7. März 2023

Messung von Methanemissionen aus Offshore Öl- und Gasanlagen vor der zentralafrikanischen Küste

Mitte Januar 2023 haben DLR-Wissenschaftler*innen auf der “Oman Conference for Environmental Sustainability” von ihren ersten Ergebnissen der METHANE-To-Go Africa Messkampagne berichtet.

Im September 2022 hatten DLR-Wissenschaftler vom Institut für Physik der Atmosphäre erfolgreich eine Flugzeugmesskampagne zur Bestimmung von Methanemissionen aus Offshore Öl- & Gasanlagen vor der zentralafrikanischen Küste durchgeführt. Diese Kampagne ist Teil des IMEO (International Methane Emissions Observatory) -Programms, welches von UNEP (United Nations Environment Programme) wird. IMEO hat das Ziel, weltweit anthropogene Methanemissionen zu charakterisieren, um gezielte Reduktionsmaßnahmen zu entwickeln und zeitnah umzusetzen.

Abb. 1: DLR-Team mit Mitgliedern unserer lokalen Partner AGEOS und ANPG vor der DLR-Falcon auf dem Flugfeld in Libreville, Gabun.

Methan (CH4) ist nach Kohlenstoffdioxid (CO2) das zweitwichtigste vom Menschen emittierte Treibhausgas. Anthropogene CH4 Emissionen, zu einem großen Teil aus der Öl- und Gas- (O&G) Förderung, führen seit Beginn der Industrialisierung zu einem Anstieg der atmosphärischen Konzentration und somit zu einer Erwärmung der Atmosphäre. Um diese Erwärmung abzumildern und somit das 1.5°C-Ziel des Pariser Klimaabkommens zu erfüllen, müssen die anthropogenen Emissionen reduziert werden. Dabei rückte speziell CH4 in den letzten Jahren in den Fokus (Global Methane Pledge, COP26 in Glasgow), da es aufgrund seiner relativ kurzen Lebensdauer (~10 Jahre) verglichen mit CO2 (~1000 Jahre) besonders für unmittelbare Mitigations-Maßnahmen interessant ist. Hierfür ist aber ein umfangreiches Wissen über die Quellen und Senken nötig. Das Ziel des METHANE-To-Go Projektes ist es, CH4 Emissionen speziell aus dem O&G Sektor zu charakterisieren, um damit die Grundlage für Emissionsreduktionsstrategien zu liefern.

Während der METHANE-To-Go Afrika Messkampagne konnten wir die ersten Messungen von CH4 Emissionen aus der zentralafrikanischen O&G Produktion durchführen. Etwa ein Drittel der gesamten afrikanischen Ölproduktion findet in dieser Region (BP Statistical Review of World Energy), insbesondere in Offshore-Anlagen, statt. Trotz der hohen Produktionsmenge sind die daraus resultierenden CH4-Emissionen weitestgehend unbekannt, da es bis dato keine wissenschaftlich unabhängigen Messungen in dieser Region gibt. Der während der Messkampagne gewonnene Datensatz ermöglicht es, die Emissionen in diesem Gebiet genau zu charakterisieren und liefert somit einen wertvollen Beitrag zum weltweiten Bestreben, CH4-Quellen besser zu verstehen.

Abb. 2: Offshore-Plattformen vor der afrikanischen Küste.
Credit:

DLR / G. Neumann (CC BY-NC-ND 3.0)

Im Rahmen unserer Messkampagne wurden insgesamt 15 Forschungsflüge mit der DLR-Falcon vor den Küsten von Gabun und Angola durchgeführt. Dabei war das Team drei Wochen in der gabunischen Hauptstadt Libreville stationiert. Ausgestattet mit neuesten in-situ Messsystemen, welche speziell für den Betrieb auf einem Forschungsflugzeug modifiziert wurden, konnten 50 Stunden an wissenschaftlichen Daten gesammelt werden. Neben der CH4-Konzentration wurden auch andere Spurengase (z.B. CO2, CO, C2H6, SO2) und Aerosole gemessen, wodurch nicht nur die CH4-Emissionen dieser Region bestimmt werden können, sondern auch die zugrundeliegenden Prozesse. Durch eine enge Zusammenarbeit mit unseren lokalen Partnern, der gabunischen Raumfahrtbehörde AGEOS (L’Agence Gabonaise d’Etudes et d’Observations Spatiales) und der angolanischen O&G Behörde ANPG (Agência Nacional de Petróleo, Gás e Biocombustíveis), konnten alle Offshore-O&G-Gebiete beider Länder mehrmals beprobt und somit ein repräsentativer Datensatz für diese Region erzeugt werden.

Abb. 3: Temperaturen von teilweise ca. 50°C in der Kabine waren eine Herausforderung für Instrumente und Besatzung. Hier wird die DLR Falcon bei einem Zwischenstopp in Luanda gekühlt.
Credit:

DLR / K.-D. Gottschaldt (CC-BY-ND-NC 3.0)

In den nächsten Monaten werden die DLR-Wissenschaftler die von ihnen gesammelten Daten aufbereiten, auswerten und veröffentlichen. Mit Hilfe von unseren lokalen Partnern, die mit den regionalen Besonderheiten vertraut sind, werden schließlich unsere Ergebnisse eingeordnet und mit den Angaben der Betreiber der Anlagen verglichen.