Erste helikoptergestützte Messungen von Methan-Emissionen im Oman aus dem Öl-, Gas- und Abfall-Sektor
Das unsichtbare Gas Methan ist nach Kohlenstoffdioxid eines der stärksten Treibhausgase und steht derzeit im Mittelpunkt der weltweiten Initiativen zur Bekämpfung der globalen Erwärmung. Im Rahmen des Internationalen Methan-Emissions-Observatoriums (IMEO), einer Initiative des Umweltprogramms der Vereinten Nationen (UNEP), haben Wissenschaftler des DLR-Instituts für Physik der Atmosphäre (DLR-IPA) im November und Dezember 2023 zum ersten Mal erfolgreiche Messungen von Methan-Emissionen aus dem Öl-, Gas- (O&G) und Abfall-Sektor im Oman durchgeführt. In enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Flugführung (IFF) der Technischen Universität Braunschweig (TUBS) wurde die Hubschraubersonde HELiPOD, die als Außenlast an einem Seil unter dem Hubschrauber geflogen wird, eingesetzt. Diese einmalige Konfiguration wurde bereits im Jahr 2022 bei ähnlichen Messungen in Polen erfolgreich getestet.
In Oman wurde der HELiPOD im Zuge der Kampagne METHANE-To-Go-Oman mit In-situ-Spurengas-Instrumentierung des DLR-IPA ausgestattet mit dem Ziel Methan (CH4), Kohlenstoffdioxid (CO2) und Schwefeldioxid (SO2) in der Nähe von Anlagen der Öl- und Gasindustrie sowie Mülldeponien zu vermessen. Aus diesen hochaufgelösten Messdaten können Methan-Massenflüsse berechnet werden, um die Stärke der unterschiedlichen Quellen in einem Zielgebiet effizient zu quantifizieren. Die Hubschraubersonde hat sich als äußerst leistungsfähig erwiesen für die Vermessung von Spurengasemissionen von Punktquellen. Besonders auf lokaler Ebene bietet der HELiPOD eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen flugzeuggestützten Messmethoden. Einerseits besitzt er eine große Manövrierfähigkeit, mit der Option, die Fluggeschwindigkeit erheblich zu reduzieren und Tiefflüge in geringem Abstand zu den Emissionsquellen durchzuführen. Andererseits sind die Flugkosten geringer und es ist keine gesonderte Fluggenehmigung erforderlich.
Mit einem Helikopter des omanischen Hubschrauberunternehmens Al Sharqiya Aviation (ASA) wurden während 26 Missionsflügen (~70 Flugstunden) die CH4-Emissionen verschiedener Anlagen in drei über den Oman verteilten Regionen untersucht. Messungen wurden sowohl stromauf- als auch abwärts der Anlagen (horizontale Entfernung ~1-3 km) und in mehreren Höhen von 50 m bis zu ~2 km durchgeführt, um die CH4-Emissionen genau zu erfassen. Für jeden der 26 Flüge wurden unterschiedliche Flugstrategien implementiert, abhängig von der Windsituation an den untersuchten Standorten. Ein vom DLR-IPA betriebenes und kontinuierlich laufendes Windlidar erfasste die aktuelle Windsituation und unterstützte die Flugstrategieplanung an den drei Standorten. Während der Flüge zeigte der HELiPOD-Missionsmonitor im Cockpit die Messdaten online an, sodass der Missionswissenschaftler den Hubschrauber erfolgreich durch die unsichtbaren Methanwolken führen konnte. Um den CH4-Fluss aus den Anlagen berechnen zu können, werden diese Messungen mit hochaufgelösten Windinformationen vom HELiPOD kombiniert. Darüber hinaus wurden die luftgestützten Messungen in Oman durch bodengestützte CH4-Messungen vervollständigt, die von einem Team polnischer Wissenschaftler der AGH University of Science and Technology in Krakau durchgeführt wurden.
Bei der Öl- und Gas-Methan-Partnerschaft 2.0 (OGMP 2.0), UNEP‘s Vorzeigeinitiative für O&G-Emissions-Berichterstattung und Mitigation, haben sich Unternehmen des O&G-Sektors verpflichtet, ihre CH4-Emissionen zu überwachen und zu reduzieren. Derzeit haben sich mehr als 120 Unternehmen OGMP 2.0 angeschlossen, die in 70 Ländern auf der ganzen Welt tätig sind. Eines davon ist Oman. Nach dem O&G-Sektor ist der Abfallsektor der zweitgrößte CH4-Emittent und trägt bis zu 15% der CH4-Emissionen Omans bei. Bis jetzt sind jedoch keine sektorspezifischen, auf Messungen basierenden Studien über solche Emissionen für den Oman vorhanden.
Der Vergleich unserer gesammelten Daten (Top-Down-Ansatz) mit den von der Industrie bereitgestellten Schätzungen des CH4-Massenflusses (Bottom-Up-Ansatz) soll die beteiligten Unternehmen und entsprechenden Regierungen in Zukunft dabei unterstützen, ihre Maßnahmen und Richtlinien zur Verringerung von CH4-Emissionen zu priorisieren.
Diese Forschung wurde von UNEP's IMEO finanziert.
