Немецкие ученые представили первые результаты наземного эксперимента по визуализации для количественной оценки выбросов CO2 от угольной электростанции

Дайджест исследований

Мы представляем первые результаты наземного эксперимента по визуализации с помощью коротковолновой инфракрасной спектральной камеры для количественной оценки выбросов углекислого газа CO2 от угольной электростанции в Мангейме, Германия. Электростанция выбрасывает более 4,9 Мт CO2 в год и является возможностью проверки методики оценки выбросов. Камера представляет собой гиперспектральный спектрометр, который охватывает спектральный диапазон от 900 до 2500 нм со спектральным разрешением 7 нм. Мы определяем увеличение интенсивности выбросов CO2 на усредненных почасовых изображениях с помощью итеративного поиска по согласованному фильтру, используя полосу поглощения CO2 на 2000 нм. Мы представляем 11 изображений шлейфа за 5 дней в 2021 и 2022 годах, охватывающих различные условия окружающей среды. Мы разработали прямую модель, основанную на трехмерном, изогнутом гауссовом моделировании подъема шлейфа, и сравнили наши наблюдаемые шлейфы выбросов с прямой моделью. Модель зависит от параметров скорости окружающего ветра, направления ветра, дисперсии шлейфа и интенсивности выбросов. Мы определяем интенсивность выбросов, минимизируя разность наименьших квадратов между измеренными и смоделированными изображениями. Мы обнаружили общее разумное согласие между полученными и ожидаемыми выбросами для интенсивности выбросов электростанций от 223 до 587 тCO2 ч-1. Полученные выбросы составляют в среднем 84 % от ожидаемых и имеют среднюю относительную неопределенность 24 %. Методика работает при скорости ветра до 1,4 м с-1 и позволяет отслеживать суточную динамику выбросов. Мы также включаем наблюдения с неблагоприятными условиями окружающей среды, такими как неоднородность фона и острые углы наблюдения. Показано, что эти условия приводят к значительным смещениям в полученных значениях эмиссии, однако в большинстве случаев их можно надежно отфильтровать. Таким образом, данный метод оценки интенсивности выбросов является перспективным инструментом для независимой проверки заявленных выбросов от крупных точечных источников и предоставляет дополнительную информацию к существующим методам мониторинга.

Исследование опубликовано в журнале Atmospheric Measurement Techniques