Hinweise für Landwirte aus dem All

Auch für eine bedarfsgerechte Planung von Biomasse-Anbauflächen hilft die Fernerkundung aus dem Orbit. Im Rahmen des europäischen Copernicus-Programms tasten die Satellitenpaare Sentinel-1 und Sentinel-2 die Erdoberfläche im sichtbaren und infraroten Spektralbereich sowie mit Radar ab.

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In 700 bis 800 Kilometern Höhe umkreisen die Sentinel-Satelliten den Erdball jeweils in etwa 100 Minuten, liefern hochaufgelöste Flächendaten vor allem von Europa, Kanada und den Polregionen. Ergänzend werden noch Messdaten der fünf, etwas älteren Rapid-Eye-Satelliten genutzt, die mit optischen Systemen im sichtbaren und nahen infraroten Spektralbereich ausgestattet sind.

"Mit diesen Daten können wir ein Flächenmonitoring betreiben und dabei Menge und Art von Biomasse abschätzen", sagt Stefanie Schrader, DLR-Forscherin und Koordinatorin des Forschungsprojekts COP4EE - Satellitenbildgestützte Dienste zum Einsatz von erneuerbaren Energien.

Copernicus hilft Landwirten bei der Planung

Ein Ziel des Projekts ist es, Anbauflächen und Art der Biomasse-Kulturen für eine ausgewählte Region optimal planen zu können. Dabei spielen nicht nur die Qualität der Böden für das Wachstum, sondern auch der Wärmebedarf benachbarter Kommunen und sogar Entfernungen zum nächstgelegenen Biomasse-Kraftwerk eine wichtige Rolle. "Wir können beispielsweise Frucht- und Baumarten sowie die Wachstumsgeschwindigkeiten bestimmen", sagt Schrader.

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Als Testregion für ihre auf Satellitendaten gestützte Analyse des Biomassepotenzials wählten Schrader und ihre Kollegen eine Region in Rheinland-Pfalz rund um Trier. In dem Forschungsprojekt entstanden so hochaufgelöste Karten, in denen die idealen Flächen für Wälder, Mais- oder Rapsanbauflächen, aber auch gute Standorte für Wind- und Solaranlagen zu erkennen sind.

"Die richtige Pflanze an der richtigen Stelle und nicht zu weit von einer Biogasanlage entfernt", gibt Schrader ein Beispiel, wie die bearbeiteten Satellitendaten zu nutzen wären. Für diese Analysen hat die DLR-Forscherin besonders das Zusammenspiel der verschiedenen regenerativen Energieformen einerseits und andererseits den jeweiligen Strom- und Wärmebedarf der Bevölkerung im Blick.

"Damit erhalten Kommunen wichtige Informationen, wie sie nachhaltig eine vollständige Versorgung mit erneuerbaren Energien erreichen könnten", sagt Schrader. Kommendes Jahr findet das Projekt COP4EE seinen Abschluss. Ein Nachfolgeprojekt startet direkt im Anschluss. Weiterhin sind Dialogforen mit weiteren Kommunen vorgesehen. Und es ist wahrscheinlich, dass diese satellitengestützte Methodik auf andere Regionen ausgeweitet werden wird.

Satelliten erfassen die Auswirkungen des Klimawandels

Die vielen Fernerkundungsmethoden - vom Radar über Laser bis zur Spektralkamera - unterstützen aber nicht nur den Ausbau der erneuerbaren Energien immer besser. Eigens konstruierte Satelliten werden zunehmend auch analysieren, was der Umbau der Energiesysteme für das Erdklima bringt. Im Rahmen des Copernicus-Programms zeigen die Satellitendaten etwa sich verlagernde Vegetationszonen oder die Eisschmelze an den Polen oder von Gebirgsgletschern.

Der Nasa-Satellit Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2) beispielsweise analysiert seit 2014 mit eigens entwickelten Spektrometern an Bord die zunehmende CO2-Konzentration in der Atmosphäre. In Europa ist ein noch genaueres CO2-Monitoring mit einem Lidar-System ähnlich wie auf Aeolus angedacht. Und der deutsch-französische Satellit Methane Remote Sensing Lidar Mission (Merlin) soll ebenfalls mit einem Lidar-System die Konzentration des vielfach wirksameren Klimagases Methan in der Erdatmosphäre messen. Wie mit dem Wind-Lidar-Satelliten Aeolus werden damit neue Potenziale der Fernerkundung ausgelotet. Geplanter Start: 2020.

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