Biogas- und Biomethan-Lieferketten verlieren doppelt so viel Methan wie zunächst angenommen

Eine neue imperiale Analyse hat ergeben, dass Biogas und Biomethan, obwohl sie klimafreundlicher sind, mehr als doppelt so viel Methan austreten lassen, wie bisher angenommen.

Obwohl Biogas und Biomethan klimafreundlicher bleiben als nicht erneuerbare Alternativen, fordern die Forscher eine bessere Überwachung und Behebung von Lecks, um sicherzustellen, dass Biogas und Biomethan weiterhin ihren grünen Ruf erfüllen.

Biomethan und Biogas werden durch den Abbau organischer Stoffe wie Lebensmittel, Tierabfälle, Energiepflanzen, Gras oder Klärschlamm hergestellt, was sie zu erneuerbaren Alternativen zu Erdgas, Kohle und Öl macht. Forscher des Imperial College London haben jedoch potenzielle Fallstricke in Energieversorgungsketten für diese klimafreundlicheren Gase identifiziert und sind zu dem Schluss gekommen, dass mehr Anstrengungen unternommen werden sollten, um Methanleckagen zu reduzieren.

Methan bindet etwa 27-mal so viel Wärme in der Atmosphäre wie Kohlendioxid (CO2) und ist laut dem AR6-Bericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen für mindestens ein Viertel der globalen Erwärmung verantwortlich.

Die neue imperiale Studie, die heute in veröffentlicht wurde Eine Erde Journal, fanden heraus, dass Lieferketten für Biomethan und Biogas mehr als doppelt so viel Methan freisetzen wie die vorherige Schätzung der Internationalen Energieagentur (IEA). Es zeigt auch, dass 62 Prozent dieser Lecks auf eine kleine Anzahl von Einrichtungen und Ausrüstungsteilen innerhalb der Kette konzentriert waren, die sie „Super-Emitter“ nennen, obwohl festgestellt wurde, dass Methan in jeder Phase freigesetzt wurde.

Die Forscher sagen, dass dringende Aufmerksamkeit erforderlich ist, um die Methanlecks zu beheben, und genau zu wissen, wo die meisten von ihnen auftreten, wird den Produktionsanlagen dabei helfen.

Die Hauptautorin der Studie, Dr. Semra Bakkaloglu vom Imperial Department of Chemical Engineering and Sustainable Gas Institute, sagte: „Biomethan und Biogas sind großartige Kandidaten für erneuerbare und saubere Energiequellen, aber sie können auch Methan emittieren. Damit sie wirklich zur Eindämmung beitragen die Erwärmungseffekte des Energieverbrauchs, müssen wir dringend handeln, um ihre Emissionen zu reduzieren.

„Wir wollen die weitere Nutzung von Biogas und Biomethan als erneuerbare Ressource fördern, indem wir die notwendigen Maßnahmen zur Bekämpfung der Methanemissionen ergreifen.“

Die Forscher stellen fest, dass die Biomethanindustrie im Vergleich zur Öl- und Gasindustrie unter schlecht konzipierten und verwalteten Produktionsanlagen sowie einem Mangel an Investitionen für Modernisierung, Betrieb und Überwachung leidet. Da Öl- und Erdgasversorgungsketten seit Jahrzehnten hauptsächlich von großen Unternehmen mit enormen Ressourcen betrieben werden, konnten sie mehr in die Erkennung und Reparatur von Lecks investieren.

Was ist Biomethan und Biogas?

Als Reaktion auf die Klimakrise ersetzen viele Länder stark CO2-emittierende Energiequellen wie Erdgas, Kohle und Öl durch Biomethan und Biogas.

Obwohl sie aus einer Mischung aus CO2 und Methan hergestellt werden, setzen Biomethan und Biogas weniger von beiden Gasen frei, was sie zu umweltfreundlicheren Energiealternativen macht.

Diese Ersatzkraftstoffe setzen jedoch entlang ihrer Lieferketten, beispielsweise in Verarbeitungsanlagen und aus langen Pipelines, immer noch Methan frei. Diese neue Analyse gibt uns ein tieferes Verständnis darüber, wo, wann und wie viel Methan aus der Biomethan- und Biogasversorgung freigesetzt wird.

Emissionen analysieren

Die Forscher analysierten 51 zuvor veröffentlichte Studien zu mobilen Methanmessungen und Standortdaten von Emissionsquellen entlang der Biomethan- und Biogaslieferkette. Sie analysierten die Daten und berechneten die gesamten Methanemissionen mit einem statistischen Modell namens Monte Carlo. Dies ermöglichte es ihnen, alle Messungen der gesamten Lieferkettenemissionen auf jeder Stufe der Kette zu berücksichtigen, die sie dann mit den Off-Site-Emissionen verglichen, die in zuvor veröffentlichten Studien aus Messungen am gesamten Standort gemeldet wurden.

Sie fanden heraus, dass die Lieferketten bis zu 343 g CO2-Äquivalent Methan pro Megajoule höheren Heizwert freisetzen, was 18,5 Megatonnen Methan pro Jahr ausmachen kann. IEA-Schätzungen hatten Emissionen von nur 9,1 Megatonnen im Jahr 2021 gemeldet.

Während die gesamten Methanemissionen von Biogas und Biomethan niedriger sind als die von Öl und Erdgas, ist die Menge an Methan, die aus ihren Lieferketten im Verhältnis zur gesamten Gasproduktion freigesetzt wird, viel höher als bei Öl und Gas.

Die Daten werden in „CO2-Äquivalenten“ angegeben – einer Maßeinheit, die verwendet wird, um Emissionen in der gesamten Öl- und Erdgasversorgungskette zu vergleichen, ohne die nachgelagerten Vorgänge zu beeinträchtigen. Diese Einheit ermöglicht es uns auch, das Treibhauspotenzial verschiedener Treibhausgasemissionen aus verschiedenen Studien zu vergleichen.

Die Forscher identifizierten die Gründe für die Undichtigkeit von Lieferketten als intermittierende Emissionsmuster, die ihre Nachverfolgung erschweren; unzureichende Nutzung der Prozessausrüstung; und unzureichende Betriebs- und Wartungsstrategien. Da es unwahrscheinlich ist, dass Superemitter im Laufe der Zeit konstant bleiben, ist laut den Forschern eine kontinuierliche Überwachung erforderlich, um intermittierende Emissionsmuster oder unvorhersehbare Lecks in Lieferketten zu erkennen.

Dr. Bakkaloglu sagte: „Um zu verhindern, dass Biogas-Methanemissionen die Gesamtvorteile der Biogasnutzung zunichte machen, ist dringende Aufmerksamkeit erforderlich, einschließlich der kontinuierlichen Überwachung der Biogas-Lieferketten. Wir glauben, dass mit den richtigen Erkennungs-, Mess- und Reparaturtechniken alle Emissionen vermieden werden können . Wir brauchen bessere Vorschriften, kontinuierliche Emissionsmessungen und eine enge Zusammenarbeit mit Biogasanlagenbetreibern, um die Methanemissionen anzugehen und die Ziele des Pariser Abkommens zu erreichen.“

„Angesichts des Wachstums von Biomethan aufgrund nationaler Dekarbonisierungsstrategien sind dringende Anstrengungen für die Biomethan-Lieferkette erforderlich, um nicht nur die Methanemissionen, sondern auch die Nachhaltigkeit von Biomethan anzugehen.“

Co-Autorin Dr. Jasmin Cooper, ebenfalls vom Department of Chemical Engineering, sagte: „Die Behandlung der grundlegenden Designfragen und Investitionsprobleme innerhalb der Biokraftstoff- und Methanindustrie wäre ein guter Ausgangspunkt, um diese Lecks zu stoppen und zu verhindern, dass weitere entstehen.“

Die Forscher konzentrieren sich nun auf die Super-Emittenten innerhalb der Lieferketten, um besser zu verstehen, wie sie mit den besten verfügbaren Technologien reduziert werden können.