Schwerpunktthemen des Helmholtz-Forums Erde und Umwelt in 2026/2027

Luftqualität, Umweltobservatorien und Methanentfernung

ACT-AQ – Verbesserung der Luftqualität

Luftverschmutzung ist nach wie vor die bedeutendste umweltbedingte Gesundheitsbedrohung weltweit: Die WHO schätzt, dass jährlich mehr als 7 Millionen Menschen vorzeitig an den Folgen von Feinstaub, Ozon und Stickstoffdioxid sterben.

Die seit Dezember 2024 in Kraft getretene überarbeitete europäische Luftqualitätsrichtlinie (AAQD) stellt Behörden vor neue Herausforderungen: strengere Grenzwerte, neue Messverpflichtungen insbesondere für ultrafeine Partikel (UFP) sowie die verpflichtende Nutzung von Atmosphärenmodellen. Deutschland muss die Richtlinie bis Ende 2026 in nationales Recht umsetzen und bis 2030 die neuen Grenzwerte einhalten.

ACT-AQ bringt Expertinnen und Experten aus Atmosphärenforschung, Klimawissenschaft, Epidemiologie und Neurowissenschaft zusammen, um zentrale Wissenslücken zu schließen. Wie entstehen und verteilen sich ultrafeine Partikel, und welche Gesundheitsrisiken gehen von ihnen aus? Warum bleiben Ozonkonzentrationen trotz sinkender Emissionen hoch? Wie können Behörden Luftqualitätsmodelle nutzen, um Grenzwerte zu erreichen? Behörden, Städte, NGOs und die Industrie werden dabei von Anfang an einbezogen. Konkrete Ergebnisse sind wissenschaftliche Reviewartikel, Policy Briefs, ein Leitfaden zur Umsetzung der AAQD sowie eine parlamentarische Veranstaltung.

Das Projekt wird geleitet von Volker Matthias (Hereon) mit Beteiligung von Hereon, FZJ, KIT, RIFS (GFZ) und dem Helmholtz Zentrum München (HMGU) sowie dem Leibniz-Institut für umweltmedizinische Forschung (IUF) und dem Max-Planck-Institut für Bildungsforschung (MPI-B). Externer Partner ist unter anderem das Umweltbundesamt (UBA).

TERENO:Connect – Synthese von Umweltbeobachtungen für Gesellschaftlichen Impact

Das TERENO-Netzwerk (TERrestrial ENvironmental Observatories) ist ein wichtigste Langzeit-Umweltmonitoringnetzwerk in Deutschland. Seit 2008 betreibt es vier Observatorien, die von der norddeutschen Tiefebene bis zu den Bayerischen Alpen reichen, und hat in über 16 Jahren Betrieb hunderte wissenschaftliche Publikationen ermöglicht. Trotz dieses Erfolgs bleiben die umfangreichen Langzeitdatensätze für viele politische Entscheidungsträger, Behörden und die breitere Öffentlichkeit weitgehend ungenutzt – nicht aus mangelndem Interesse, sondern wegen eingeschränkter Sichtbarkeit und Datenzugänglichkeit.

TERENO:Connect setzt genau hier an: Das Projekt will die gesellschaftliche Wirkung dieser einzigartigen Infrastruktur deutlich steigern. Im Mittelpunkt stehen Fragen wie: Wie lassen sich 16 Jahre Umweltbeobachtungsdaten für Wissenschaft, Behörden und Politik nutzbar machen? Welche Kommunikationsformate erreichen Behörden, Ministerien und die Öffentlichkeit wirksam? Wie lässt sich die Relevanz von TERENO für aktuelle politische Prozesse sichtbar machen?

Konkret plant das Projekt interaktive Datenvisualisierungen, Infografiken, aktualisierte Broschüren und Factsheets, den Aufbau einer aktiven Präsenz in sozialen Medien sowie Stakeholderworkshops mit Vertreterinnen und Vertretern aus Behörden, Wasserwirtschaft und Politik.

Das Projekt wird geleitet von Prof. Dr. Sabine Attinger (UFZ) und umfasst Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des UFZ, KIT, FZJ und GFZ inklusive des RIFS. Kontaktperson ist Dr. Martin Schrön (UFZ). Weitere externe Partner sind unter anderem der Deutsche Wetterdienst (DWD), das Umweltbundesamt (UBA).

Methane Removal – Eine kritische Bewertung und Forschungsagenda

Es ist mittlerweile so gut wie sicher, dass wir im kommenden Jahrzehnt die 1,5-Grad-Marke bei der globalen Erwärmung überschreiten werden, wodurch die Dringlichkeit, die Netto-Null bei den Treibhausgasen (THG) zu erreichen – was nach einem Höchststand zu einem allmählichen Temperaturrückgang führen kann –, relevanter denn je ist. In diesem Zusammenhang spielt die Reduzierung von Methan (CH₄) eine entscheidende Rolle: Szenarien, die mit einer Begrenzung der Erwärmung auf 2 °C vereinbar sind, erfordern eine Senkung der CH₄-Emissionen um etwa 40 % bis 2040 (im Vergleich zu den Werten von 2019); stattdessen steigen die globalen Emissionen weiter an. Da CH4 über einen Zeitraum von 20 Jahren 80-mal wirksamer als CO2 zur Erwärmung beiträgt, nehmen die Vorschläge zur Entfernung von Methan aus der Atmosphäre (AMR) – analog zur Entfernung von Kohlendioxid (CDR), jedoch für Methan – zu. Derzeit gibt es keine verfügbaren Technologien für AMR, was dies zu einem neuen Forschungsgebiet macht.

Während einige Wissenschaftler argumentieren, dass wir AMR in Zukunft benötigen werden, um unsere Klimaziele zu erreichen, vertreten andere die Ansicht, dass angesichts der zu erwartenden hohen Kosten Investitionen in die Methanminderung und die weitere Entwicklung von CDR eine bessere Nutzung knapper Ressourcen darstellen würden. Das Projekt Methane Removal stellt folgende Fragen: Welche AMR-Technologien sind technisch machbar und welche Risiken bergen sie? Welche Ansätze sind am vielversprechendsten und wie sollte eine Forschungsagenda für diesen Bereich aussehen?

Im Rahmen dieses Projekts werden potenzielle AMR-Technologien einer kritischen Bewertung unterzogen, wobei die möglichen Vorteile und Risiken der verschiedenen Optionen untersucht werden. Auf der Grundlage dieser Bewertung werden wir ermitteln, welche Ansätze am vielversprechendsten sind, und eine Forschungsagenda für AMR formulieren, um die Forschung in der Anfangsphase zu diesem Thema zu lenken. Zu den geplanten Ergebnissen gehören wissenschaftliche Übersichtsartikel, ein Factsheet und ein Parlamentarierfrühstück im Deutschen Bundestag, um den Austausch mit relevanten politischen Entscheidungsträgern, insbesondere auf Bundesebene, anzustoßen.

Das Projekt wird von Kathleen Mar (RIFS/GFZ) und Ralf Sussmann (KIT/IMK-IFU) geleitet, unter Beteiligung von GFZ, KIT, GEOMAR und AWI.