Bij het terugdringen van broeikasgassen en stikstof is het van groot belang om zo exact mogelijk te weten wat de bronnen van de uitstoot zijn. Satellietinstrumenten spelen een unieke rol bij deze emissiemonitoring. De nieuwste techniek HIGS kan zorgen voor een doorbraak voor aardobservatie, atmosferische monitoring en het tegengaan van klimaatverandering.
TNO ontwikkelt al meer dan dertig jaar satellietinstrumenten voor het meten en monitoren van broeikasgassen en stikstof in de atmosfeer. In de loop der jaren zijn deze technieken steeds meer verfijnd en verbeterd. ‘TNO heeft meegewerkt aan satellietinstrument Tropomi, dat nauwkeuriger dan ooit de luchtkwaliteit onderzoekt en de hele aardse atmosfeer in één dag volledig in kaart brengt’, zegt Anton Leemhuis, Senior Business Developer Space bij TNO. ‘Voorheen moesten de wetenschappers veel data combineren en konden ze alleen de grootste bronnen van methaan-uitstoot zien. Tropomi kan op kleinere schaal de uitstoot van emissies detecteren en vervuilende bronnen in kaart brengen.’
Lekken
Maar dat is niet genoeg om een van de grootste wereldwijde uitdagingen aan te pakken: klimaatverandering. Internationaal is er nog steeds een gebrek aan meetdata van broeikasgassen en stikstof en vaak werken de klimaatwetenschappers nog met schattingen. Terwijl bij het terugdringen van emissies van groot belang is om zo exact mogelijk te weten wat de bron van de uitstoot is en hoe het zich verspreidt. Leemhuis: ‘De huidige instrumenten kunnen vanuit de asmosfeer grote ‘lekken’ (van duizenden kilogrammen per uur) een broeikasgas detecteren, zoals methaan dat uit een grote vuilnisbelt komt of een lek in een gaspijpleiding. De nieuwste generaties satellieten die gaan vliegen moeten enkele honderden kilogrammen gaan meten, en met HIGS willen een grote stap maken om dit nog verder te verlagen.’ TNO ontwikkelt daarvoor met spectrometer technologie al gevoeligere instrumenten.
HIG
HIGS, (vernoemd naar Huib Visser, geestelijk vader van het TROPOMI instrument, en bedenker van HIGS: Huib’s Innovative Gas Sensor) is de nieuwste ontwikkeling en onderdeel van de R&D-programma’s van TNO. Onderzoek dat loopt moet uitwijzen wat de detectielimiet is. De eerste studies voor HIGS zijn nu afgerond en de volgende stap bestaat uit het testen van de apparatuur door vanaf de grond (testen in de atmosfeer zijn niet mogelijk) emissies te meten. Vanaf de grond meet je ook al in de atmosfeer ‘We gaan mogelijk op termijn vliegen met vliegtuig, en dan kijk je, net als een satelliet ook naar de aarde. Vanuit ruimte testen is echter te kostbaar: daar is je prototype ook je eerste echte instrument.’ Daarbij gebruikt HIGS nieuwere technieken. Waar spectrometers de aarde scannen, richt HIGS een camera op een gebied, waardoor een nog scherper tweedimensionaal beeld mogelijk is. ‘Je kunt zelfs rookpluimen traceren.’
Deze nieuwe technologie kan regeringen en industrieën helpen bij het monitoren en aanpakken van de klimaatverandering. Leemhuis: ‘Als je beleid maakt met grote economische impact, zijn schattingen niet voldoende. Beleidsmaker willen echt weten hoeveel de uitstoot precies is. De instrumenten van Tropomi hebben al emissies van kolenmijnen in Australië gemeten, die uitwezen dat een klein deel van de mijnen voor driekwart verantwoordelijk was voor de uitstoot van de kolenmijnsector. De Australische overheid heeft gereageerd om de bevindingen en de satellietdata helpt hen de emissies daar beter te snappen. De Europese Unie heeft voor het broeikasgas methaan een strategie ontwikkeld om de uitstoot te verminderen. Satellieten met nauwkeurige meetapparatuur zijn daarbij van groot belang.’