MetHarmo European harmonisation of methods to quantify methane emissions from biogas plants

Derzeit gibt es keine europaweite harmonisierte Methode, um Treibhausgas- (Methan-) verluste aus Biogasanlagen quantifizieren zu können. Präzise Emissionsmessungen von Biogasanlagen sind wegen der zahlreichen heterogenen Emissionsquellen sehr schwierig. Zuverlässige und verifizierbare Quantifizierungstechniken müssen entwickelt und harmonisiert werden, um diffuse Emissionen von Biogas- oder Biomethananlagen mit dem Ziel zu bestimmen, die betriebsspezifische Prozess-Effizienz und zukünftige technologische Entwicklungen optimieren und verbessern zu können. Prinzipiell existieren direkte (vor Ort) und Fernerkundungsmethoden. Das Projekt wird daher mit einem europäischen Workshop zu Methanemissionen aus Biogasanlagen starten, um einen Überblick über den derzeitigen Stand der Wissenschaft und Forschung zu bekommen. In einem zweiten Schritt sind zwei gemeinsame Messkampagnen an einer deutschen Biogasanlage mit Teams aller beteiligten europäischen Länder vorgesehen. Dabei kommen sowohl direkte („Vor Ort“) Messmethoden als auch innovative Fernerkundungstechniken (z.B. inverse Dispersionstechnik, dynamische Tracermethode) zum Einsatz. Die Auswertung der Ergebnisse zielt darauf ab, ähnliche Methoden zu harmonisieren und Differenzen zwischen den verschiedenen Techniken herauszuarbeiten. Die österreichische Beteiligung am Projekt hat drei Schwerpunkte: BOKU wird an den zwei geplanten Vergleichsexperimenten (Kombination aus „Tunable Diode Laser Absorption Spectrometry“ TDLAS und dem Ausbreitungsmodell Windtrax) teilnehmen. Zusätzlich wird BOKU mit der harmonisierten Methode Messungen bei österreichischen Biogasanlagen durchführen, um einen Vergleich der Betriebsemissionen zwischen den Ländern zu ermöglichen. Um weitere Optimierungspotenziale von Biogas- oder Biomethananlagen aufzuzeigen, wird BE2020 die gewonnenen Emissionsdaten durch Gasbildungstests von Gärresten aus den deutschen und österreichischen Biogasanlagen ergänzen. Mit den anonymisierten Emissionsdatensätzen der Projektpartner aus den Vergleichsmessungen sowie den österreichischen Biogasanlagen wird ZAMG unter Verwendung geeigneter Ausbreitungsmodelle eine Modellvergleichsstudie leiten, wobei das Endziel die Verbesserung der Emissionsabschätzungen ist. Das Ergebnis dieses Projekts wird zu europaweiten harmonisierten Messmethoden und praktikablen Richtlinien für die Quantifizierung von Methanemissionen bei Biogasanlagen führen, welche auch im Rahmen eines 2. europäischen Workshops diskutiert und disseminiert werden. Das abgeschlossene Projekt wird eine bessere Entscheidungsbasis für die Optimierung von Bogas- und Biomethantechnologien ermöglichen und öffentlichen Institutionen helfen, die Ergebnisse verschiedener Quantifizierungsansätze zu reihen und zu interpretieren.

Ausgangssituation

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 aufgrund der mikrobiellen Abbauvorgänge 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. Gasförmige Emissionen kann man grundsätzlich in gefasste und offene (diffuse) Emissionsquellen gliedern. Während bei gefassten Emissionsquellen die Volumenströme und Konzentration der Abluft direkt in den entsprechenden Rohrleitungssystemen bestimmt werden, müssen flächig auftretende, diffuse Emissionen auf anderem Wege gemessen werden. Bislang gibt es dafür keine standardisierte Vorgehensweise.