Quantification of methane emissions from a biogas plant using a drone-based method

The main reason for the production and use of biogas is its significant contribution to the reduction of greenhouse gases emissions. However, the environmental benefits from biogas production can be hampered by great fugitive methane losses. Explicit ApS has developed a new method to assess methane emissions from biogas plants using drones equipped with high-performance sensors. The method has been tested on a Danish biogas facility during a usual operating conditions day, when measurements with the certified tracer gas dispersion method (TDM) were concurrently performed by Danmarks Tekniske Universitet. The hourly mean emission rate of methane estimated using Explicit´s method is 14.7 kgCH4/h (corresponding to 2.3% of the biomethane production). This value differs for only 3.3% from the mean value estimated by the TDM, proving that Explicit´s measurement method provides comparable results to the TDM. A second measuring campaign has been performed on the same biogas facility, when safety operations were ongoing (e.g. pressure release valve relief events). In this occasion, the hourly mean emission rate has been estimated equal to 87.41 kgCH4/h (13.3% of the biomethane production), showing that methane emissions from biogas plants can be very high under unusual operating conditions.

La produzione e il consumo di biogas sono incentivati principalmente dal loro contributo significativo alla riduzione delle emissioni di gas serra. Tuttavia, i benefici ambientali che derivano dalla produzione di biogas possono essere indeboliti da grosse perdite fuggitive di metano. Explicit ApS ha sviluppato un nuovo metodo per stimare le emissioni di metano dagli impianti di biogas utilizzando droni dotati di sensori. Il metodo è stato testato su un impianto di biogas danese durante una giornata di condizioni operative normali, in cui le misurazioni con il ‘tracer gas dispersion method’ (TDM) sono state eseguite contemporaneamente dalla Technical University of Denmark. Il tasso medio orario di emissione di metano stimato da Explicit è di 14.7 kgCH4/h (corrispondente al 2.3% della produzione di biometano). Questo valore differisce solo per il 3.3% dal valore medio stimato utilizzando il TDM, dimostrando che il metodo di misurazione ideato da Explicit fornisce risultati comparabili al TDM. Una seconda campagna di misurazione è stata eseguita sullo stesso impianto di biogas, quando erano in corso alcune operazioni di sicurezza (es.: valvola di rilascio della pressione attivata). In questo scenario, il tasso medio orario di emissione è stato stimato pari a 87.41 kgCH4/h (13.3% della produzione di biometano), dimostrando che le emissioni di metano dagli impianti di biogas possono essere molto elevate specialmente in condizioni di esercizio inusuali.