Fachartikel

Gassensorik

Mit Drohnen gegen Methan

Mit Drohnen gegen Methan

Der Ausstoß schädlicher Gase gilt als Hauptursache des Klimawandels. Doch viele Emissionen sind nur schwer zu entdecken oder die Leckagen schlecht zugänglich. Mit Technik von Axetris auf Drohnen gelingt eine optimierte Emissionsüberwachung. 

 

Industrieanlagen sind meist gut mit stationären Gaswarnsystemen ausgerüstet, aber flüchtige Emissionen, schwer zugängliche Pipelines und Schiffe auf See sind schwierig zu überwachen. In diesen Fällen sind sogenannte “Schnüffeldrohnen” sehr nützlich. Das dänische Unternehmen Explicit hat sich auf genau diese Art der Emissionsüberwachung aus der Luft spezialisiert. 

Das 1998 gegründete Unternehmen Explicit hat es sich zur Aufgabe gemacht, bisherige Konzepte und Technologien zur Emissionsüberwachung zu optimieren. Die Neuentwicklungen von Explicit sind für unser Klima und unsere Luftqualität von entscheidender Bedeutung. Die Kundschaft profitiert von zuverlässigen Informationen über gemessene Emissionen. Je nach Anwendung kommen unterschiedliche Technologien zur Emissionsmessung zum Einsatz. Explicit arbeitet mit innovativen Lösungen aus der Sensorik, luftgestützten Plattformen und Messmethoden, um die geforderten Datenziele zu erreichen. Inzwischen hat Explicit mehrere Patente angemeldet und bereits internationale Anerkennung für die Lösungen zur Emissionsüberwachung erhalten. 

Herausforderungen  

Explicit konzentriert sich insbesondere auf flüchtige Emissionen, die meist schwierig zu messen sind. Deren Überwachung bietet für den Umweltschutz und die Luftqualität den größten Nutzen. Zu den Zielgasen gehören Methan (CH4), Kohlendioxid (CO2) und Ammoniak (NH3). Diese Gase können als flüchtige Emissionen in vielen Bereichen auftreten, zum Beispiel bei der Öl-, Gas- und Biogasproduktion, auf Deponien, in Kläranlagen und auf See als Methan-Schlupf aus LNG-Schiffen (Liquid Natural Gas). 

Bei der Messung von Emissionen mit Drohnen sind die Größe und das Gewicht der Sensorik von entscheidender Bedeutung. Denn diese Faktoren beeinflussen die Möglichkeiten zur Integration auf der Drohne und deren gesamte Flugzeit. Zudem sind die Konzentrationen der Gase sehr gering (im sub-ppm-Bereich) und die Flugbedingungen schaffen eine dynamische Messumgebung. Daher sind die Reaktionszeit des Sensors, eine niedrige Nachweisgrenze und eine robuste Konstruktion wichtige Faktoren bei der Wahl der passenden Sensorik. 

Optimale Lösung gefunden 

Auf einer Fachmesse entdeckte Jon Knudsen, CEO und CTO von Explicit, das Laser-Gasdetektionsmodul LGD Compact von Axetris zur Methandetektion. Er war sofort von der geringen Größe beeindruckt, die sich perfekt zur Integration auf Drohnen eignet. Mit einem Testgerät von Axetris konnte Explicit schnell mit der Systemintegration beginnen und erste Tests zur Quantifizierung von CH4-Emissionen aus Biogasproduktionsanlagen und zur Messung des Methan-Schlupfs aus LNG-Schiffsemissionen durchführen.  

Als Teil des Validierungsprozesses hat Explicit den LGD Compact unter Laborbedingungen mit gängigen Konkurrenztechnologien getestet. Der LGD Compact hat sowohl in den Labor- als auch in den Feldtests eine sehr überzeugende Messleistung in Bezug auf Genauigkeit, Nachweisgrenzen bis zu sub-ppm-Bereich, Linearität und Reaktionszeit gezeigt.  

Jon Knudsen ist begeistert: “Bei der Messung von Treibhausgasemissionen mit Drohnen stehen Sie vor drei großen Herausforderungen: Der Sensor muss leicht genug sein, um die Flugdauer nicht zu beeinträchtigen. Er muss robust genug sein, um nicht durch die Bewegungen der Drohne beeinträchtigt zu werden, und er muss einen Messbereich haben, der auch bei niedrigen Konzentrationen genaue Messwerte liefert. Der LGD Compact zur Messung von Methan erfüllt all diese Kriterien”. 

Weitere Projekte in Planung 

Explicit plant bereits weitere Anwendungen mit dem LGD Compact zur Emissionsmessung anderer Gase. Mittlerweile wurden die verfügbaren Gase für den LGD Compact auf NH3, CH4/CO2 und CH4/C2H6 erweitert. Alle Gase sind in der Umweltmesstechnik relevant und zudem Teil der Anwendungen von Explicit, weil das Unternehmen die Arten von Emissionsquellen erweitern und sein Portfolio an Emissionsüberwachungsdiensten ausbauen möchte. 

Autorin: Melanie Wahlers, Technical Marketing Manager, Axetris Schweiz 

Bilder: Explicit und Axetris 

Teilen
SENSOR+TEST 2024