Umweltforschung 05.05.2025, 17:30 Uhr

Satellit misst CO₂ und NO₂ aus Kraftwerken synchron

Ein Forschungsteam nutzt den deutschen Satelliten EnMAP, um erstmals gleichzeitig CO₂ und NO₂ in Abgasfahnen von Kraftwerken präzise zu erfassen. Die Methode eröffnet neue Möglichkeiten für die Überwachung industrieller Emissionen aus dem All.

Satellit

Ein deutscher Satellit hat erstmals gleichzeitig CO₂ und NO₂ in den Abgasfahnen von Kraftwerken präzise erfasst.

Foto: PantherMedia / cookelma

Ein Team des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz und der Universität Heidelberg hat mithilfe des deutsche Umweltsatelliten EnMAP erstmals die beiden Luftschadstoffe Kohlendioxid (CO₂) und Stickstoffdioxid (NO₂) zeitgleich in den Abgasfahnen von Kraftwerken beobachtet. Die neue Methode besticht durch eine räumliche Auflösung von nur 30 Metern und kann industrielle Emissionen aus dem All mit bisher nicht gekannter Genauigkeit erfassen.

Die Ergebnisse dieser Forschungsarbeit wurden in der Fachzeitschrift Environmental Research Letters veröffentlicht. Sie markieren einen Meilenstein für die satellitengestützte Überwachung von Treibhausgasen und Luftschadstoffen: Zum ersten Mal konnten NO₂ und CO₂ mithilfe eines Satelliten gleichzeitig und direkt über einzelnen Kraftwerken gemessen werden. Die hohe räumliche Auflösung der EnMAP-Daten ermöglicht es, die Ausbreitung von Abgasfahnen über Distanzen von mehreren zehn Kilometern zu verfolgen. Darüber hinaus erlaubt die Methode eine quantitative Auswertung der Emissionen sowie eine Analyse der chemischen Umwandlungsprozesse in der Atmosphäre. Die ermittelten NOₓ/CO₂-Verhältnisse liefern zudem Hinweise auf Eigenschaften und Effizienz der untersuchten Kraftwerke.

Satellit EnMAP eröffnet neue Möglichkeiten

Kohlendioxid und Stickoxide zählen zu den wichtigsten menschengemachten Luftschadstoffen. Sie wirken sich erheblich auf Klima, Gesundheit und Luftqualität aus. Satellitenmessungen gelten als unverzichtbares Werkzeug zur unabhängigen Überwachung von Emissionen, stoßen jedoch bislang an technische Grenzen. Viele Sensoren verfügen über eine zu geringe räumliche Auflösung, um punktuelle Quellen wie Kraftwerke exakt zu erfassen. Atmosphärische Effekte wie Wolken oder chemische Reaktionen erschweren die Auswertung zusätzlich. Besonders bei CO₂ stellt der hohe atmosphärische Hintergrund eine Herausforderung dar, da er die vergleichsweise schwachen Emissionssignale oft überdeckt.

Da NO₂ und CO₂ häufig gemeinsam ausgestoßen werden, nutzt man bislang bekannte Emissionsverhältnisse, um aus NO₂-Messungen auf CO₂-Emissionen zu schließen. Bisher fehlte ein Messinstrument, das beide Gase gleichzeitig mit hoher räumlicher Auflösung erfassen kann. Die nun entwickelte Methode schließt diese Lücke: Erstmals ist es gelungen, beide Gase synchron und mit hoher Präzision direkt über den Emissionsquellen zu messen und ihr Verhältnis exakt zu bestimmen. EnMAP wurde ursprünglich für die Fernerkundung von Landoberflächen entwickelt und übermittelt Aufnahmen mit einer Genauigkeit von 30 x 30 Metern. Der Satellit liefert eine vergleichsweise geringe spektrale, dafür aber gute räumliche Auflösung.

Stellenangebote im Bereich Energie & Umwelt

Energie & Umwelt Jobs
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Ingenieur*in / Projektmanager*in (m/w/d) in der Steuerung von Großprojekten im Bereich Energiewende THOST Projektmanagement GmbH
European Energy A/S-Firmenlogo
Grid Connection Specialist - Wind / PV (m/w/d) European Energy A/S
Markkleeberg bei Leipzig Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur für Straßenplanung und -entwurf / Immissionsschutz (m/w/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Regensburg Zum Job 
Stadtwerke Essen AG-Firmenlogo
Ingenieur / Techniker (gn) für Kanal- und Entwässerungsplanung Stadtwerke Essen AG
Die Autobahn GmbH des Bundes, Niederlassung Südbayern-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) Stoffstrom- und Abfallmanagement für die Außenstelle München-Maisach Die Autobahn GmbH des Bundes, Niederlassung Südbayern
München-Maisach Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes, Niederlassung Südbayern-Firmenlogo
Sachbearbeiter Wassertechnik - Gewässerschutzbeauftragter (m/w/d) in der Außenstelle Maisach Die Autobahn GmbH des Bundes, Niederlassung Südbayern
Maisach Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes, Niederlassung Südbayern-Firmenlogo
Umweltingenieur / Umwelttechniker als Ingenieur Abfallmanagement im Betrieb für die Außenstelle München-Maisach (m/w/d) Die Autobahn GmbH des Bundes, Niederlassung Südbayern
Maisach Zum Job 
Rolls-Royce-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) Elektrotechnik Rolls-Royce
Friedrichshafen Zum Job 
Daldrop + Dr.Ing.Huber GmbH + Co. KG-Firmenlogo
Projektleiter TGA (m/w/d) Reinraumtechnik Daldrop + Dr.Ing.Huber GmbH + Co. KG
Neckartailfingen Zum Job 
Stadtwerke Potsdam GmbH-Firmenlogo
Experte (m/w/d) Energieinfrastruktur und Bauprojekte - Planung und Realisierung - Stadtwerke Potsdam GmbH
Potsdam Zum Job 
VSE Verteilnetz GmbH-Firmenlogo
Technischer Sachbearbeiter Sekundärtechnik-Ausführung Schutz- und Leittechnik (m/w/d) VSE Verteilnetz GmbH
Saarwellingen Zum Job 
Netz Leipzig GmbH-Firmenlogo
Teamleitung (m/w/d) Leitstelle Strom Netz Leipzig GmbH
Leipzig Zum Job 
Landesbetrieb Straßenwesen Brandenburg-Firmenlogo
Ingenieur / Ingenieurin (m/w/d) als Dezernatsleitung Planung West Landesbetrieb Straßenwesen Brandenburg
Potsdam Zum Job 
Gemeinde Steinen-Firmenlogo
Leiter/in des Fachbereichs Bauen und Umwelt (w/m/d) Gemeinde Steinen
Steinen Zum Job 
Staatliches Hochbauamt Stuttgart-Firmenlogo
Ingenieur der Fachrichtung Landschaftsplanung / Landschaftsarchitektur / Umweltplanung (w/m/d) Staatliches Hochbauamt Stuttgart
Stuttgart, Stetten am kalten Markt Zum Job 
BG ETEM-Firmenlogo
Ingenieur/-in (m/w/d) für den Außendienst als Aufsichtsperson BG ETEM
Region Hannover-Braunschweig-Göttingen Zum Job 
GW Batterien GmbH-Firmenlogo
Anwendungstechniker (m/w/d) GW Batterien GmbH
Zwickau Zum Job 
Stadt Koblenz-Firmenlogo
Ingenieur (w/m/d) für die Betreuung der Hochwasserschutzanlagen Stadt Koblenz
Koblenz Zum Job 
Gemeindewerke Baiersbronn-Firmenlogo
Technische:r Betriebsleiter:in für Strom und Telekommunikation Gemeindewerke Baiersbronn
Baiersbronn Zum Job 
naturenergie netze GmbH-Firmenlogo
Ingenieur als Teamleiter Netzleitstelle (m/w/d) naturenergie netze GmbH
Rheinfelden (Baden), Donaueschingen Zum Job 

Neue Einblicke durch Satellitenmessungen

Christian Borger, Erstautor der Studie, betont: „Es ist uns gelungen, mithilfe der EnMAP-Daten die Verteilung von CO₂ und NO₂ in Abgasfahnen einzelner Kraftwerke zu bestimmen, etwa über Anlagen in Saudi-Arabien sowie in der südafrikanischen Highveld-Region, einem der weltweit größten Emissions-Hotspots.“ Der Satellit EnMAP kann also selbst kleinräumige Emissionsquellen präzise erfassen. Die gewonnenen Daten ermöglichen es, Emissionen einzelner Kraftwerke hochaufgelöst zu bestimmen und daraus das Verhältnis von NOₓ zu CO₂ abzuleiten. Dies liefert wichtige Informationen über Technologie, Effizienz und Betriebsweise der Anlagen.

Darüber hinaus eröffnen die Messungen neue Möglichkeiten, die chemische Umwandlung von NO zu NO₂ in den Abgasfahnen zu analysieren. Dieser Prozess, der eine zentrale Rolle in der atmosphärischen Chemie spielt, konnte bislang nur durch aufwendige Flugzeugmessungen untersucht werden. Die Nutzung von Satellitendaten bietet hier entscheidende Vorteile: Sie ermöglicht eine weltweit einheitliche und vergleichbare Erfassung industrieller Emissionen von Treibhausgasen und anderen Luftschadstoffen.

Impulse für die Zukunft der Satellitenüberwachung

Die Forschungsergebnisse unterstreichen die wachsende Bedeutung hochauflösender Satelliten für die unabhängige Kontrolle von Treibhausgasen und anderen Schadstoffen. Die Möglichkeit, CO₂ und NO₂ gleichzeitig und präzise zu messen, setzt neue Standards für die Überwachung industrieller Emissionen. Dies ist ein wichtiger Schritt, um die Auswirkungen von Treibhausgasen auf das Klima besser zu verstehen und wirksame Maßnahmen zum Schutz der Umwelt zu entwickeln.

Ein Beitrag von:

  • Anke Benstem

    Anke Benstem ist freie Journalistin, Buchautorin und Texterin. Sie gehört zum Team von Content Qualitäten. Ihre Themen: Klima und Umwelt.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.