smartCO2

A roadmap towards smart EO services for CO2 inventorying and control

Programm / Ausschreibung ASAP, ASAP, ASAP 17. Ausschreibung (2020) Status laufend
Projektstart 01.05.2021 Projektende 30.04.2022
Zeitraum 2021 - 2022 Projektlaufzeit 12 Monate
Keywords co2, ghg reporting, carbon monitoring, CO2M, Sentinel-7

Projektbeschreibung

Die Präsidentin der Europäischen Kommission, Ursula von der Leyen, erklärte, dass es das Ziel Europas sei bis 2050 der erste klimaneutrale Kontinent der Welt zu sein und die Treibhausgasemissionen der EU bis 2030 um mindestens 55% zu reduzieren. Um dieses Ziel zu erreichen und die internationale Verpflichtung aus dem Pariser Abkommen zu erfüllen, sind Maßnahmen in allen Wirtschaftssektoren erforderlich. Die Länder, die der UNFCCC Bericht erstatten, müssen jährliche nationale Inventarberichte erstellen, in denen über sechs Landnutzungskategorien (Waldland, Ackerland, Grasland, Feuchtgebiete, Siedlungen, sonstige Flächen) und ihre Veränderungen, sowie ihre Schwellenwerte für Treibhausgasemissionen, berichtet wird. Bislang verwenden globale Modelle und nationale THG-Inventare unterschiedliche Methoden zur Schätzung der anthropogenen CO2-Emissionen, was zu heterogenen Ansätzen auf nationaler Ebene führt.
Mit der europäischen Vorreiterinitiative Copernicus werden bereits LULC-Daten auf freier und offener Basis generiert. Jedoch werden räumlich und thematisch detailliertere LULC-Daten von der öffentlichen Verwaltung benötigt. Mit der Realisierung der neuen CO2Monitoring Mission (CO2M) wird das europäische Copernicus-Programm um zwei Satelliten erweitert, die eine Quantifizierung der anthropogenen CO2-Emissionen und deren Trends ermöglichen sollen. Das Ziel von CO2M ist die Bereitstellung einer unabhängigen Informationsquelle, um die globale Bestandsaufnahme der Treibhausgasemissionen zu ermöglichen, verifizieren und konsolidieren. Die größte Herausforderung für die Anwendung der CO2M-Daten wird darin bestehen, dass bisher nicht bekannt ist, welche Kategorien von CO2 Senken oder Quellen gemessen wird und somit Bestandskategorie verbunden ist.
Die geplante ASAP17-Sondierungsstudie smartCO2 zielt darauf ab, die Anforderungen, Lücken und Herausforderungen für eine Inventarisierung von Senken- oder Quellenkategorien auf lokaler Ebene für öffentliche und kommerzielle Anwendungen zu evaluieren. Das Thema soll von österreichischen und internationalen Experten aus der technischen, sozialen und wirtschaftlichen Dimension untersucht und dokumentiert werden.
In einer einzigartigen Zusammenarbeit zwischen der österreichischen (GeoVille) und kanadischen EO-Industrie (GHGSAT) soll eine Lösung für die Anforderungen der nationalen THG-Meldebehörden, d.h. des Umweltbundesamtes (UBA), erarbeitet werden. Gemeinsam mit unserem Hauptnutzer UBA und unserem Partner JOANNEUM RESEARCH werden wir diese Schlüsselanforderungen für die nationale Berichterstattung analysieren und sammeln.
Zusätzlich zum Aspekt der Treibhausgasberichterstattung wird das Konsortium von smartCO2 einen zweiten Schwerpunkt auf die Evaluierung von Kohlenstoffhandelsmärkten legen, mit besonderem Schwerpunkt auf Waldkohlenstoff. Zusammen mit dem Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) werden wir das Potenzial für die Einrichtung eines Kontroll- und Verifikationsdienstes für den Wald-Kohlenstoffausgleichsmarkt evaluieren.
Das Hauptziel von smartCO2 ist es, die Grundlage für die Entwicklung und Demonstration von CO2M-Diensten im Bereich Überwachung (Monitoring), Inventarisierung (Inventory) und Verifizierung (Control) zu schaffen.
Damit würde smartCO2 einen bedeutenden Mehrwert für die CO2M-Mission und eine direkte Anwendbarkeit schaffen. smartCO2 wird dem österreichische Erdbeobachtungssektor sowie den Forschern im Bereich CO2 einen kompetitiven Vorteil verschaffen, sowie sie an die Spitze der Entwicklungen von Lösungsansätzen für eine der zentralen gesellschaftlichen Herausforderungen des Jahrhunderts stellen.

Abstract

The President of the European Commission, Ursula von der Leyen, stated that the aim of Europe is to be the first climate neutral continent in the world, by 2050 and to cut EU greenhouse gas emissions by at least 55% by 2030. To achieve this goal and to fulfil the international commitment under the Paris Agreement, actions in all sectors of the economy will be required. Countries reporting to the UNFCCC must prepare annual National Inventory Reports, reporting on six land use categories (Forestland, Cropland, Grassland, Wetland, Settlements, Other land) and changes and their threshold GHG emissions. So far, global models and national GHG inventories use different methods to estimate anthropogenic CO2 emissions and removals, leading to heterogeneous national approaches.
With the European flagship initiative Copernicus, a core set of LULC data is generated on a free and open basis. However, spatially and thematically more detailed LULC data, is required by departments of public administration. With the realisation of the new Copernicus CO2Monitoring Mission (CO2M) the European Copernicus program will be extended by two satellites, which shall enable the quantification of anthropogenic CO2 emissions and their trends. The ultimate goal of CO2M is to provide an independent information source to enable, verify and consolidate the global stock takes of GHG emissions. The major challenge for the application of the CO2M data will be that it is not known which category of sink or source is being measured, hence no inventory category is associated with the S-7 Level-2 data.
The envisaged ASAP17 exploratory project smartCO2 aims at evaluating the requirements, gaps and challenges for being able to inventory (i.e. localize and classify) sink or source categories at local scale (Sentinel-2 resolution) for public and commercial applications. The topic shall be studied and documented by Austrian and international experts from a technical, social and economic dimension.
In a unique collaboration between the Austrian (GeoVille) and Canadian EO industry (GHGSAT), a solution shall be designed for requirements by national GHG reporting agencies, i.e. Umweltbundesamt (UBA). Together with our key user UBA and our partner JOANNEUM RESEARCH we will analyse and gather those key requirements for the national reporting.
Additionally, to the GHG reporting aspect, the consortia of smartCO2 will put a second emphasis on the evaluation of carbon trade off markets, with a special focus on forest carbon. Together with the Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK) we will evaluate the potential for establishing a forest carbon offset market controlling and verification service.
The ultimate future goal of smartCO2 is to establish the baseline for developing and demonstrating online CO2M monitoring, inventory converter and control services.
smartCO2 would thereby add significant value to the CO2M mission enabling direct applicability for building and verifying national inventories as well as improved monitoring and control of heavy energy emitters. smartCO2 will put the Austrian EO industry as well as CO2 researchers at the forefront of solution providers to one of the core societal challenges of the century.