Forschung veröffentlicht in Umweltforschungsbriefe hat gezeigt, dass die Methanemissionen aus städtischen Gebieten um den Faktor drei bis vier unterschätzt werden und dass unbehandeltes Abwasser dazu beitragen kann.
Die Studie „Untersuchung hoher Methanemissionen aus städtischen Gebieten, die von TROPOMI festgestellt wurden, und ihrer Verbindung mit unbehandeltem Abwasser“ wurde von Benjamin de Foy, Ph.D., Professor für Erd- und Atmosphärenwissenschaften an der Saint Louis University, geleitet.
Die Forscher fanden heraus, dass Methanemissionen aus der Einleitung von unbehandeltem Abwasser einen wesentlichen Beitrag zu den globalen Methanemissionen leisten und dass eine Verbesserung der Abwasserbehandlung in städtischen Gebieten zu einer erheblichen Reduzierung der Treibhausgasemissionen führen und den Städten bei ihrem Streben nach CO2-Neutralität helfen könnte.
„Wir schätzen, dass die Reduzierung der Einleitungen von unbehandeltem Abwasser die globalen Methanemissionen um bis zu 5 bis 10 % reduzieren könnte“, sagte de Foy. „Dies könnte auch erhebliche ökologische und menschliche Vorteile bringen.“
Die beiden größten Verursacher des Klimawandels sind Kohlendioxid und Methan. Im Jahr 2021 stiegen die globalen Methankonzentrationen mit den höchsten seit Beginn der Aufzeichnungen verzeichneten Raten, und aktuelle Schätzungen des Methanemissionsinventars können die jüngsten Trends nicht erklären.
Eine Methode zur Bewertung der Methanemissionen ist die Satellitenfernerkundung, beispielsweise mit dem TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) an Bord des Sentinel-5-Precursor-Satelliten. Dieses misst seit November 2017 weltweit Methan und andere Luftschadstoffe.
Die Untersuchung zeigt, dass die Methanemissionen aus städtischen Gebieten im Treibhausgasemissionsinventar der Emissions Database for Global Atmospheric Research (EDGAR) um den Faktor 3 bis 4 unterschätzt werden können. Die Studie skaliert die Ergebnisse auf 385 städtische Gebiete weltweit mit jeweils mehr als 2 Millionen Einwohnern, was darauf hindeutet, dass sie für bis zu 22 % der globalen Methanemissionen verantwortlich sein könnten.
Die Emissionsschätzungen der 61 städtischen Gebiete korrelieren nicht mit dem gesamten oder sektoralen EDGAR-Emissionsinventar. Sie korrelieren jedoch mit geschätzten Raten an unbehandeltem Abwasser, die von 33 kg Methan pro Person und Jahr in Städten ohne unbehandeltes Abwasser bis zu 138 kg Methan pro Person und Jahr in Städten mit den meisten unbehandelten Abwässern reichen.
Die Studie betrachtete verschiedene Szenarien zur Reduzierung der Emissionen in den 61 städtischen Gebieten sowie für alle Gebiete mit mehr als 2 Millionen Einwohnern. Durch die Reduzierung der Emissionen der 33 Städte mit mittlerem bis hohem Anteil an unbehandeltem Abwasser auf die mittleren Emissionen von Städten mit null bis niedrigen Emissionen an unbehandeltem Abwasser könnten 2 % der weltweiten Gesamtemissionen gesenkt werden. Wenn alle 61 Städte ihre Emissionen auf die niedrigste Rate reduzieren würden, würde dies 6 % der gesamten weltweiten Methanemissionen senken.
Das Modell der Forscher deutet eher auf unbehandeltes Abwasser als auf andere Optionen, einschließlich Erdgaslecks oder ältere Infrastruktur, als einen großen Anteil an den gesamten Methanemissionen.
„Unsere Schätzungen der Methanemissionen deuten darauf hin, dass es eine Methanbildung in der Umwelt infolge der Freisetzung von unbehandeltem Abwasser gibt, die viel größer ist als die Schätzungen in aktuellen Inventaren“, sagte de Foy. „Einige städtische Gebiete könnten ihre Emissionen um 50 % oder mehr reduzieren, indem sie ihr gesamtes Abwasser vollständig behandeln.“
Die Forscher sagen, dass mehr Arbeit erforderlich ist, um die Lücke zwischen Inventaren und Messungen zu schließen, um ein verfeinertes globales Emissionsinventar zu erstellen und die unterschiedlichen Emissionen von Stadt zu Stadt genauer zu identifizieren. Beispielsweise stoßen Städte in Europa und China viel weniger Methan aus als Städte in Nordamerika und Asien.
De Foy sagte, dass es innerhalb der Länder große Unterschiede geben kann, und stellte fest, dass Milwaukee eine große Methanverbesserung aufweist, das benachbarte Minneapolis jedoch nicht, was auf Unterschiede im Umgang mit Regenwasser und Abwasser zurückzuführen sein könnte.
150 Länder haben sich im Rahmen des Global Methane Pledge verpflichtet, ihre Methanemissionen bis 2030 um 30 % gegenüber 2020 zu reduzieren. Eine verbesserte Abwasserbehandlung könnte einen wesentlichen Beitrag zu diesem Ziel leisten.
Mehr Informationen:
Benjamin de Foy et al, Untersuchung hoher Methanemissionen aus städtischen Gebieten, die von TROPOMI festgestellt wurden, und ihrer Verbindung mit unbehandeltem Abwasser, Umweltforschungsbriefe (2023). DOI: 10.1088/1748-9326/acc118