Messmethoden

Tracer Ratio Methode mit SF6 – Referenzverfahren

Die Tracer-Ratio-Methode eignet sich als verlässliche Referenzmethode zur Bestimmung von Emissionen in Ställen mit freier Lüftung sowie von Ausläufen und Wirtschaftsdüngerlagern. Das Tracergas - hier SF6 - wird an der Emissionsquelle zudosiert und vermischt sich mit der Umgebungsluft. In definierter Höhe werden beide Gaskonzentrationen gemessen. Da sich beide Gase gleich verhalten, lässt sich über die Verdünnung des Tracergases auf die Konzentration des Zielgases Ammoniak oder anderer klimarelevanter Gase schließen.

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Ansprechpartner: Lars Broer (LUFA Nord-West)

Die CO2-Bilanzmethode funktioniert analog zur Tracer-Ratio-Methode - mit dem Unterschied, dass anstelle von SF6 das von den Kühen ausgestoßene CO2 als natürliches Tracergas verwendet wird. Die Zielgase werden ebenfalls mit einem FTIR- oder einem CRD-Spektrometer bestimmt.

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Ansprechpartner: Dr. Manfred Trimborn (Uni Bonn)

Die bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft arbeitet bei der Erfassung von Emissionen mit Lasertechnik. Der Offenpfadlaser schickt Infrarotlicht durch den Stallraum - Gasmoleküle absorbieren Teile davon. So lassen sich Ammoniakkonzentrationen in Echtzeit bestimmen - ohne Probenahme oder Messleitungen. Herausfordernd ist derzeit noch der Einfluss äußerer Faktoren wie Temperatur oder Lichtquellen auf die Messergebnisse.

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Ansprechpartner: Dr. Diana Andrade (LfL Bayern) 

Das vereinfachte Messverfahren OTICE setzt auf kostengünstigere Sensorik. OTICE nutzt ein Netzwerk aus drahtlosen Sensorknoten, die Daten direkt in die Cloud senden. Die im Labor vorkalibrierten Gassensoren erfassen CO2, Ammoniak, Temperatur und Luftfeuchte zuverlässig. Die Herausforderung: Die empfindlichen Sensoren müssen in der rauen Stallumgebung langzeitstabil bleiben - bei stark schwankenden Bedingungen.

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Ansprechpartner: Dr. David Janke (ATB Potsdam)

Beim vereinfachten Messverfahren "LoGas" werden kostengünstige Sensoren eingesetzt. Hier kombiniert man Probenahme und Analyse in einem zweistufigen System. Eine Mischprobe aus dem gesamten Stall wird kontinuierlich zur zentralen Analyse-Einheit geleitet. Der Vorteil ist eine präzise Messung selbst sehr niedriger Gaskonzentrationen. Derzeit ist die Installation und der zuverlässige Betrieb des Probenahmesystems mit Ansaugleitungen noch herausfordernd.

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Ansprechpartner: Dr. David Janke (ATB Potsdam) 

Das vom Thünen-Institut entwickelte Messsystem "SAMBa" misst die Emissionen aus freigelüfteten Tierställen mit Low-Cost-Sensoren. Die SAMBas werden an der Schnittstelle zwischen Stall und Außenluft platziert. Ihre Differenzdrucksensoren sind in 3 Richtungen montiert und erfassen neben Ammoniak, Feinstaub und CO2 auch die Windgeschwindigkeit. Der Vorteil ist, dass die eingesetzten Sensoren deutlich kostengünstiger sind als ein Standardreferenzsystem.

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Ansprechpartner: Dr. Marcus Clauss (Thünen-Institut Braunschweig) 

Der von der LUFA Nord-West entwickelte Messbaum stellt eine Vereinfachung des Tracer-Ratio-Verfahrens dar. Statt vieler Messleitungen braucht es hier nur eine zentrale Einheit - das bedeutet deutlich weniger Material, Installation und Tracergas-Verbrauch. Entscheidend ist die richtige Platzierung im Stall oder Auslauf, damit trotz weniger Messpunkte repräsentative Daten entstehen.

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Ansprechpartner: Lars Broer, Tammo Baumann (LUFA Nord-West) 

Messhauben ermöglichen die Erfassung von Emissionen direkt am Entstehungsort. Die LfL setzt dabei auf die präzise Bestimmung der Konzentrationen mittels Diodenlaser. Durch die Haube wird kontinuierlich Luft geleitet. Die Emission berechnet sich aus Luftstrom und gemessener Gaskonzentration. Das System hat den Vorteil, dass es sehr flexibel und leicht in der Handhabung ist. Es können unterschiedliche Verschmutzungsbereiche erfasst werden, was erlaubt, dass Emissionsminderungsmaßnahmen miteinander verglichen und bewertet werden können. Herausforderungen sind die Erreichbarkeit der Flächen inmitten der Tiere sowie die regelmäßige Kalibrierung und Personalschulung.

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Ansprechpartner: Dr. Diana Andrade (LfL Bayern) 

Das Thünen-lnstitut fokussiert ebenfalls auf das Prinzip der dynamischen Haubenmessung - insbesondere bei planbefestigten Laufhöfen. Hierbei werden die Gaskonzentrationen mit einem FTI R-Spektrometer bestimmt. Ein eingebauter Ventilator stellt definierte Windgeschwindigkeiten ein. Die Ammoniak-Emissionen werden über ein Schlauchsystem zum Messgerät geleitet.
Vorteil: definierte Bedingungen.
Nachteil: Die Luftgeschwindigkeit ist nicht überall gleich; in der Mitte höher als an den Rändern.

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Ansprechpartner: Dr. Marcus Clauss (Thünen-Institut Braunschweig) 

Die Universität Bonn untersucht mit der statischen Haube "MoSES" ein einfaches, geschlossenes Messverfahren. Mit dieser statischen Haube gelingt es, zwischen den Emissionen auf der Spaltenoberfläche und unterhalb der Spalten differenzieren zu können. Eine geschlossene Messkammer wird gasdicht auf die zu untersuchende Oberfläche aufgesetzt. Die Veränderung der Gaskonzentrationen im Inneren der Haube wird über einen bestimmten Zeitraum unter Zuhilfenahme eines CRD-Spektrometers gemessen. Anschließend wird unter Berücksichtigung des Haubenvolumens und der Grundfläche die Gasemission berechnet. Die Haube soll speziell in Ställen mit Spaltenböden eingesetzt werden.

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Ansprechpartner: Dr. Manfred Trimborn (Uni Bonn)