Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auch aufgestaute Flüsse sind Klimasünder

19.07.2013
Aktuelle Studie zeigt: Binnengewässer in Deutschland erzeugen Treibhausgase und sollten stärker in den Kohlenstoff- und Treibhausgasbilanzen berücksichtigt werden.

Der Ausstoß des klimaschädlichen Treibhausgases Methan durch aufgestaute Flüsse, so genannte Stauhaltungen, ist nicht zu unterschätzen. Dies haben Wissenschaftler des Instituts für Umweltwissenschaften Landau an der Universität Koblenz-Landau ermittelt. Doch in den meisten aktuellen Kohlenstoff- und Treibhausgasbilanzen wird dieser Beitrag nicht berücksichtigt.


Mit Trichterfallen haben Landauer Wissenschaftler Methanblasen in Stauhaltungen der Saar gemessen.
Foto: Uschi Schmidt, Universität Koblenz-Landau

Wissenschaftler des Instituts für Umweltwissenschaften Landau unter der Leitung von Umweltphysik-Professor Andreas Lorke haben in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) und weiteren internationalen Kooperationspartnern herausgefunden, dass Flussstauhaltungen erhebliche Auswirkungen auf den Ausstoß von Treibhausgasen durch Flüsse besitzen. Dazu ermittelten sie in einer Referenzstudie an der Saar die unterschiedlichen Emissionspfade und berechneten die Höhe der Methan-Abgabe. Die Forschungsgruppe bestimmte damit die Gesamtemissionsrate und fand Gesetzmäßigkeiten heraus, die sich auf andere Gewässer übertragen lassen.

„Die an der Saar ermittelten Emissionsraten von Methan haben wir in dieser Größenordnung nicht erwartet und sie sind vergleichbar mit tropischen Stauseen“, sagt Andreas Lorke. „Messungen an anderen Flusssystemen in Europa deuten auf ähnliche Ergebnisse hin. Damit besitzen Flüsse und Stauhaltungen in der gemäßigten Klimazone einen relevanten Anteil an den globalen Emissionsraten und sollten auf jeden Fall in globalen Treibhausgasbilanzen stärker berücksichtigt werden.“

Die Messungen haben gezeigt, dass die Saar pro Tag etwa 380 Kilogramm Methan in die Atmosphäre abgibt. Der größte Teil stammt aus Gasblasen in den Stauhaltungen (54 Prozent) und aus der Ausgasung direkt hinter den Dämmen (41 Prozent). Die Diffusion über die Wasseroberfläche, also der Austausch des Gases ohne Blasen, trägt nur rund fünf Prozent zum Gesamtausstoß bei.

Nicht zu unterschätzende Emissionen
Trotz der überraschend hohen Emissionsraten ist der Ausstoß von Treibhausgasen durch Binnengewässer, verglichen mit fossilen Energieträgern, eher gering. An der Saar sind Kraftwerke mit einer Gesamtleistung von 32,5 Megawatt installiert. Im Vergleich zur erzeugten Energie gibt die Saar vier beziehungsweise acht Prozent der Treibhausmenge der herkömmlichen Kohle- oder Gaskraftwerke ab.

Andererseits sollten diese Emissionen nicht unterbewertet werden, denn weltweit sind mehr als 60 Prozent der großen Flusssysteme gestaut. Bereits jetzt schätzen brasilianische Forscher, dass Seen, große Stauseen und Flüsse mit 104 Millionen Tonnen jährlich für fast ein Viertel aller von Menschen verursachten Methanemissionen verantwortlich sind. Methan hat ein 25-mal höheres Erderwärmungspotenzial als Kohlenstoffdioxid.

Wie entsteht Methan in Staustufen?
Werden Flüsse aufgestaut, reduziert sich die Fließgeschwindigkeit und es kommt zu einer Ablagerung von mitgeführten Stoffen am Gewässerboden. Dazu zählen Kies und Sand genauso wie organisches Material von Lebewesen. Letzteres wird durch Bakterien und andere Mikroorganismen abgebaut. Jedoch ist dadurch der Sauerstoff bereits in einigen Millimetern Tiefe im Sediment aufgebraucht. Weiter unten dominieren anaerobe, also ohne Sauerstoff stattfindende Abbauprozesse, die unter anderem das Treibhausgas Methan erzeugen. „Neben der Abschätzung der Methanemissionen ist es daher zukünftig auch wichtig, die Quellen des organischen Materials zu ermitteln“, sagt Dr. Helmut Fischer von der Bundesanstalt für Gewässerkunde.

Reichert sich Methan im Sediment an, können Gasblasen entstehen. Wann und wo diese an die Wasseroberfläche aufsteigen, ist sehr unterschiedlich und daher aufwendig zu messen. Zumeist steigen die Blasen auf, wenn sich der Umgebungsdruck verringert, etwa durch einen niedrigeren Wasserspiegel oder Luftdruck sowie stärkere Wellen. Zusätzliche Emissionen entstehen unmittelbar an den Stauanlagen: Wasser, das durch Turbinen und Schleusen oder über Wehre fließt, wird erheblich verwirbelt und hat eine stark vergrößerte Kontaktfläche zur Luft. Die Austauschgeschwindigkeit der Gase ist deshalb höher als in langsam fließenden Abschnitten. Dies sorgt dafür, dass Methan an den Stauwerken verstärkt an die Atmosphäre abgegeben wird.

Die Studie:
„Sediment trapping by dams creates methane emission hotspots“, Andreas Mäck, Tonya DelSontro, Daniel F. McGinnis, Helmut Fischer, Sabine Flury, Mark Schmidt, Peer Fietzek, Andreas Lorke. Die Studie wurde jetzt in der Online-Ausgabe der Zeitschrift Environmental Science & Technology veröffentlicht: http://pubs.acs.org/journal/esthag ; DOI: 10.1021/es4003907
Kontakt:
Universität Koblenz-Landau
Prof. Andreas Lorke
Fortstraße 7
76829 Landau
Tel.: (06341) 280-31317
E-Mail: lorke@uni-landau.de
Pressekontakt:
Universität Koblenz-Landau
Kerstin Theilmann
Referatsleiterin Öffentlichkeitsarbeit
Fortstraße 7
76829 Landau
Tel.: (06341) 280-32219
E-Mail: theil@uni-koblenz-landau.de
Fink & Fuchs Public Relations AG
Ralf Klingsöhr
Paul-Heyse-Str. 29
80336 München
Tel.: (089) 589787-12
E-Mail: ralf.klingsoehr@ffpr.de
Weitere Informationen:
http://pubs.acs.org/journal/esthag DOI: 10.1021/es4003907

Bernd Hegen | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-koblenz-landau.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Neue Studie „Education first! Bildung entscheidet über die Zukunft Sahel-Afrikas“
29.11.2017 | Berlin-Institut für Bevölkerung und Entwicklung

nachricht Zukunftsstudie zum Autoland Saarland veröffentlicht
29.11.2017 | Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik