungsquellen können für einige wichtige Quellen Methanmesssensoren in bestehende Online-Überwachungssysteme integriert oder Echtzeitmessungen mittels Fernerkundungssatelliten durchgeführt werden. Für andere Verschmutzungsquellen sollte die Messfrequenz erhöht werden, um genauere Emissionsdaten zu erhalten.Für Schlüsselindustrien und Schlüsselunternehmen sollte das Meldesystem für methanbezogene Daten verbessert, die Schadstoffemissionskoeffizienten überarbeitet und die Qualität der Methanemissionsdaten kontinuierlich verbessert werden.

Verbesserung des Rechts-, Regulierungs- und Normensystems zur Reduzierung von Methanemissionen

Obwohl Methan und andere Treibhausgase die menschliche Gesundheit nicht direkt schädigen, dürfen ihre potenziellen Gefahren nicht außer Acht gelassen werden. Daher ist es notwendig, ihre Klassifizierung in einschlägigen Gesetzen und Verordnungen, wie beispielsweise dem Luftreinhaltegesetz, zu präzisieren und die entsprechenden Gesetze und Verordnungen schrittweise zu verbessern, indem die bestehenden Methanemissionsstandards angehoben werden. Beispiele hierfür sind: die Anhebung der Emissionsstandards für Methan in GB21522-2008 sowie die Weiterentwicklung und Verbesserung der verbindlichen Standards für Methangewinnungsrate, Methannutzungsrate und Methanemissionsrate; die Anhebung der Konzentrationsstandards für die Leckageerkennung in GB39728-2020, die Verbesserung der verbindlichen Standards für das Recycling, die schrittweise Reduzierung des Abfackelns und das Verbot der Ableitung von Methan; die Anhebung der Konzentrationsgrenzwerte für Methanemissionen in GB18918-2002 und GB16889-2008 sowie die Verbesserung der Recyclingstandards. Außerdem sollten Anforderungen an Methanemissionsnormen in Normen aufgenommen werden, die zwar Methanemissionen umfassen, aber keine Emissionskonzentrationsanforderungen festlegen (wie beispielsweise die „Emissionsnorm für Schadstoffe aus der Erdölraffinerieindustrie“). Die Methanemissionen von Unternehmen sollen schrittweise in den Emissionshandel einbezogen und durch politische Leitlinien die Begeisterung und Eigeninitiative der Unternehmen beim Recycling von Methan gesteigert werden.

Die Reduzierung der Methanemissionen wird schrittweise umgesetzt, wobei die Öl- und Gasindustrie als Pilotsektor dient.

Chinas Öl- und Gasindustrie verfügt über eine relativ gute Grundlage für die Reduzierung von Methanemissionen, und auch die meisten anderen Länder räumen diesem Sektor Priorität bei der Methanreduzierung ein. Daher kann die Öl- und Gasindustrie in China als Pilotbranche für die Methanreduzierung dienen. Angesichts der aktuellen Emissionssituation in der Öl- und Gasindustrie ist es notwendig, den Infrastrukturausbau zu verstärken, um das Abfackeln und die Ableitung von Methan zu reduzieren und die Methangewinnungs- und -nutzungsraten zu verbessern. Unvermeidbare Methanemissionen müssen vor der Freisetzung vollständig verbrannt werden. Gleichzeitig sollte ein System zur Überwachung und Instandhaltung von Pipelinelecks eingerichtet werden, um Emissionsquellen frühzeitig zu erkennen und zu beheben. Darüber hinaus ist es notwendig, das System weiter zu verbessern, um die Transparenz und Genauigkeit der Methanemissionsdaten von Öl- und Gasunternehmen zu erhöhen.

Mit der Anpassung der Energiestruktur ist der Gesamtverbrauch von Kohle rückläufig. Aufgrund von Faktoren wie den kohledominierten natürlichen Ressourcen des Landes und der unzureichenden Stabilität neuer Energiequellen wird Kohle jedoch noch einige Zeit die primäre Energiequelle in China bleiben. Mit der Erschöpfung oberflächennaher Kohlevorkommen werden immer mehr Kohlebergwerke in China in tiefere Gruben verlagert. Generell gilt: Je tiefer die Grube, desto höher der Methangehalt des Kohleflözes. Daher bleiben Kohlebergbau und Nachbearbeitungstätigkeiten eine bedeutende Quelle von Methanemissionen in China, wodurch die Kohleindustrie zu einem Schlüsselsektor für die Reduzierung von Methanemissionen wird. Um die geringe Ausnutzungsrate von Methan mit niedriger Konzentration zu verbessern, ist es notwendig, die Forschungsanstrengungen in diesem Bereich zu verstärken, effiziente Technologien für dessen Nutzung zu entwickeln und eine zentrale, vernetzte Gewinnung und Nutzung von Methan in den Abbaugebieten zu erreichen.

Als zweitgrößtes Treibhausgas ist die Reduzierung der Methanemissionen unumgänglich. China, der weltweit größte Methanemittent, wird zwangsläufig zunehmendem internationalen Druck ausgesetzt sein, seine Emissionen zu senken. Obwohl China seine Bemühungen zur Reduzierung der Methanemissionen relativ spät begonnen hat und unter erheblichem Druck steht, können die Methanemissionen Chinas durch kontinuierliche Anpassungen seiner Energiestruktur, die Stabilisierung der Getreideproduktion und die Verringerung des Deponieabfalls vor 2030 gleichzeitig mit den Kohlendioxidemissionen ihren Höhepunkt erreichen.

Quelle des Referenzmaterials:

Forschung zu Strategien zur Reduzierung von Methanemissionen in China vor dem Hintergrund der Klimaneutralität