Wenn es um Treibhausgase geht, ist meist von Kohlendioxid (CO2) die Rede. Denn es macht den Großteil aller Treibhausgase aus, die wir in die Erdatmosphäre abgeben. Doch auch weitere Emissionen tragen zum Klimawandel bei, darunter Lachgas (N2O) und Methan (CH4). Beide kommen zwar in geringeren Konzentrationen in der Atmosphäre vor als CO2. Methan trägt jedoch etwa 200-mal stärker zur Erderwärmung bei und Lachgas sogar rund 300-mal stärker.
Beide Gase entstehen sowohl aus natürlichen Quellen wie Mooren, Permafrost oder Gewässern, aber auch aus menschengemachten Quellen. Dazu zählen beispielsweise die Landwirtschaft, die Tierhaltung, die chemische Industrie und der Energiesektor, aber auch Kläranlagen. Letztere setzen etwa vier bis neun Prozent des menschengemachten Methans sowie etwa 2,5 Prozent des menschengemachten Lachgases frei, schätzt der Weltklimarat IPCC. Diese Schätzung basiert auf vereinzelten Messwerten sowie Berechnungen dazu, wie viel organisches Material im Schnitt in einer Kläranlage landet, und liefert so einen globalen Näherungswert.
Emissionen deutlich unterschätzt
Doch wie viel Methan und Lachgas werden wirklich aus Kläranlagen freigesetzt? Das haben nun Magnus Gålfalk und David Bastviken von der Universität Linköping in Schweden ermittelt. Dafür verwendeten die beiden Forscher Drohnen, die sie unter anderem mit Sensoren für Methan und Lachgas ausstatteten. Mithilfe dieser Drohnen analysierten sie die Gaskonzentrationen im Luftraum über zwölf schwedischen Standard-Kläranlagen. In den Anlagen wird der bei der Abwasserreinigung anfallende Klärschlamm im finalen Prozessschritt ein bis sechs Monate gelagert, bevor er beispielsweise als Dünger wiederverwendet wird. Bei der Lagerung fault der Schlamm, was die Menge potenziell umwelt- oder gesundheitsschädlicher Mikroorganismen auf natürliche Weise reduziert. Allerdings werden bei dieser Faulung auch Treibhausgase aus den Klärschlammhaufen freigesetzt.
Die Drohnen-Analysen ergaben nun: Die realen Messwerte für Lachgas und Methan sind etwa dreimal beziehungsweise fünfmal höher als die vom Klimarat geschätzten Werte. Umgerechnet in CO2-Äquivalente setzen die Kläranlagen demnach jährlich mindestens 2,4-mal mehr dieser Treibhausgase frei als bislang gedacht. Bei höheren Temperaturen und anderen Wetterbedingungen als bei den Messungen in Südschweden könnten es sogar noch mehr Emissionen sein. Entscheidender als die Umweltbedingungen ist jedoch die Lagerdauer des Schlamms, wie die Daten ergaben.
Chance für künftige Emissionsverringerung
Insgesamt belegen die Ergebnisse, dass die Emissionen der Kläranlagen stark unterschätzt wurden, vor allem hinsichtlich Lachgas, schließt das Team. „Wir zeigen, dass die Klimawirkung von Lachgasemissionen aus der Schlammlagerung genauso groß ist wie die von Methan. Das war bisher nicht bekannt“, sagt Gålfalk. „Es handelt sich [bei Lachgas aus Kläranlagen] also um eine wichtige zusätzliche Quelle, die man im Auge behalten muss“, erklärt der Klimaforscher.
Mit dem Wissen über die genauen Treibhausgasemissionen aus Kläranlagen können die Betreiber nun neue Maßnahmen entwickeln, um diese zu senken. Bislang wird nur ein Teil des in Kläranlagen anfallenden Methans aufgefangen und als Biogas wiederverwertet. Künftig könnten Methan und Lachgas aus allen Prozessschritten aufgefangen und recycelt werden. Voraussetzung dafür ist jedoch, genau zu messen, wann und wo wieviel der Gase entsteht. Die Forschenden plädieren daher dafür, die Emissionen von Methan und Lachgas auch künftig per Drohnen oder ähnlichen Techniken präzise zu messen. „Es wäre besser, wenn die gemeldeten Emissionen auf tatsächlichen Messungen beruhen würden. Dies würde es den Kommunen erleichtern, die Vorteile von Investitionen zur Emissionsminderung aufzuzeigen“, sagt Gålfalk.
Quelle: Universität Linköping; Fachartikel: Environmental Science & Technology, doi: 10.1021/acs.est.5c04780
