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Methan: Ein starkes Treibhausgas

Methan macht 17-19 % aller Treibhausgasemissionen aus und trägt wesentlich zur globalen Erwärmung bei. Es hat bereits etwa 0,5°C des Temperaturanstiegs von 1,3°C seit der Vorindustrialisierung verursacht.

Mindestens zwei Drittel der weltweiten Methanemissionen werden durch menschliche Aktivitäten verursacht, größtenteils durch:
• Landwirtschaft (46 %): Hauptsächlich durch enterische Fermentation bei Wiederkäuern (z. B. Kühen)
• Öl-, Gas- und Kohleproduktion (30-40 %): Methanlecks während der Gewinnung und Verarbeitung sowie beim Ablassen und Abfackeln sind die Hauptursachen.
• Abfallwirtschaft (7-10%): Bei der anaeroben Vergärung von organischen Abfällen auf Deponien und Kläranlagen wird Methan freigesetzt.

Die unmittelbare Wirkung von Methan
Da Methan in der Atmosphäre in etwa 10 Jahren abgebaut wird (im Vergleich zur 100-jährigen Lebensdauer von CO2), kann die Reduzierung der Methanemissionen einen schnelleren und deutlicheren Einfluss auf die Verlangsamung der globalen Erwärmung haben.

• Über einen Zeitraum von 20 Jahren ist Methan bei der Erwärmung des Planeten 85-mal stärker als CO2.
• Über 100 Jahre sinkt sein Erwärmungspotenzial auf das 28- bis 30-fache des CO2-Spektrums.

Die Reduzierung von Methan ist entscheidend für den kurzfristigen Nutzen für das Klima und gleichzeitig für die Erreichung langfristiger Erwärmungsziele.

Initiativen zur Verringerung der Methanemissionen
Die EU und die Vereinigten Staaten haben auf der COP26 den Global Methane Pledge ins Leben gerufen, der darauf abzielt, die weltweiten Methanemissionen bis 2030 um mindestens 30 % zu senken. Fünf weitere Länder schlossen sich dem Pledge an, und der GMP hat jetzt bereits 156 teilnehmende Länder.

Eingeführte oder vorgeschlagene EU-Verordnungen und -Richtlinien

Landwirtschaft
• EU-Methanstrategie (2020): Schlägt Änderungen der Verordnung über Futtermittelzusatzstoffe vor, um die Umweltauswirkungen der Viehzucht zu verringern.
• Richtlinie über Industrieemissionen (IED, überarbeitet 2024): Gilt jetzt auch für große Schweine- und Geflügelfarmen, um die Umweltverschmutzung zu minimieren.
• Reformen der Gemeinsamen Agrarpolitik (GAP): Darin wird vorgeschlagen, Subventionen an nachhaltige Verfahren zu knüpfen, um Anreize zur Reduzierung der Viehzucht und Fleischproduktion zu schaffen.

Öl-, Gas- und Kohleförderung
• EU-Methanverordnung (2024): Konzentriert sich auf die Reduzierung von Methanemissionen mit wichtigen Maßnahmen:

Überwachung und Berichterstattung: Die Betreiber der Förderanlagen müssen die Methanemissionen an der Quelle überwachen, regelmäßige Leck-Inspektionen durchführen und Lecks umgehend reparieren.
Verbot des Ablassens und Abfackelns: Das routinemäßige Ablassen und Abfackeln von Methan ist verboten.
Importstandards (2027): Ab 2027 verpflichten neue Vorgaben für importiertes Gas, Öl und Kohle die exportierenden Länder zur Einhaltung der EU-Methanstandards
Zukunftsgesetz (2030): Bis 2030 plant die EU, Methangrenzwerte für importierte fossile Brennstoffe durchzusetzen und so die globalen Lieferanten unter Druck zu setzen, Lecks insgesamt
• zu reduzieren.
• Richtlinie über Industrieemissionen (IED, überarbeitet 2024): Ziel ist es, die Emissionen großer Industrieanlagen, einschließlich des Energiesektors, zu verringern durch:
- Beste verfügbare Techniken (BVT): Erfordert von der Industrie den Einsatz fortschrittlicher Verfahren wie Methanabscheidungs- und Leckerkennungs-/reparatursysteme (LDAR).
- BVT-Merkblätter: Die aktualisierten BVT-Merkblätter enthalten nun auch die Methanüberwachung für die fossile Brennstoffindustrie.
- Genehmigungen und Compliance: Die Betreiber müssen Genehmigungen einholen, die strenge Emissionsgrenzwerte auf der Grundlage der BVT vorgeben, außerdem die geltenden Umweltschutzstandards kontinuierlich einhalten.

Abfallwirtschaft
Die EU hat mehrere wichtige Vorschriften zur Begrenzung der Methanemissionen aus der Abfallwirtschaft erlassen, darunter:
• Richtlinie über Deponien (1999/31/EG)
• Methan-Verordnung (2024)
• Richtlinie über Industrieemissionen (2010/75/EU, überarbeitet 2024)
• Abfallrahmenrichtlinie (2008/98/EG)
• Klärschlammrichtlinie (86/278/EWG)

Diese Verordnungen konzentrieren sich auf:
1. Trennung von biologisch abbaubaren Abfällen: Reduzierung von organischen Abfällen auf Deponien, um die Methanproduktion zu begrenzen.
2. Deponiegasabscheidung: Sammeln von Methan zur Energienutzung oder Abfackeln, um die Freisetzung in die Atmosphäre zu verhindern.
3. Monitoring & Reporting: Stärkung der Technologien zur Methanabscheidung und Verbesserung der Überwachungs- und Berichterstattungssysteme.
4. Beste verfügbare Techniken (BVT): Erfordert fortschrittliche Verfahren wie aerobe Kompostierung, Methanabscheidung aus anaeroben Fermentern und verbesserte Deponiegasabsaugung.

Natürliche Quellen von Methanemissionen
Das verbleibende Drittel der weltweiten Methanemissionen stammt aus natürlichen Quellen und umfasst:
• Anaerobe Zersetzung: Organisches Material, das ohne Sauerstoff in Feuchtgebieten, Ozeanen, Flüssen, Seen und tauendem Permafrost abgebaut wird.
• Methanhydrate: Methan, das in den Sedimenten des Meeresbodens eingeschlossen ist und bei steigenden Meerestemperaturen freigesetzt wird.
• Vulkanische und geologische Aktivität: Methan, das aufgrund vulkanischer oder tektonischer Aktivität aus unterirdischen Reservoirs freigesetzt wird.
• Waldbrände: Methan, das bei der Verbrennung organischer Materialien entsteht.
• Tiere und Termiten: Termiten verdauen Zellulose und produzieren Methan durch Darmmikroben.

Die Reduzierung von Methan aus natürlichen Quellen ist eine Herausforderung, aber einige innovative Strategien können dazu beitragen, Emissionen zu verringern oder vom Menschen verursachtes Methan auszugleichen, wie z. B.:
• Begrenzung der anaeroben Bedingungen, die zu Methan in Feuchtgebieten führen, z. B. durch die Regulierung des Wasserspiegels.
• Verlangsamung des Auftauens des Permafrosts durch Isolierung der Böden mit Pflanzenbedeckung, um die Methanfreisetzung zu reduzieren
• Auffangen und Oxidieren von Methan, bevor es aus dem Boden oder den Meeren in die Atmosphäre entweichen kann
• Wiederaufforstungen, die ein Mittel zum Ausgleich der vom Menschen verursachten Treibhausgasemissionen sind.
• Einbringen von Methanotrophe in den Boden oder das Wasser, um Methan zu oxidieren.

Erforderliche Instrumente zur Überprüfung und Überwachung von Methanemissionen
Regulatorische Rahmenbedingungen und finanzielle Anreize sind entscheidend, um sicherzustellen, dass die Industrie diese fortschrittlichen Technologien einsetzt.
Da die Methanreduzierung zu einer behördlichen Anforderung wird, muss die Industrie in Lösungen zur Erkennung und Überwachung von Methanlecks investieren. Figaro, ein weltweit führender Hersteller von Gassensoren, kann die Schlüsselkomponente für solche Geräte und Systeme, den Methansensor selbst, liefern.

Figaros Methansensoren
Figaro bietet drei Methansensoren mit unterschiedlichen Eigenschaften an, die es dem OEM ermöglichen, den Sensor auszuwählen, der seinen spezifischen Anwendungsanforderungen am besten entspricht.

Der TGS 2611
Der TGS 2611 ist der bewährte, kostengünstige Metalloxid-Sensor von Figaro, der eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Methan mit geringem Stromverbrauch und langer Lebensdauer kombiniert. Dieser ist als Sensor mit Filterelement erhältlich, der Interferenzen durch Alkohol eliminiert, aber auch als Sensor ohne Filterelement bei einer schnelleren Reaktionszeit.

Der TGS 8410
Der MEMS-Gassensor TGS 8410 hat einen extrem geringen Strombedarf von nur 0,087 mW. Mit seiner hohen Selektivität gegenüber Methan, seiner schnellen Reaktion und seiner langen Lebensdauer ist es die perfekte Wahl für einen tragbaren, batteriebetriebenen Methanleckdetektor für Midstream- und Downstream-Lecks in der Erdgaslieferkette.

Der TGS 3870
Der Drei-in-Eins-Sensor! Dieser Sensor erkennt nicht nur Methan, sondern auch Kohlenmonoxid und Wasserstoff, indem die Heizdrahtspannung geändert wird. Die Querempfindlichkeit zwischen diesen Gasen ist aufgrund ihrer sehr unterschiedlichen Widerstandswerte bei ähnlichen Konzentrationen sehr gering. Der typische Nachweisbereich beträgt 1-25 % UEG für Wasserstoff und Methan und 50-1000 ppm für Kohlenmonoxid.