Mit Gassensoren ausgerüstete Fahrzeuge spüren Gaslecks im Stadt-Leitungsnetz auf Google Cars als Methan-Schnüffler - scinexx | Das Wissensmagazin
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Mit Gassensoren ausgerüstete Fahrzeuge spüren Gaslecks im Stadt-Leitungsnetz auf

Google Cars als Methan-Schnüffler

Die Kartierungs-Fahrzeuge von Google fungieren jetzt auch als Gas-Schnüffler in US-Städten © EDF

Auf der Suche nach Gaslecks: In den USA kartieren die Google Cars nicht mehr nur Straßen und Gebäude – sie spüren auch Methanlecks auf. Ausgerüstet mit Infrarotsensoren helfen sie dabei, die schleichenden Austritte des potenten Treibhausgases zu kartieren. Elf US-Städte wurden so bereits vermessen, darunter Boston, Los Angeles, Chicago und Dallas. Die resultierenden Methanleck-Karten sollen helfen, die Emissionen dieses potenten Klimagases einzudämmen

Methan ist ein natürlicher Rohstoff der Erde. Das Gas tritt als Erdgas in Lagerstätten auf, ist in den Böden des Permafrosts gespeichert und in den gewaltigen Vorkommen von Methanhydrat an den Kontinentalhängen des Atlantiks, Pazifiks und Südpolarmeeres. Gleichzeitig jedoch hat das Methan eine bis zu 80-fach stärkere Treibhauswirkung als Kohlendioxid – jeder ungewollte Austritt kann daher den Klimawandel weiter antreiben.

An diesem Punkt kommen die Google Cars in Spiel. Denn in vielen Städten weltweit wird Methan als Stadtgas genutzt und über unterirdische Leitungen in der Stadt verteilt. Doch gerade bei älteren Leitungsnetzen treten häufig kleinere Lecks auf. Diese aufzuspüren, war jedoch bisher kaum machbar. „Einrichtungen und Kontrolleure hatten nicht die Daten, um hier effektiv einzugreifen“, erklärt Joe von Fischer von der Colorado State University. Dies hat sich nun geändert.

Methanbestimmung per Infrarot

Entscheidende Helfer sind vier Google Cars, die mit speziellen Methansensoren ausgerüstet wurden. Dafür saugen sie mit Hilfe einer „Nase“ an der vorderen Stoßstange ständig Luft ein, die mit Hilfe eines Infrarot-Lasers analysiert werden. „Wenn die Luft Methan enthält, erscheint sie im Infrarotspektrum ’nebelig'“, erklärt von Fischer. „Der Laser scannt durch die Wellenlängen des Infrarotlichts und kann so sehen, wie viel Methan präsent ist.“

Beim Einsatz in einer Stadt, fährt jedes mit dem Gassensor ausgerüstete Auto jede Straße zweimal ab. Spezielle Algorithmen geben den Fahrern dafür die optimalen Routen vor. Die Ergebnisse der Gasmessungen – 2.000 Datenpunkte pro Minute – werden kontinuierlich an eine zentrale Cloud-Datenbank geschickt und auf einer Karte der jeweiligen Stadt veröffentlicht. Im Laufe der Kartierung entsteht so ein kompletter Plan der Methanlecks der Stadt.

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So kartieren die Google Cars Gaslecks in Städten.© EDF

Zwei Liter Methan pro Minute und Kilometer

„Wir finden dadurch erst jetzt heraus, wie weitverbreitet solche Methanlecks sind“, sagt von Fischer. Bei der Kartierung in Städten mit eher alten, korrodierten Leitungsnetzen wie Boston, Staten Island und Syracuse ermittelten die Gasschnüffel-Autos Werte von durchschnittlich zwei Liter Methan pro Minute und Kilometer. Bei Städten mit neueren Leitungsnetzen lagen die Werte im Mittel bei 0,08 Liter pro Minute und Kilometer, wie die Forscher berichten.

„Unser Ziel ist es, das Ausspüren solcher Methanlecks schneller, billiger und einfacher zu machen, damit wichtige Reparaturen beschleunigt werden können“, sagt von Fischer. Er und seine Kollegen schätzen, dass schon das Beseitigen der größten acht Prozent aller Lecks die Methanemissionen aus Leitungen um 30 Prozent reduzieren könnten. (Environmental Science & Technology, 2017; doi: 10.1021/acs.est.6b06095)

(Colorado State University / American Chemical Society, 28.03.2017 – NPO)

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