In tijden van de corona lijken alle andere problemen waar deze wereld mee te maken heeft, op het eerste gezicht op de lange baan geschoven, zelfs als het gaat om de bescherming van het klimaat. Maar op sommige plekken wordt hard doorgewerkt aan methoden om de echte impact van dat probleem in kaart te brengen. Het ISAW-team van de Universiteit van Stuttgart werkt momenteel aan een diepgaand onderzoek naar de concentraties van schadelijke emissies in de lucht en aan een nauwkeurigere modellering van de verspreiding ervan. Het gaat daarbij bijvoorbeeld om broeikasgassen zoals methaan, lachgas of kooldioxide, die worden uitgestoten door bedrijven, vuilnisbelten of biogasinstallaties.
Deze emissies worden geregistreerd met behulp van een heavy lift drone en een infrarood meetmethode die bekend staat als Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Het wordt onder andere gebruikt in biogas- of composteringsinstallaties, veehouderijen en ook voor het meten van reservoirs. Tot nu toe werden de emissies altijd geregistreerd door steekproefsgewijze metingen in de installatie zelf of op meetpunten aan de slipzijde van de installatie en vervolgens door extrapolatie van de totale emissies. Wetenschappers zeggen echter dat dit soort metingen echt te onnauwkeurig zijn voor gerichte en effectieve maatregelen ter bescherming van het klimaat.
“Wat we nodig hebben is een meetmethode die ons in staat stelt om de gaspluim op alle hoogtes en onder verschillende windomstandigheden te registreren en te modelleren,” leggen Imke Wessel en Martin Reiser van de Institute for Sanitary Engineering, Water Quality and Solid Waste Management (ISWA) van de Universiteit van Stuttgart uit. De dronemethode in combinatie met de gekoppelde FTIR is een stap in deze richting.
Een model dat gebruikt wordt om de sterkte van het methaan dat bij de bron op een stortplaats wordt uitgestoten te kwantificeren. Foto: Universiteit van Stuttgart/ISWA.
Twee tot drie uur voor een paar dagen per jaar
Het nieuwe meetsysteem kan eenvoudig worden geïmplementeerd op elk punt of elke hoogte en kan een of meer emissiebronnen omvatten, zo leggen de wetenschappers uit. “Dit maakt een gerichte en gedetailleerde meting van de gaspluim zelf en de atmosferische concentraties mogelijk. Bovendien zijn de metingen niet erg tijdrovend, omdat twee tot drie uur gedurende een paar dagen per jaar meer dan genoeg zijn.
Dit systeem werd een haalbare optie omdat het draagvermogen van de heavy lift drones de laatste tijd fors is verbeterd. Bovendien werd nog niet zo lang geleden een lichte, volledig operationele FTIR met een gewicht van iets minder dan 10 kg geïntroduceerd. De drone wordt momenteel gebruikt in een onderzoeksproject voor de “metrologische verificatie van de effectiviteit van klimaatbeschermingsprojecten op afvalstortplaatsen” (MÜDSE). Het project wordt gefinancierd door het Duitse Ministerie van Milieu, Klimaatbescherming en de Energiesector in Baden-Württemberg.
De volgende stap is het uitvoeren van verder onderzoek om te verduidelijken “welke aanpassingen moeten worden gedaan bij het modelleren van de gasverspreiding of het berekenen van de werkelijke hoeveelheid uitgestoten broeikasgassen”.
Hoofdfoto: Zware liftdrone met draagbare FTIR-spectrometer. Foto © exabotix
