Satellitenfernerkundung: Beitrag zur Erreichung des „Dual-Carbon“-Ziels

Am 25. Oktober 2021 veröffentlichte die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) ihren Treibhausgasbericht 2021. Laut diesem Bericht erreichte die globale durchschnittliche CO₂-Konzentration im Jahr 2020 413,2 ppm, was 149 % des vorindustriellen Niveaus entspricht. Die jährliche Wachstumsrate der CO₂-Konzentration lag im Zeitraum 2019–2020 über dem Durchschnitt der Jahre 2011–2020.

Der Klimawandel stellt eine ernsthafte Herausforderung für die gesamte Menschheit dar.

△Trends bei den wichtigsten Treibhausgasveränderungen im Jahr 2020

Im März 2021 betonte Generalsekretär Xi Jinping auf der neunten Sitzung der Zentralen Kommission für Finanz- und Wirtschaftsangelegenheiten, dass die Erreichung des Emissionsmaximums und der Klimaneutralität eine umfassende und tiefgreifende systemische Transformation von Wirtschaft und Gesellschaft darstellt. Emissionsmaximum und Klimaneutralität sollten in die Gesamtstrategie des Aufbaus einer ökologischen Zivilisation integriert werden, und wir sollten uns fest dazu verpflichten, die Ziele des Emissionsmaximums vor 2030 und der Klimaneutralität vor 2060 planmäßig zu erreichen.

Das „Dual-Carbon“-Ziel ist eine feierliche Verpflichtung, die mein Land gegenüber der Welt eingegangen ist und die Chinas feste Entschlossenheit demonstriert, den Klimawandel aktiv anzugehen, einen grünen und kohlenstoffarmen Entwicklungspfad zu verfolgen und die gemeinsame Entwicklung der gesamten Menschheit zu fördern.

Satellitenfernerkundung: ein wichtiges Mittel zur Überwachung von CO2

△Schematische Darstellung der globalen Kohlenstoffquellen und -senken, die vom chinesischen Kohlenstoffsatelliten (TanSat) überwacht werden

Im Zuge der Verwirklichung der Vision der „dualen Kohlenstoffbindung“ wird die Satellitenfernerkundung zu einem wichtigen Instrument zur Unterstützung dieser „dualen Kohlenstoffbindung“. Aufgrund ihrer großen Reichweite, Stabilität, langfristigen Datenreihen und hohen Genauigkeit bietet die Satellitenfernerkundung einzigartige Vorteile bei der Bewertung der Wirksamkeit der Umsetzung des „Dual Carbon“-Ziels und hat sich zu einem wichtigen Mittel zur Überwachung des atmosphärischen CO2 entwickelt.

Die Messung der CO₂-Konzentration mittels Satellitenfernerkundung basiert auf dem Prinzip der atmosphärischen Absorptionszellen. CO₂ absorbiert Strahlung im nahen und kurzwelligen Infrarotbereich. Beim Durchgang der Sonnenstrahlung durch die Atmosphäre werden die CO₂-Moleküle im nahen und kurzwelligen Infrarotbereich absorbiert, wodurch charakteristische CO₂-Absorptionslinien entstehen. Diese Linien werden von Satellitenfernerkundungssensoren erfasst und aufgezeichnet. Aus der Intensität und Form der Spektrallinien sowie hochpräzisen Strahlungstransportsimulationen lässt sich die atmosphärische CO₂-Konzentration quantitativ bestimmen.

Da immer mehr Satelliten zur Kohlenstoffüberwachung gestartet werden, verschärft sich der internationale Wettbewerb um die Initiative.

Im Jahr 2015 erzielten fast 200 Länder weltweit einen Konsens zur Reduzierung von CO₂-Emissionen und unterzeichneten das Pariser Abkommen. Das Abkommen legt ausdrücklich fest, dass ab 2023 alle fünf Jahre eine globale Bestandsaufnahme durchgeführt wird, um die Emissionsreduktionsleistungen der Länder zu bewerten und diese bei unzureichenden Maßnahmen zur Rechenschaft zu ziehen. Die Fähigkeit, Kohlenstoffüberwachungsdaten zu kontrollieren, steht in direktem Zusammenhang mit den internationalen Initiativen eines Landes.

In den letzten Jahren haben Länder weltweit verstärkt Satelliten zur Kohlenstoffüberwachung eingesetzt. 2009 startete Japan GOSAT-1, den weltweit ersten hyperspektralen Satelliten, der präzise Daten zu den Treibhausgasen CO₂ und CH₄ liefert. 2014 brachten die Vereinigten Staaten den Kohlenstoffüberwachungssatelliten OCO-2 ins All. 2019 stationierten die USA OCO-3 auf der Internationalen Raumstation (ISS), wo er mit seinem Schwestersatelliten OCO-2 zusammenarbeitet.

△ Parameter gestarteter CO2-Überwachungssatelliten

Bereits 2011 startete mein Land offiziell das Großprojekt „Globales wissenschaftliches Experimentalsatelliten- und Anwendungsdemonstrationsprojekt zur Kohlendioxidüberwachung“ (China Carbon Satellite). Am 22. Dezember 2016 brachte mein Land mit TanSat seinen ersten wissenschaftlichen Experimentalsatelliten zur Kohlendioxidbeobachtung ins All und wurde damit zum dritten Land weltweit, das Satellitendaten zur Kohlendioxidmessung bereitstellt. Im Jahr 2021 veröffentlichte ein chinesisches Forschungsteam auf der Grundlage von Beobachtungsdaten des 2016 gestarteten Kohlenstoffsatelliten einen globalen Datensatz zum Kohlenstofffluss und erlangte damit die Kontrolle über die globalen Kohlenstoffemissionsdaten.

△Am 16. April wurde der weltweit erste Satellit zur Laser-Kohlendioxidmessung erfolgreich gestartet.

Am 16. Juli 2021 fand zeitgleich in Peking, Shanghai und Wuhan die feierliche Eröffnung des nationalen Kohlenstoffmarktes statt. Damit wurde der Handel auf dem mit Spannung erwarteten nationalen Kohlenstoffmarkt offiziell aufgenommen. Berechnungen des Ministeriums für Ökologie und Umwelt zufolge übersteigen die Kohlenstoffemissionen der Unternehmen, die in der ersten Tranche des Kohlenstoffmarktes erfasst sind, derzeit 4 Milliarden Tonnen Kohlendioxid. Das bedeutet, dass Chinas Kohlenstoffmarkt zum weltweit größten Markt für Treibhausgasemissionen werden wird. Branchenexperten prognostizieren, dass das kumulierte Handelsvolumen des nationalen Kohlenstoffmarktes auf Basis des aktuellen Kohlenstoffpreisniveaus bis 2030, dem Jahr des Höhepunkts der Kohlenstoffemissionen, voraussichtlich 100 Milliarden Yuan erreichen wird.

Im Kohlenstoffmarkthandel bildet die Kohlenstoffbilanzierung die Grundlage für den großflächigen Kohlenstoffhandel. Daten aus der Kohlenstoffemissionsüberwachung sind ein entscheidender Faktor für die Kohlenstoffbilanzierung.Bei der Überwachung von Kohlenstoffemissionen kann Satellitentechnologie zur Messung des Kohlendioxidgehalts über dem Ozean eingesetzt werden und so bodengestützte Messungen effektiv ergänzen. Die präzisen Rohdaten der Satellitenüberwachung ermöglichen die Gewinnung genauer Kohlenstoffemissionsdaten mithilfe von Inversionsalgorithmen und bieten erhebliche Vorteile sowohl für den nationalen Kohlenstoffhandel als auch für internationale Projekte.

2023 markiert die erste globale Emissionsinventur, die im Rahmen des Pariser Abkommens vorgeschrieben ist. Alle Vertragsstaaten sind verpflichtet, ihre nationalen Emissionsinventarberichte fristgerecht einzureichen. Es wird erwartet, dass die Satellitenfernerkundungstechnologie ein wichtiges Instrument zur Schließung globaler Datenlücken und zur Verbesserung der Transparenz nationaler Emissionsinventarberichte sein wird und somit eine entscheidende Rolle für die Bemühungen meines Landes zur Erreichung seiner Klimaschutzziele und zur Teilnahme am globalen Wettbewerb im Bereich Klimaschutz spielen wird.

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