Methan schadet dem Klima – in den ersten 20 Jahren nach seiner Freisetzung sogar rund 80-mal stärker als CO₂. Gleichzeitig bietet das kurzlebige Treibhausgas ein enormes Potenzial für den Klimaschutz, insbesondere in der Öl- und Gasindustrie. Denn mit sogenannten «No Regret»-Massnahmen lassen sich Lecks oft schnell, kostengünstig und dauerhaft beseitigen. Was sonst unbemerkt entweichen würde, kann stattdessen aufgefangen, verbrannt oder weiterverwendet werden. Dass Messungen in der Tat Wirkung zeigen, verdeutlicht nun eine Studie der Empa anhand zweier internationaler Messkampagnen in Süd-Rumänien: Die Unternehmen reagierten nach der ersten Kampagne 2019 auf die identifizierten Lecks – und reparierten ihre Infrastruktur. «Als wir 2021 erneut gemessen haben, waren viele der Lecks verschwunden», sagt Studienautor Gerrit Kuhlmann von der Empa. Je nach Szenario sind die Methanemissionen in der Region um bis zu 60 Prozent gesunken.

Super-Emitter sind zentral für Reduktion

In der EU entfallen rund ein Drittel der energiebedingten Methanemissionen auf die Öl- und Gasproduktion. Ein bedeutender Teil entsteht in Rumänien – allerdings basieren die offiziellen Angaben auf Berechnungen, nicht auf direkten Messungen. Um diese Lücke zu schliessen, startete 2019 die ROMEO-Kampagne («ROmanian Methane Emissions from Oil and Gas»): Mit mobilen Messgeräten, Drohnen und Flugzeugen erhoben internationale Forschungsteams erstmals unabhängige Daten für den Süden Rumäniens. Eine dazu durchgeführte Studie der Universität Utrecht zeigte: Die gemessenen Methanemissionen aus der dortigen Ölförderung waren nicht nur deutlich höher als angenommen; sie waren sogar zwei- bis dreimal so hoch wie die offiziell rapportierten Werte für den gesamten rumänischen Öl- und Gassektor.
Besonders auffällig: Lediglich 10 Prozent der Anlagen verursachten bei der Erhebung rund 70 Prozent der Methanemissionen. «Diese sogenannten Super-Emitter haben eine überproportionale Wirkung – und sind damit besonders wichtig für Klimaschutzmassnahmen», erklärt Kuhlmann. Da es mit herkömmlichen Messmethoden kaum möglich ist, ein Gebiet von etwa der Grösse der Schweiz mit mehreren Tausend Anlagen gezielt nach Super-Emittern abzusuchen, folgte 2021 eine neue Messkampagne – diesmal ausschliesslich aus der Luft: Mit dem AVIRIS-NG-Instrument liessen sich die Emissionen direkt für jede potenzielle Quelle innerhalb von zwei Tagen bestimmen. Das bildgebende Verfahren erstellt Karten von Methan in der Atmosphäre mit einer Auflösung von etwa fünf Metern und erkennt dadurch Methanlecks aus mehreren Kilometern Höhe.

Emissionen deutlich zurückgegangen

Mit dem Messinstrument überflogen die Forschenden in kurzer Zeit etwa 80 Prozent der Öl- und Gasinfrastruktur im südlichen Rumänien. Sie entdeckten aber deutlich weniger Super-Emitter als erwartet. «Wir informierten die betroffenen Unternehmen über die grössten Lecks von 2019 – und viele davon wurden offenbar behoben», so Kuhlmann. Bei nachträglichen Besuchen vor Ort wurde ersichtlich, dass Lecks verschlossen wurden oder das austretende Methan kontrolliert verbrannt wird. Letzteres ist rund 80-mal klimafreundlicher als es einfach entweichen zu lassen. Zudem konnten erstmals Quellen identifiziert werden, die 2019 übersehen wurden. Dabei handelt es sich um Entlüftungsrohre, die überschüssiges Gas aus Sicherheitsgründen abseits der eigentlichen Anlage in die Atmosphäre leiten.
Um die Daten der ersten ROMEO-Messkampagne von 2019 mit den neuen Messungen zu vergleichen, entwickelten die Forschenden vier Szenarien. Denn die Messinstrumente liefern zwar präzise Daten, aber nur oberhalb von 10 bis 100 Kilogramm Methan pro Stunde. Kleinere Lecks bleiben so unsichtbar. Während das pessimistischste Szenario für die Messregion in Süd-Rumänien von einem rein «sichtbaren» Rückgang von etwa 20 Prozent ausgeht, rechnet das optimistischste mit 60 Prozent Rückgang damit, dass auch kleinere Emissionsquellen seit 2019 reduziert wurden.

Emissionen sichtbar machen

«Wir gehen davon aus, dass die realen Emissionen irgendwo dazwischen liegen», so Kuhlmann. Genau beziffern lasse sich der Rückgang nicht, da zusätzliche Bodenmessungen fehlen und tageszeitliche Schwankungen – etwa durch Wartungsarbeiten am Tag – die Ergebnisse beeinflussen. Klar ist aber: Wer Methanemissionen wirksam senken will, muss sie zuerst sichtbar machen. Nur so lassen sich die tatsächlichen Quellen identifizieren, ihre Ursachen verstehen und Fortschritte bei Minderungsmassnahmen realistisch bewerten.
Die ROMEO-Kampagne wird unterstützt vom «International Methane Emissions Observatory» (IMEO) des Umweltprogramms der Vereinten Nationen (UNEP). Die Initiative verfolgt ein klares Ziel: Emissionen aufdecken, Unternehmen informieren – und so konkrete Massnahmen ermöglichen. «Mit belastbaren und praxisnahen Daten können Betreiber ihre Methanemissionen wirksam senken – und so echten Klimanutzen erzielen. Rumänien hat ein enormes Reduktionspotenzial, und wir freuen uns darauf, unsere Zusammenarbeit mit Regierung und Industrie fortzusetzen, damit sie über die nötigen Informationen verfügen, um diese Chance zu nutzen», sagt Andreea Calcan, Koordinatorin für wissenschaftliche Methanstudien beim IMEO.
Eine neue Messkampagne in Süd-Rumänien ist bereits für 2026 geplant – diesmal mit dem Nachfolgeinstrument AVIRIS 4. Es hat ein deutlich geringeres Detektionslimit und kann daher auch kleinere Lecks erfassen. Erste Testflüge waren vielversprechend – und eröffnen die Möglichkeit, künftig mehr Länder und Regionen systematisch zu überwachen.

Konsortium für Fernerkundung

«Airborne Research Facility for the Earth System» (ARES) ist eine gemeinsame Forschungsinfrastruktur zur Messung terrestrischer Prozesse des Erdsystems auf regionaler Ebene. Getragen wird ARES von einem Konsortium Schweizer Universitäten und Forschungsinstitute unter der Leitung der Universität Zürich. Das zentrale Messinstrument von ARES ist das bildgebende Spektrometer AVIRIS-4, das von der NASA/JPL entwickelt und 2022 von der Universität Zürich übernommen wurde. AVIRIS-4 ist der Nachfolger des Instruments AVIRIS-NG mit höherer Präzision und verbesserter räumlicher Auflösung. Innerhalb des ARES-Konsortiums übernimmt die Empa eine führende Rolle im Bereich der Atmosphärenmessung, insbesondere bei der Überwachung von Treibhausgasemissionen.