In Zeiten der Coronakrise scheinen auf den ersten Blick alle anderen Probleme, die diese Welt hat, in den Hintergrund gerückt zu sein. Auch der Klimaschutz. Dem ist aber ganz und gar nicht so. Das ISWA-Team der Universität Stuttgart arbeitet aktuell daran, die Konzentration schädlicher Emissionen in der Luft umfassender zu erfassen und deren Ausbreitung genauer zu modellieren. Als Beispiel nennen die Forscher Treibhausgase wie Methan, Lachgas oder Kohlendioxid, die von Betrieben wie Mülldeponien oder Biogasanlagen ausgehen.
Diese Erfassung geschieht mit einer Schwerlastdrohne und einer Infrarot-Messmethode, der so genannten Fourier-Transformationsspektroskopie (FTIR). Sie wird unter anderem bei Biogas- oder Kompostierungsanlagen, Viehzuchtbetrieben bis hin zur Vermessung von Stauseen angewendet. Bisher wurden die Emissionen immer durch punktuelle Messungen in der Anlage selbst oder an Messstrecken auf der Windschatten-Seite der Anlage erfasst und die Gesamtemissionen dann hochgerechnet. Solche Messungen seien jedoch für gezielte und effektive Klimaschutzmaßnahmen zu ungenau, sagen Wissenschaftler.
„Was wir brauchen, ist eine Messmethode, mit der wir die Abgasfahne in allen Höhen und bei unterschiedlichen Windverhältnissen erfassen und modellieren können“, erklären Imke Wessel und Martin Reiser vom Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft der Universität Stuttgart. Die Methode mit der Drohne in Kombination mit gekoppelter FTIR ist ein Schritt in diese Richtung.
Zwei bis drei Stunden ein paar Mal im Jahr
Das neue Messsystem könne flexibel zu jedem beliebigen Punkt in variabler Höhe getragen werden und eine oder mehrere Emissionsquellen umkreisen, erklären die Wissenschaftler. „Dies ermöglicht ein gezieltes und detailliertes Vermessen der Abgasfahne selbst sowie der Hintergrundkonzentrationen.“ Außerdem sind die Messflüge nicht sehr zeitaufwändig, denn es genügen zwei bis drei Stunden an wenigen Tagen im Jahr.
Dass System wurde möglich, da die Tragkapazität von Schwerlastdrohnen in jüngster Zeit weiter gestiegen ist und außerdem seit Kurzem ein leichtes, nicht einmal zehn Kilo schweres, „vollwertiges“ FTIR verfügbar ist. Momentan ist die Drohne bei einem Forschungsvorhaben zur „messtechnischen Überprüfung des Erfolgs von Klimaschutzprojekten an Abfalldeponien“ (MÜDSE) im Einsatz, das durch das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg gefördert wird.
Als nächstes sollen weitere Forschungsarbeiten klären, „welche Anpassungen bei der Modellierung der Gasausbreitung beziehungsweise der Rückrechnung auf die tatsächlich emittierte Fracht der Treibhausgase zu machen sind.“
Titelbild: Schwerlastdrohne mit portablem FTIR-Spektrometer. Foto: exabotix
