Die deutsche Stahlindustrie war nach Angaben des Umweltbundesamtes im Jahr 2022 für rund 23,5 Millionen Tonnen CO2-Emissionen verantwortlich. Damit zählt die Stahlerzeugung zu den CO2-intensivsten Industriezweigen Deutschlands. Ein wichtiges Ziel der Umweltpolitik besteht deshalb darin, die Emissionen der Stahlwerke zu senken – etwa, indem Wasserstoff statt Koks eingesetzt wird. Um mögliche Verbesserungen gezielt zu steuern und zu evaluieren, sind allerdings zuverlässige Daten zum tatsächlichen CO2-Ausstoß der jeweiligen Produktionsstandorte wichtig. Bisher waren offizielle Stellen dafür allerdings auf die Selbstangaben der Stahlhersteller angewiesen.
Messung aus dem All
Ein Team um Oliver Schneising von der Universität Bremen hat nun eine alternative Möglichkeit gefunden. „Wir haben ein Verfahren entwickelt, mit dem man diese Freisetzungen auch unabhängig messen und berechnen kann – mit Satellitendaten zur Zusammensetzung der Atmosphäre“, berichtet Schneisings Kollege Heinrich Bovensmann. Dazu nutzt das Team Daten des 2017 gestarteten Erdbeobachtungssatelliten Sentinel-5P. Dieser ist mit zahlreichen Sensoren ausgestattet, die unter anderem mit hoher räumlicher Auflösung die Konzentration von Kohlenmonoxid (CO) in der Atmosphäre anzeigen.
Über fünf Jahre hinweg, von 2018 bis 2022, erfasste das Team die täglichen Satellitendaten für die größten Stahlproduktionsstandorte Deutschlands, die zusammen etwa 70 Prozent der deutschen Stahlerzeugung ausmachen: Duisburg, Dillingen, Salzgitter, Bremen und Eisenhüttenstadt. Dabei berücksichtigten die Forschenden auch die Wetterverhältnisse zu den jeweiligen Messzeitpunkten. Anders als CO2, das auch aus zahlreichen weiteren Quellen im Umkreis der Stahlwerke freigesetzt wird, lässt sich das gemessene CO in Deutschland eindeutig auf die Stahlproduktion zurückführen. Damit ist dieser Messwert zuverlässiger als eine direkte Messung von CO2, wie Schneising und seine Kollegen erklären.
Kohlenmonoxid als Indikator
Um aus den gemessenen Kohlenmonoxid-Werten auf die Kohlendioxid-Emissionen zu schließen, glichen die Forschenden die vom Satelliten gemessenen CO-Konzentrationen mit den von den Stahlherstellern gemeldeten CO2-Emissionen ab. „Diese Analyse ergibt standortübergreifend eine sehr hohe Korrelation von CO mit CO2“, sagt Schneising. „Dies rechtfertigt es, aus den CO-Beobachtungen auch die CO2-Emissionen zu bestimmen.“
