Verwendung von Satellitendaten für die Berichterstattung von kommunalen Treibhausgasemissionen

Satellitendaten für die Messung der Luftqualität in Städten

Derzeit gibt es mehrere Bemühungen, entweder kommerziell oder im Rahmen von Forschungsprojekten (z. B. ICOS Paul), die Emissionen von Städten auf der Grundlage von Messungen der Luftqualität (Konzentration von Kohlendioxid und anderen Gasen oder Partikeln) in Verbindung mit einer Analyse von Satellitendaten mit hoher Auflösung (10 m Auflösung - ESA World Cover) zu berechnen. Diese Messungen sollen einen genaueren Überblick über die auf lokaler Ebene erzeugten Emissionen bieten, da sie nicht auf den ersten Blick auf statistischen Daten und der Extrapolation von sozialen und wirtschaftlichen Indizes beruhen.

Ich, Anca, bin Projektmanager bei enersis und beschäftigte mich mit dem Thema der Daten für Treibhausgasbilanzierung seit Anfang an. Ich muss zugeben, dass die Datenlandschaft in den letzten Jahren sich deutlich verbessert hat, d.h. die Datenqualität ist höher, die Aussagekraft hat sich verbessert. Zunächst wollte ich prüfen, wie wir solche genauen (Satelliten-) Daten in unseren digitalen Zwilling, gaia, integrieren können, damit unsere Nutzenden einen noch besseren Überblick über die Emissionen in ihrem Gebiet erhalten und das erforderliche Budget für eine gezielte Emissionsreduzierung bereitstellen zu können.

Bei der Durchsicht der Daten und der Recherche habe ich folgende Informationen gefunden:

• Die Satellitendaten der Europäischen Weltraumorganisation (esa) werden nur auf jährlicher Basis mit einer Verzögerung von etwa 18 Monaten angeboten und zeigen Informationen über die Fläche, die von Bäumen, Sträuchern, Grasland, Ackerland, Bebauung, Kahlschlag, Schnee, Dauergewässern, Feuchtgebieten, Mangroven und Moos bedeckt ist. Wir verwenden diese Daten in Verbindung der Gemeindegrenzen, um die verschiedenen Flächentypen den Gemeinden zuzuordnen.
• Das neue Projekt von esa (CO2M -Copernicus Anthropogenic Carbon Dioxide Monitoring) wird die Erfassung genauer Emissionsdaten ermöglichen (zwei der Treibhausgase: Kohlendioxid, CO₂, und Methan, CH₄) mit dem Ziel, die meisten Berechnungen der territorialen Emissionen auf der Grundlage statistischer Daten überflüssig zu machen. Die drei Satelliten werden ab 2025 in die Umlaufbahn gebracht und werden bis 2034 Daten sammeln. Ich gehe davon aus, dass die Validierung der Verwendung der gesammelten Daten einige Jahre dauern wird und dann noch einige mehr, bis sie in einen Standard für die Emissionsberichterstattung der Verwaltungen einfließen werden.
• Die derzeitigen Messungen der Luftqualität decken nicht alle der sieben wichtigsten Treibhausgase ab, wie sie vom IPCC angegeben werden (Kohlendioxid, Methan, Distickstoffoxid, teilhalogenierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe, Fluorkohlenwasserstoffe und Ozon). Die meisten Luftqualitätssensoren messen Kohlendioxid und Methan.
• Die Messungen mit dem Spektrometer können "bisher unbekannte Emissionsquellen aufdecken und falsch quantifizierte Emissionsquellen korrigieren" (MUCCnet der TUM München, 2023). Dies ermöglicht die Entwicklung und Umsetzung von Maßnahmen, die auf spezifische Emissionen abzielen.
• Emissionsfaktoren werden immer noch ergänzend zu den Luftmessungen für bestimmte Teilsektoren verwendet, wie z.B. für den Industrie Untersektor – Produktnutzung, wie in ICOS Paul Delivery 1.1 zu lesen ist.

Als wir vor fast 7 Jahren mit der Entwicklung der Anwendung zur Berechnung und Visualisierung von Treibhausgasemissionen für Kommunen in Deutschland und der Schweiz begannen, war die Datenverfügbarkeit begrenzt, aber das hat sich dramatisch geändert. Jetzt können wir die Daten für die 5 Sektoren und ihre Untersektoren (stationäre Energie, Verkehr, Industrie, Abfall und Landwirtschaft) jährlich aktualisieren, einschließlich der von IPCC und nationalen Behörden aktualisierten Emissionsfaktoren. Die Vielfalt der öffentlich verfügbaren Daten ermöglicht die Berechnung für alle Sektoren und Teilsektoren.

In den kommenden Jahren werden durch Satellitenmessungen mehr Daten zur Verfügung stehen, wodurch bestimmte Berechnungen überflüssig werden. Solange diese neuen Daten jedoch nicht validiert und in die Standard-Emissionsberichte aufgenommen sind, können wir die in gaia aggregierten Daten mit Sicherheit verwenden. Es ist auch erwähnenswert, dass die Messungen nur für zwei Treibhausgase zur Verfügung stehen werden, so dass Berechnungen für die Emissionen der anderen Gase auf der Grundlage statistischer Daten weiterhin erforderlich sind.

Die obige Analyse ist nicht allumfassend und wurde hauptsächlich aus persönlicher Neugierde begonnen. Kommentieren Sie diese gerne, ergänzen Details oder teilen Sie Ihre Meinung per Mail mit mir.

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