A svájci Reuss-völgy fölött 50 méter magasságban elsuhanó, az ABB Los Gatos Research (LGR) egysége által gyártott, gyors metánanalizátorral felszerelt kutató repülőgép segít tisztázni a svájci üvegházgáz-kibocsátással kapcsolatos vitát.

A kiemelkedő szarvasmarha-tartási hagyományokkal rendelkező Svájcban a mezőgazdasági szektor 1,5 milliós szarvasmarha-állománya felelős az ország éves metánkibocsátásának 80%-áért. Azonos súlyra vetítve a metán hússzor károsabb hatást fejt ki a klímára, mint a széndioxid.

Nem stimmeltek a számok

Az utóbbi időben alapos vizsgálatnak vetették alá Svájc metánkibocsátásra vonatkozó becsült adatait, mivel azok nem állnak összhangban a légköri mérések eredményeivel. Az adatok pontosságának pedig kiemelkedően fontos szerepe van, mivel Svájc egyike annak a 28 országnak, amelyek öt évvel korábban vállalták, hogy nyomon követik mezőgazdaságuk kibocsátási értékeinek alakulását.

A kutatási programban szerepet kapott az ABB ipari mérőkészülékeket gyártó Measurement Products üzletága is, mivel a zürichi Svájci Szövetségi Technológiai Intézet kutatói a mérésekhez az ABB-hez tartozó LGR (Mountain View, Kalifornia) által gyártott gyors metánanalizátort választották. Azt követően, hogy a kutatásban résztvevő repülőgép – szárnyai alatt a felszerelt elemzőeszközzel – kis magasságban végig repült Közép-Svájc hegyei és völgyei fölött, a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a metánkibocsátásra vonatkozó svájci becslések pontatlanok.

„A metánkibocsátásra vonatkozó nyilvántartási becslések valószínűleg túl alacsonyak”- írják a svájci tudósok abban a cikkben, amely a Journal of Geophysical Research című folyóirat márciusi számában jelent meg (D szekció: Atmoszféra).

A takarmányon kéne változtatni

Álljanak bármilyen nagy becsben is a svájci szarvasmarhák, a tények azt mutatják, hogy a kérődzési folyamatot kísérő böfögés, a bélgázok és az ürülék adja annak a metánemissziónak a jelentős részét, aminek csökkentését, többek között a tehenészetek takarmány-összetételével is kísérletező Svájc célul tűzte ki. A mezőgazdasági tevékenységekre, köztük a többi kérődző állat, így a juhok metántermelésére is visszavezethető metánkibocsátás problematikájának jobb megértése, ill. a probléma kezelése érdekében, a svájci tudósok figyelme az ABB gyors metán analizátora felé fordult.

Hogyan működik? A repülőgép fedélzetére telepített készülék a kis magasságú repülések során levegőmintákat gyűjt, majd a mintákon lézersugarat bocsát keresztül. A spektrométer elemzi a fényt, és pillanatok alatt meghatározza a levegő összetételét.

A repülőre szerelt elemzőeszköz kitágítja a tudományos vizsgálatok körét

A svájci kutatók elsőként bizonyították be, hogy a repülőre szerelt elemzőeszközzel gyűjtött minták alapján számított, becsült értékek jól használhatók a mezőgazdasági régió metánkibocsátási értékeinek a meghatározására.

Az ABB fedélzeti elemzőeszköznek köszönhetően a tudósok gyorsabban és átfogóbban, jóval nagyobb területre – a Luzern közelében található Reuss folyó völgyében pl. már több száz négyzetkilométerre – terjeszthetik ki a kutatásaikat, mint a hagyományos, a terepszinten végzett levegőminta-vételezéssel.

„Az ABB LGR elemző műszerei másodpercenként 10 mérés elvégzésére képesek” – mondja Doug Baer, az ABB ipari műszerezési és elemzéstechnikai üzletágához tartozó Los Gatos Research elnöke. Az eszköz mérési teljesítménye lehetővé teszi, hogy a kutatók a repülés során a méréseket nagy tér- és időbeli felbontással hajtsák végre, ami olyan időben változó, vagy dinamikus jelenségek mennyiségi meghatározását is lehetővé teszi, amely a hagyományos mérések esetén nem lehetséges.”

Az ABB elemzőeszköze, de különösen a 160 km/ó sebességnél gyorsabb repülőgépek szárnya alá szerelt készülék másik előnye, hogy rezgésre nem érzékeny, és alacsony a karbantartási igénye.

ABB gázanalizátorok a NASA gépeinek a fedélzetén is!

A svájci alkalmazásukon túl, a kibocsátott ammónia, széndioxid, szénmonoxid, metán és nitrogénoxid mérése céljából az ABB elemzőeszközeit már kereskedelmi légitársaságok repülőgépeire, valamint a NASA kutatási célokat szolgáló gépeire is feltelepítették.

Az ABB gyors metán-analizátora robusztus kialakításának köszönhetően felhasználható nagy környezeti igénybevételnek kitett egyéb alkalmazásokban is, így pl. a gázkibocsátó hulladéklerakók, valamint az üvegházhatású metán jelentős forrásának számító vizenyős terültek, vagy tőzeglápok monitorozási rendszereiben is.

A tavaly a Biogeosciences lapjain közzétett, a finn vizenyős területek emissziós méréseiről szóló tanulmányban a kutatók a vizsgált négy termék közül az ABB RMT-200 jelű üvegházgáz-elemzőeszközét találták a legmegbízhatóbbnak, amely még akkor is üzemképes maradt, amikor a rivális termékek már nem.

„Összességében az RMT-200 nyújtotta a legjobb teljesítményt” – írta Olli Peltola, a Helsinki Egyetem Fizikai Tanszékéről. „Az RMT-200 a program ideje alatt végig jól működött, míg a többi műszer egy-egy időszakban üzemképtelennek bizonyult.”

Az ABB 2013-ban vásárolta meg a Los Gatos Research (LGR) vállalatot, így az jelenleg az ipari mérőkészülékek (Measurement Products) üzletág része. Az ABB Measurement Products küldetése, hogy vevői számára minden területen megkönnyítse a szükséges mérések kivitelezését, legyen szó akár a szarvasmarhák metánemissziójáról is.

Az ABB LGR készülékének felhasználási területe a légköri gázokban nyomokban előforduló komponensek mérése, örvény-korrelációs fluxus mérés, és kamra visszaáramlási mérések, amelyekből másodpercenként 10-20-at képes elvégezni. Az extrém alacsony mérési tartományban, valós időben mérő, nagy pontosságú és stabilitású berendezést különleges feladatok elvégzésére fejlesztették ki. Az arányokat tekintve, az elemző készülék egy versenyuszoda vizében egy mákszemnyi szennyező anyagot már képesek kimutatni.

 Hazai felhasználása

Hazánkban az MTA Csillagászati és Földtudományi Központja az ABB hazai Elemzéstechnikai üzletágával együttműködésben légköri mérésekre használja az elemző készüléket. A ppb (part per billion) tartományban érzékelő elemző rendszerrel az intézet a nitrogéndioxid (N2O), szénmonoxid (CO) és víztartalom (H2O) mérését végzi el.

Az ABB LGR műszere szerepel a NASA alacsony és magas légköri kutatásainak szabványos mérőrendszerei között. A műszer hazánkban is nagy érdeklődésre tarthat számot a közeljövőben.