Fossiles versus biogenes Methan
von Anita Idel
Inzwischen ermöglichen Eisbohrkerne, die atmosphärischen Konzentrationen von Methan (CH4) für die letzten 800.000 Jahre zu rekonstruieren. Bis zum Beginn des Industriezeitalters lag deren Amplitude im Minimum bei etwa 350 ppb (parts per billion) z.B. während des letzten Kältemaximums vor ca. 20.000 Jahren und im Maximum bei etwa 700 ppb in den warmen Interglazialen (und nie über 800 ppb). Nach den 2023 veröffentlichten Ergebnissen zweier Max-Planck-Institute bewirkte überwiegend die Ausdehnung tropischer Feuchtgebiete diesen Anstieg. Seit der Industrialisierung hat sich die Methan-Konzentration auf 1900 ppb erhöht und damit innerhalb von 200 Jahren mehr als verdoppelt (Crippa et al. 2025; Kleinen et al. 2023).
Methan (CH4) verbleibt durchschnittlich nur etwa 12 Jahre in der Atmosphäre, Lachgas (N2O) über 100 Jahre und Kohlendioxid (CO2) noch wesentlich länger. CH4 wirkt zwar während seiner kurzen Verweildauer besonders stark, aber CO2 und N2O heizen den Planeten besonders lange auf: über Jahrhunderte bis Jahrtausende.
Fossiles Methan und biogenes Methan sind unterscheidbar, weil ersteres kein radioaktives Kohlenstoff-Isotop (14-C) mehr enthält.
Von Rindern emittiertes biogenes Methan ist Bestandteil eines neutralen Zyklus (Leroy et al. 2026, University of California, Davis 2020; vgl. Artikel 9.9 Abschnitt 4). Dennoch drängen politische Entscheider darauf, die Zahl der Rinder drastisch zu verringern. So sollen die durch fossile Brennstoffe, speziell fossiles Methan, verursachten zusätzlichen Emissionen kompensiert werden. Aber letztere unterliegen weiterhin einer erheblichen Unterschätzung.
Seit 2006 wurde ein beschleunigter Anstieg von atmosphärischem CH4 festgestellt. Als ein wesentlicher Grund konnte fossiles CH4 durch Fracking identifiziert werden.
Warum nimmt fossiles Methan in der Atmosphäre zu?
Die fossilen Energieträger Kohle, Gas und Öl stammen aus 50 bis 400 Millionen Jahre alten Quellen im Erdinneren. Deshalb basieren sie nicht auf Energie, die jeweils aktuell aus der Photosynthese generiert wird. Die durch diese fossile Energie verursachten Emissionen führen immer zu einer zusätzlichen Anreicherung von Treibhausgasen in der Atmosphäre.
Seit Beginn der Industrialisierung hat sich die Menge an fossilem Methan (CH4) in der Atmosphäre mehr als verdoppelt (Kleinen et al. 2023). CH4 entweicht bei der Nutzung aller fossilen Brennstoffe. Ein wesentlicher Teil davon wird weiterhin willentlich abgelassen bzw. abgefackelt: sowohl bei der Öl- und Kohlegewinnung vor Ort als auch aus Produktionsanlagen.
Seit 2006 wurde ein beschleunigter Anstieg von atmosphärischem CH4 festgestellt. Als ein wesentlicher Grund konnte fossiles CH4 durch Fracking identifiziert werden: Dabei wird ein teilweise hochgiftiges und umweltschädliches Chemikaliengemisch in tiefe Gesteinsschichten gepresst, um Öl und Gas aus den erzeugten Rissen zu gewinnen. Dabei entgeht den Auffangsystemen ein erheblicher Teil (Leahy et al. 2019; zum Anstieg des biogenen Methans vgl. diesen Artikel Abschnitt 5).
Die Daten über fossile CH4-Emissionen durch Leckagen und willentliches Ablassen müssen von den Öl-, Kohle- und Gaskonzernen selbst gemeldet werden. Die damit verbundene Intransparenz wird zunehmend kritisiert, umso mehr, als Monitoring durch Vor-Ort-Messungen von Emissionen im Vergleich dazu erhebliche Diskrepanzen aufweist (Zavala-Araiza et al. 2021; Saunois et al. 2020 – vgl. 9.9 Abschnitt 2).
Zudem verschärft ein Feedback-Mechanismus den Anstieg von Methan in der Atmosphäre: Denn erhöhte CH4-Konzentrationen führen zu einer Abnahme der für den CH4-Abbau verantwortlichen Moleküle (Hydroxyl Radikale) (O’Connor et al. 2010, Voulgarakis et al. 2013). Darüber hinaus verringert Luftverschmutzung den Abbau von Methan (He et al. 2026; Mar et al. 2022).
Die Freisetzung von fossilem Methan erfolgt im Normbetrieb – und häufig willentlich.
Warum werden Emissionen von fossilem Methan so erheblich unterschätzt?
In den Fokus der Öffentlichkeit gerieten Emissionen von fossilem Methan lange nur anlässlich von Unfällen.
Aber die Freisetzung von fossilem Methan (Leckagen) erfolgt im Normbetrieb – und häufig willentlich: bei Bohrung, Förderung und Transport sowie bei seiner Verwendung als Energiequelle in Industrieanlagen. Die Daten zu diesen Emissionen erhebt die fossile Industrie selbst und meldet sie an die staatlichen Stellen.
2019 veröffentlichte u.a. die Cornell University, dass mehrjährige Hochpräzisionsmessungen von Anlagen zur Produktion von Stickstoff-Dünger (Haber-Bosch-Verfahren) Methanemissionen ergaben, die 100-fach über den von der Industrie gemeldeten Werten lagen (Zhou et al. 2019).
Erst seit 2024 regelt eine EU-Methan-Verordnung (Umweltbundesamt 2026, Europäisches Parlament und EU-Rat 2024), welche Messverfahren die Industrie für die fossilen Energieträger Kohle, Gas und Öl anwenden und wie sie die Ergebnisse offenlegen muss. Aber die Verordnung gilt nicht für Produktionsanlagen – und somit auch nicht für das für landwirtschaftliche fossile Emissionen so relevante Haber-Bosch-Verfahren (vgl. 9.9 Abschnitt 6).
2025 veröffentlichten die Deutsche Umwelthilfe (DUH) und die Clean Air Taskforce (CATF) aktuelle Untersuchungsergebnisse: 17 von 26 analysierten Anlagen der fossilen Gasinfrastruktur in Niedersachsen, Bremen und Hamburg emittierten Methan in erheblichem Ausmaß: aus Leckagen und zudem durch willentliches routinemäßiges sog. Ausblasen (Deutsche Umwelthilfe 2025).
Eisbohrkerne ermöglichen einen Einblick in das Ausmaß der Methan-Emissionen.
Fossiles Methan – wie Eisbohrkerne aufklären und AKWs verwirren
Einen weiteren sehr grundsätzlichen Einblick in das Ausmaß der Methan-Emissionen (CH4) ermöglichen Eisbohrkerne. Sie belegen die massive Unterschätzung des Anstiegs seit der Industrialisierung. Denn Forschungsergebnisse verweisen darauf, dass die Methan-Werte aus vorindustrieller Zeit bisher erheblich zu hoch geschätzt wurden. Entsprechend wurde die Diskrepanz zwischen den damaligen und den heutigen Methan-Emissionen viel zu gering errechnet. Konkret deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die Methan-Konzentration in der Atmosphäre und somit die fossilen Methan-Emissionen seit der Industrialisierung um 25 bis 40 Prozent unterschätzt werden (National Environmental Satellite, Data, and Information Service 2023).
Im Rahmen dieser Studien wird auf ein weiteres Problem verwiesen. Seit Mitte des 20. Jahrhunderts emittieren Atomkraftwerke fossiles Methan. Aber dieses ist durch eine chemische Reaktion im Reaktor so verändert, dass es mit der üblichen ¹⁴C-Methode nicht von biogenem Methan zu unterscheiden ist. Das Problem, wonach diese fossilen Methan-Emissionen dem biogenen Methan zugerechnet werden, ist schon lange bekannt (Eisma et al. 1995). Aber weiterhin wird das Ausmaß dieser fossilen CH4-Emissionen nur unzureichend quantifiziert und bewertet (Hmiel et al. 2020).
Wie verläuft der Kreislauf des biogenen Methans bei Wiederkäuern?
Der Zyklus des biogenen Methans ist bezogen auf Rinder neutral, denn die Menge an Kohlenstoff (C) bleibt gleich: Im Rahmen der Photosynthese entnehmen Pflanzen Kohlendioxyd (CO2) aus der Atmosphäre und bauen damit ihre Biomasse auf. Rinder nehmen dann mit dem Futter den aus dem ursprünglichen CO2 stammenden Kohlenstoff auf. Anschließend erfolgt im Pansen die Methanogenese: Mikroorganismen (Archaeen) bauen den pflanzlichen Zellstoff (Zellulose) ab, dabei entsteht CH4. Dieses biogene Methan rülpsen die Wiederkäuer aus (Ruktus). In der Atmosphäre bauen Moleküle (Hydroxyl Radikale OH) Methan nach circa 12 Jahren wieder zu CO2 um (Leroy et al. 2026, Michel-Berger 2026, University of California, Davis 2020).
Dieser in der Bilanz ausgeglichene Kreislauf gilt für das biogene Methan der Rinder. Er darf nicht mit einer Klimabilanz verwechselt werden. Denn für eine Klimabilanz müssen alle Klimagase eines Agrarsystems einbezogen werden.
So ist für das Ackerfutter zusätzliche Energie erforderlich. Dazu zählt die Herstellung und Anwendung von Dünger, Saatgut, Pestiziden und Agrartechnik, wenn Rinder durch Hochleistungszucht zu Nahrungskonkurrenten gemacht werden (siehe Artikel 6.1).
Das gilt insbesondere für den mit fossilem Methan energieaufwändig hergestellten chemisch-synthetischen Stickstoffdünger. Hinzu kommt, dass bei seiner Anwendung auf dem Acker Lachgas-Emissionen (N2O) entstehen (Idel und Fuchs 2025, Department of Energy, Environment and Climate Action 2023).
Deshalb führen Studienergebnisse zur Klimarelevanz der Milch- und Rindfleischproduktion zu falschen und irreführenden Schlussfolgerungen, wenn sie auf Methan beschränkt sind (Idel 2024-10; vgl. Artikel 9.8).
Warum nehmen Emissionen von biogenem Methan zu?
Moorböden werden durch Entwässerung zu einer erheblichen Quelle der Treibhausgase Kohlendioxid (CO2) und Lachgas (N2O). Zudem entsteht biogenes Methan (CH4) unter den in den Abwassergräben herrschenden Sauerstoff armen Bedingungen. Denn Mikroorganismen (Archaeen) bauen dort organische Substanz ab (Vgl. Artikel zu Moorböden).
Der Klimawandel forciert diese Entwicklung dramatisch, da sich Jahrtausende alte Permafrostböden erwärmen und sukzessive auftauen. So weiten sich Feuchtgebiete aus und emittieren durch den mikrobiellen Abbau organischer Substanz unter Sauerstoff armen Bedingungen biogenes CH4. Das bewirkt einen Spiraleffekt. Denn die durch die vermehrte Zersetzung von organischer Substanz erhöhten Emissionen beschleunigen das Tauen der Permafrostböden (Kleinen et al. 2023, Nisbet et al. 2023, Knoblauch et al. 2018, Schneider von Deimling 2012).
Eine weitere bisher unterschätzte Quelle für biogenes Methan sind Biogasanlagen. Wie auch bei Produktionsprozessen mit fossilem Methan verursachen absichtliche Ausleitungen und baulich bedingte Leckagen erhebliche – hier biogene – CH4-Emissionen (Liebetrau et al. 2017). Auch für Deutschland verweisen im Rahmen eines Europa-weiten Projektes ermittelte Daten auf relevante Methanleckagen (European Environment Agency EEA 2026, Deutsche Umwelthilfe DUH 2025).
Bei der Fütterung von Hoch- und Höchstleistungsrindern wird auf Kosten der Weidehaltung meist artenarme Gras- und Mais-Silage verfüttert. Dann entfällt in der Fütterung der natürliche Effekt, die Menge des im Pansen durch die Mikroorganismen (Archaeen) erzeugten biogenen CH4 zu verringern. Denn das erfordert die Kräutervielfalt, die naturnahe Weiden bieten und auch vielfältige Mischungen in Fruchtfolgen bieten können (Lozza et al. 2021, vgl. Artikel 9.8).
Trotz ihrer erheblichen Emissionen sind Produktionsanlagen nicht Bestandteil der EU-Methan-Verordnung.
Die EU-Methan-Verordnung erfasst mineralischen Stickstoffdünger nicht
Trotz ihrer erheblichen Emissionen sind Produktionsanlagen nicht Bestandteil der 2024 in Kraft getretenen EU-Methan-Verordnung (Europäisches Parlament und EU-Rat 2024).
Nicht berücksichtigt werden deshalb auch die Emissionen bei der Herstellung von mineralischem Stickstoffdünger nach dem Haber-Bosch-Verfahren. Das Verfahren verwendet als Energiequelle für die Produktion von Ammoniak (NH3) fossiles Methan (CH4) (Idel und Fuchs 2025). Denn CH4 bietet für die Ammoniaksynthese mehr Wasserstoff (H) als Kohle und Öl.
Diese fossilen Methan-Emissionen entstehen zu einem erheblichen Teil außerhalb der EU; denn viele Produktionsanlagen befinden sich häufig in räumlicher Nähe zu Erdölquellen – wie am Persischen Golf. Produktionsemissionen werden somit unabhängig vom Ort ihrer Entstehung (innerhalb oder außerhalb der EU) in der EU-Verordnung nicht berechnet.
Hingegen sollten laut EU-Methan-Verordnung künftig alle sog. Vorkettenemissionen von fossilem Methan einbezogen werden. Sie entstehen aus Rohöl, Erdgas und Kohle – bei Gewinnung, Aufbereitung, Transport und Speicherung – und sollten unabhängig vom Ort ihrer Entstehung berechnet werden. Die sog. Importpflichten sehen bei Verstößen Sanktionen gegen Betreiber und Importeure vor. Seit Sommer 2026 versuchen EU-Mitgliedsstaaten, maßgeblich auch Deutschland, die geplante Umsetzung des EU-Rechts diesbezüglich aufzuweichen (Bayerische Staatsregierung 2026).
Fazit
Über Jahrhunderttausende schwankte die globale Methankonzentration mit weitgehender Konstanz: Das Minimum der Kaltzeiten (Glaziale) lag bei circa 300 ppb und das Maximum der Warmzeiten (Interglaziale) bei circa 730 ppb. Bei Erwärmung entsteht die Hauptmenge jeweils durch gesteigerte mikrobielle Aktivität, wenn sich tropische Feuchtgebiete ausbreiten und Permafrostböden auftauen.
Noch im Jahr 1780 betrug die globale Methankonzentration weiterhin circa 730 ppb. Dann katapultierte die Industrialisierung sie innerhalb von nur 200 Jahren – anfangs über 850 bis 900 ppb im Jahr 1900 und dann über 1.200 ppb im Jahr 1950 – mit 1.550 bis 1.600 ppb auf mehr als das Doppelte im Jahr 1980.
Diese Entwicklung basierte wesentlich auf dem Einsatz fossiler Energie. Als deren direkte Wirkung führte die Verwendung von Kohle, Öl und Gas zu fossilen Methan-Emissionen – auch in der Landwirtschaft. Als deren indirekte Wirkung stiegen biogene Methan-Emissionen zusätzlich an: durch die Erhöhung der Rinderbestände und den Nassreisanbau. Inzwischen kommen fossile und biogene Methan-Emissionen aus Abfallhalden hinzu.
Seit 1990 tragen Methan-Emissionen global mit 16 bis 20 Prozent zur heutigen Erderwärmung bei.
Die Klimaziele zu erreichen, erfordert systemische Ansätze. Um angemessene Maßnahmen zu verfolgen, müssen die Emissionsquellen der Treibhausgase CO2, CH4 und N2O und deren tatsächliche Größenordnung ehrlich wissenschaftsbasiert bilanziert und im Kontext ihrer Genese bewertet werden.
Den Anspruch, Agrarsysteme vergleichend zu bewerten, verfehlt der einseitige Fokus auf Rinder: Deren Anzahl soll reduziert werden, um ein einzelnes Klimagas – das biogene Methan – zu verringern. Unter Betrachtung aller Faktoren sind vorrangig die fossilen Methanquellen zu reduzieren.
Dennoch: Methanemissionen aus der Rinderhaltung lassen sich verringern – durch die züchterische Ausrichtung auf Weidetauglichkeit und die Fütterung von artenreichem Gras und Heu (statt Nahrungskonkurrenz durch Kraftfutter).
Weidebasierter Systeme bieten zudem Potenziale für Bodenfruchtbarkeit, Biodiversität, Ernährungssicherheit, funktionsfähige Landschaftswasserhaushalte sowie den Erhalt und die Förderung von Kohlenstoffspeichern in den Böden. Deshalb gilt auch in diesem Zusammenhang: Die Kuh auf der Weide bleibt ein notwendiger Bestandteil einer nachhaltigen multifunktionalen Landnutzung.
Autorin
Anita Idel
Dr. med vet. Anita Idel ist freie Wissenschaftlerin, Lehrbeauftragte und Wirtschaftsmediatorin. Sie war Mitbegründerin u.a. der Arbeitsgemeinschaft Kritische Tiermedizin (AGKT) 1982 und des Gen-ethischen Netzwerks (GeN) 1986, war Lead-Autorin des UN-Weltagrarberichtes (IAASTD) 2005 bis 2009 und engagiert sich u.a. in der Vereinigung Deutscher Wissenschaftler (VDW). A.I. arbeitet aus evolutionsbiologischer und kulturhistorischer Perspektive zur Koevolution von Grasland und Weidetieren – dem Potenzial nachhaltiger Beweidung für Bodenfruchtbarkeit, biologische Vielfalt, Klimaentlastung und (Welt-)Ernährung.
Kontakt
www.anita-idel.de
Hier finden Sie die verwendeten Quellen
Quellenangaben
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- Crippa, M., Guizzardi, D., Pagani, F., Banja, M., Muntean, M. et al., GHG emissions of all world countries – 2025 Report, Publications Office of the European Union, Luxembourg, 2025, doi:10.2760/9816914
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