Emissionsbewertung von biologischen Abfallbehandlungsanlagen mittels optischer Fernmesstechnik

Zusammenfassung

Die Messung von Treibhausgasemissionen bei biologischen Abfallbehandlungsanlagen, insbesondere von Methan (CH₄), stellt eine wichtige Voraussetzung dar, die Relevanz dieser Emissionen verlässlich zu beurteilen bzw. auch Maßnahmen zu rechtfertigen, um diese Emissionen vermeiden zu können. Bei der Erhebung emittierter Methanfrachten sind vor allem jene Standorte problematisch, bei denen große Mengen an diffusen Emissionen auftreten, da diese messtechnisch bisher nur mit sehr hohem Aufwand oder überhaupt ungenügend quantifizierbar sind. Am Institut für Abfallwirtschaft (Universität für Bodenkultur Wien) wird derzeit eine mikrometeorologische Methode in Verbindung mit einem optischen Fernmessgerät (open-path Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy – OP-TDLS) für emissionsrelevante Fragestellungen bei Deponien und anderen abfallwirtschaftlichen Anlagen (Biogasanlagen, Nachrotteflächen von mechanisch-biologischen Abfallbehandlungsanlagen, Kompostierungsanlagen etc.) angewandt. Anhand von zwei Fallstudien wird das Potenzial dieser Quantifizierungsmethode zur Emissionsbewertung von Kompost- bzw. Vergärungsanlagen dargestellt. Mithilfe dieser Methode können große Flächen schnell optisch abgescannt werden, ohne die Gasflüsse an der Oberfläche bzw. Austrittsstelle zu beeinflussen. Die Ergebnisse zeigen, dass die CH₄-Freisetzung von Biogasanlagen bzw. Kompostwerken im Tagesverlauf stark schwankt. Aufgrund der langen Messperioden konnten die Emissionen sowohl betriebstechnisch als auch meteorologisch interpretiert werden. Verglichen mit herkömmlichen, punktuellen Messmethoden (z. B. Haubenmessung) konnten diffuse und temporäre Quellen durch das optische Fernmesssystem einfacher und über einen längeren Zeitraum hinweg erfasst werden.

Abstract

Measuring greenhouse gas emissions at biological waste treatment facilities, especially methane (CH₄), represents an important precondition for reliably assessing the relevance of these emissions, and for justifying measures to avoid their release. In the context of recording emitted methane loads, sites characterized by large quantities of diffuse emissions are highly problematic, as to date it has been extremely difficult from a technical perspective to measure them with an acceptable degree of accuracy. A micrometeorological method in combination with an optical remote sensing system (open-path Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy—OP-TDLS) is currently being used to address emission-relevant questions concerning landfills and other waste management sites (biogas plants, composting areas at mechanical-biological waste treatment facilities, composting facilities, etc.) at the Institute of Waste Management (Vienna University of Natural Resources and Life Sciences). The potential offered by this method for measuring emissions at composting and anaerobic digestion facilities is illustrated on the basis of two case studies. The method allows large areas to be quickly scanned without affecting gas flows on the surface/at the outlet. The results indicate that the amount of CH₄ released by biogas plants and composting facilities fluctuates considerably in the course of a day. Given the comparatively long measurement periods, it was possible to interpret the emissions from both operational and meteorological perspectives. In comparison with conventional, small-scale measurement methods (e.g. chamber measurements), the optical remote sensing system allowed diffuse and temporary emission sources to be more easily recorded, and over a longer period of time.