European Harmonization of Methods to Quantify Methane Emissions

Europaweite Harmonisierung von Messmethoden zur
Quantifizierung von CH4-Emissionen aus Biogasanlagen
Marlies Hrad & Marion Huber-Humer
Das Projekt METHARMO – European harmonization of methods to quantify methane emissions from biogas plants
Die anaerobe Behandlung von biogenen Abfällen in Vergärungsanlagen wird als nachhaltige Strategie zur Minderung von
anthropogenen Treibhausgasen beschrieben. Die Evaluierung eines eindeutig positiven Umweltnutzens ist jedoch insbesondere von
den Prozess- bzw. Lagerungsemissionen sowie technischen Verlusten bei der Nutzung oder Aufbereitung des produzierten Biogases
abhängig. Um anlagenspezifische Effizienzbewertungen bzw. -steigerungen zu ermöglichen sowie aussagekräftige Emissionsfaktoren
für Vergärungsanlagen abzuleiten, gilt es Treibhausgasemissionen (insbesondere Methanemissionen) verlässlich zu quantifizieren.
Bislang gibt es dafür keine standardisierte Vorgehensweise.
Das Forschungsprojekt „MetHarmo“ hat sich zum Ziel
gesetzt
verschiedene
(europaweit
eingesetzte)
Messmethoden zu vergleichen bzw. zu harmonisieren und
praxisorientierte Richtlinien abzuleiten. Um die Genauigkeit
der Methoden bestimmen zu können, werden VergleichsMesskampagnen durchgeführt, wobei konventionelle
Methoden zur Messung einzelner Emissionsquellen (z.B.
Einhausung,
Hauben)
sowie
innovative
Quantifizierungsansätze
zur
Bestimmung
der
Gesamtemission einer Anlage zum Einsatz kommen. Dazu
gehören bspw. die inverse Dispersionstechnik und die
dynamische Tracermethode in Kombination mit optischen
Fernmesssystemen, wie „open-path tunable diode laser
spectroscopy“ (OP-TDLS), „Cavity ring down spectroscopy“
(CRDS) oder „Differential absorption light detection and
ranging“ (DIAL) – siehe rechte Abbildung. Die ersten
Messkampagnen starten im Herbst 2016.
Punktmessung
Qualitativ
Gesamtemission
Inverse Dispersionstechnik (am ABF-BOKU)
+
+
Am Institut für Abfallwirtschaft wird derzeit die inverse Dispersionstechnik (unter Nutzung des Ausbreitungsmodells „LASAT“) in
Verbindung mit dem optischen Fernmesssystem OP-TDLS und meteorologischen Messungen für wissenschaftliche Fragestellungen
bei Deponien und anderen abfallwirtschaftlichen Anlagen (Biogasanlagen, Nachrotteflächen von MBAs, Kompostierungsanlagen, etc)
angewandt. Im Rahmen des Forschungsprojektes „Klimoneff“ wurde die Messmethode erstmals zur Quantifizierung der
Methanemissionen aus österreichischen Biogasanlagen und der Methanverluste aus diversen Anlagenteilen (z.B. offene Gärrestlager)
erfolgreich implementiert und angewandt (Hrad et al., 2014, 2015). Schlüsselfaktoren bei der Anwendung des Tools sind eine genaue
Messung der Gaskonzentrationen und meteorologische Bedingungen, repräsentative Instrumentenplatzierung sowie geeignete
meteorologische (z.B. ausreichend starke Windgeschwindigkeit) und topographischen Gegebenheiten.
Prinzip optische Fernmessung (OP-TDLS)
die Laserdiode ist mit einer spezifischen Wellenlänge auf
das zu quantifizierende Gas eingestellt (z.B. 1650 nm für
CH4)
die Absorptionslinie des Messgases liegt im nahen IRBereich und wird zwischen Laserdiode und Reflektor in
einer offenen Messstrecke gemessen (bis zu 500 m).
gemessenen Konzentrationen sind als räumliches Mittel
entlang der Messstrecke zu interpretieren (ppm*m = Produkt
aus Konzentration und Länge der Messstrecke)
NIR-Strahl
OP-TDLS
Reflektor
Emissionsquelle
Literatur:
Hrad, M., Piringer, M., Kamard, L., Baumann-Stanzer, K., Huber-Humer, M., 2014. Multisource emission retrieval within a biogas plant based on inverse dispersion calculations – a real-life example.
Environ. Monit. Assess. 186, 6251 – 6262.
Hrad, M., Piringer, M., Huber-Humer, M., 2015. Determining methane emissions from biogas plants – Operational and meteorological aspects. Bioresour. Technol. 191, 234 – 243.
Kontaktperson zum Poster:
DI Dr Marlies Hrad
Institut für Abfallwirtschaft (BOKU)
Muthgasse 107, 1190 Wien
[email protected]
Fördergeber:
Projektpartner: