Tutkijat kehittävät uuden menetelmän metaanipäästöjen havaitsemiseen

Kehittämällä ja testaamalla uusia antureita ja edistynyttä teknologiaa MEQAL-projekti (Methane Quantization and Localization) pyrkii vähentämään kasvihuoneilmiötä tunnistamalla ja paikantamalla tahattomat metaanipäästöt, jotka ovat usein vaikeasti havaittavissa.

"Metaani on yksi voimakkaimmista kasvihuonekaasuista ja sillä on suuri rooli ilmastonmuutoksessa. Siksi on tärkeää, että kehitämme uusia tapoja havaita ja hallita metaanipäästöjä auttaaksemme torjumaan ilmaston lämpenemistä", sanoo Göran Thungström, Keski-Ruotsin yliopiston FSCN-tutkimuskeskuksen elektroniikan apulaisprofessori ja MEQAL-projektin johtaja.

Yhteistyö tehokkaiden menetelmien kehittämiseksi 

Projektia toteuttavat FSCN- ja STC-tutkimuskeskukset yhteistyössä kahden suomalaisen kumppanin, Oulun yliopiston ja Lapin ammattikorkeakoulun kanssa. Keski-Ruotsin yliopiston ja suomalaisten tutkimuslaitosten välinen kumppanuus edistää tehokkaiden menetelmien kehittämistä. Yhdistämällä ruotsalainen ja suomalainen asiantuntemus projekti hyötyy erilaisista tutkimusympäristöistä, teknisistä alustoista ja testialueista, mikä lisää mahdollisuuksia luoda kestäviä ratkaisuja.

”Me vastaamme yhdestä kolmanneksesta MEQAL-hankkeen kolmivaiheisesta metaaninmittausmenetelmästä. Kehitämme ja demonstroimme metaanivuotojen paikantamismenetelmän suljetuille kaatopaikoille käyttäen ilmakuvausta, jossa vuotopaikat havaitaan dronen kuljettamalla hyperspektrikameralla. Vuotokohtien paikantamisen ansioista kaatopaikalta ilmakehään vapautuvan metaanin kokonaismäärä on mitattavissa käyttäen tavanomaisia mittausinstrumentteja. Toinen aihe on metaanin valvonnan sääntelyn ennakointi EU:ssa ja kolmivaiheisen menetelmän mukauttaminen siihen”, kertoo yliopistotutkija Anssi Mäkynen Oulun yliopistosta.

Tutkimuskäyttöön erikseen kehitettyjen antureiden arvioimiseksi ja varmentamiseksi testejä suoritetaan useissa paikoissa. Suunniteltuihin testipaikkoihin kuuluu Sundsvall Energian laitos, jossa jätteitä poltetaan energian tuottamiseksi. Muita testialueita ovat Rovaniemi Suomessa ja lisäkumppanit, kuten Ragn-Sells AB.

"Tärkeä osa työtämme on kehittää teknologioita, jotka mahdollistavat metaanipäästöjen tarkan paikantamisen ja määrän arvioinnin. Emme halua vain havaita, että metaania vapautuu - haluamme myös tarkasti paikantaa, missä vuoto tapahtuu, jotta siihen voidaan puuttua", selittää Göran Thungström.

Projektissa tutkitaan myös, voiko etäohjattu "nuuskijarobotti” auttaa paikantamaan päästöjen tarkat sijainnit.

"Hyödynnämme rover-robottia, jonka Lapin ammattikorkeakoulun asiantuntijat ovat kehittäneet Arctic AI.R -hankkeessa. Robotti sisältää autonomisen liikkumisen ominaisuuksia, joita tukee SLAM-algoritmi (Simultaneous Localization and Mapping). Ousterin 3D-lidar toimii keskeisenä anturina SLAMin toteutuksessa, mahdollistaen kartan luomisen ja robotin sijainnin määrittämisen reaaliaikaisesti. Lidar-anturin lisäksi robotissa on useita muita sensoreita, kuten IMU (inertiaalisuunnistuslaite), GNSS-vastaanotin (globaali satelliittipaikannusjärjestelmä) sekä kameroita. Nämä tukevat sekä robotin autonomisia toimintoja että konenäköön perustuvia tehtäviä. Kun robottiin asennetaan metaanianturi, se kykenee suorittamaan autonomisesti kaasuntunnistuksen testikentällä", kertoo projektipäällikkö Tauno Tepsa Lapin ammattikorkeakoulusta.

Toiveet tulevaisuuden sovelluksista 

Kehitettävästä menetelmästä hyötyvät jätehuollon, biokaasun tuotannon, maatalouden ja kosteikkojen ennallistamisen toimijat. Metaanipäästöjen tehokkaalla tunnistamisella projekti voi olla tärkeässä roolissa kasvihuonekaasupäästöjen vähentämisessä ja kestävän kehityksen edistämisessä. Pitkän aikavälin tavoitteena on auttaa luomaan innovaatioketju koko metaaninhallinnan arvoketjulle - mittauspalveluista ja anturikehittäjistä viranomaisiin ja EU:n standardointielimiin. Tämä voisi avata mahdollisuuden projektin tulosten muuttamiseksi markkinavalmiiksi tuotteiksi.

”Onnistuneiden teknisten demonstraatioiden ja tutkimustulosten lisäksi projekti tavoittelee irtautumissuunnitelmassaan kaupallisia metaaninseurantaratkaisuja. Hankkeen tulosten avoin viestintä ja eri sidosryhmien laaja mukaan ottaminen tulevat avaamaan kaupallistamismahdollisuuksia merkittävälle joukolle yrityksiä Ruotsissa ja Suomessa”, visioi Anssi Mäkynen.

MEQAL-projekti kestää kolme vuotta ja sen budjetti on noin 1,2 miljoonaa euroa (13 miljoonaa Ruotsin kruunua), josta suurin osa rahoitetaan EU:n Interreg Aurora -ohjelman kautta, minkä lisäksi Lapin liitto rahoittaa suomalaisia osapuolia. Yrityskumppaneina projektissa ovat Ragn Sells AB, SensAir AB, MidDec Scandinavia AB, Gasum Oy, Kiertokaari Oy, Napapiirin Residuum Oy, Neve Oy ja Aeromon Oy.

"Yritysten osallistuminen on ratkaisevan tärkeää, jotta testit heijastavat todellisia teollisuuden tarpeita ja johtavat käytännön ratkaisuihin metaanipäästöjen havaitsemiseksi", sanoo Göran Thungström.