7 metoder til at opdage metanlækager fra biogasanlæg

Metan er en skjult klimasynder – hele 28 gange mere potent end CO₂ over et 100-årigt perspektiv. Derfor giver det god mening at lægge vores grønne øjne på en af de mest oplagte kilder til metan i Danmark: biogasanlæggene. De producerer vigtig, vedvarende energi og hjælper os af med husdyrgødning og organiske restprodukter, men når selv små lækager får lov at sive ud i atmosfæren, fordamper en del af klimagevinsten.

Det gode nyhed er, at metan kan spores – og det behøver hverken koste en formue eller kræve raketvidenskab. Fra det klassiske sæbevand på skruenippel nr. 37 til avancerede infrarøde kameraer på droner og satellitter: Teknologien til at afsløre usynlige gasstrømme bliver billigere, smartere og mere tilgængelig for hver sæson.

I denne artikel dykker vi ned i syv praktiske metoder, som danske biogasanlæg – og alle, der arbejder med naturgas og biometan – kan tage i brug for at finde, måle og stoppe utæthederne. Du får det fulde overblik fra lavpris-sprayflasken til satellitbilleder i rummet, så du kan vælge den rigtige strategi til dit anlæg, din tidsplan og dit budget.

Sæt dig godt til rette, spænd sikkerhedsbrillerne, og lad os tage på jagt efter de usynlige metanplumer, der står i vejen for en renere og mere klimavenlig biogasproduktion.

Visuel og akustisk lækagesøgning: sæbevand og ultralyd

Visuelle og akustiske metoder er det naturlige første skridt, når man vil lede efter metanlækager på et biogasanlæg. De kræver kun begrænset udstyr, kan udføres af driftspersonalet selv og passer derfor ideelt ind i det daglige “walk-through”-tilsyn.

Fremgangsmåde

1. Forberedelse: Sluk eller isolér om muligt den komponent, der skal inspiceres, og sørg for god ventilation. Medbring sæbevand/lækagespray i trykflaske samt en bærbar ultralydsdetektor med hovedtelefoner.
2. Sæbevands-test:
   • Påfør et tyndt, dækkende lag skum på mistænkelige samlinger – typisk flanger, ventiler, slangekoblinger og pumpepakninger.
   • Observer straks: Danner der sig voksende bobler, er der en punktlækage.
   • Marker lækagen med tusch eller tag et foto til senere udbedring.
3. Ultralyds-scanning:
   • Indstil detektoren til ca. 40 kHz (de fleste lækager udsender bredbåndet ultralyd 20-60 kHz).
   • Bevæg sensoren langsomt hen over rørføringer, manifolde og kompressorhuse i en afstand på 0,5-1 m.
   • Lyt efter karakteristiske “susende” eller “klik”-signaler i hovedtelefonerne, samtidig med at displayet viser signalstyrken.
   • Triangulér ved at ændre afstand/vinkel – når lydstyrken topper, befinder du dig tæt på kilden.
4. Dokumentation: Notér lækagens placering, den observerede visuelle/akustiske styrke og tidspunktet. Brug gerne standardiserede skemaer, så tjekket kan sammenlignes mellem runder.

Sammenligning af de to teknikker

Hvornår giver metoden mest værdi?

• Ved komponentbaserede rutinetjek, fx hver uge eller måned.
• Efter vedligehold eller montagearbejde, hvor pakninger og slangesamlinger er blevet åbnet.
• Som første trin før dyrere kvantificerende målinger (sniffer, OGI).

Begrænsninger og faldgruber

• Kan ikke påvise diffuse emissioner fra store flader (membrantage, lagertanke).
• Ultralyd kan maskeres af trykluftdyser og ventiler, hvis de ikke midlertidigt lukkes.
• Der fås ingen direkte tal for udslip i kg CH₄/time – kun kvalitative indikationer.

Gode arbejdsmiljø- og sikkerhedsregler

• Brug antistatisk arbejdstøj og gnistfrit værktøj i EX-zoner.
• Tag altid gasdetektor med LEL-alarm med dig, før du går tæt på potentielle lækagepunkter.
• Udpeg en spotter, hvis du arbejder på stiger eller tæt på roterende udstyr.

Med en kombination af billigt sæbevand og mere avanceret ultralydsdetektion kan driftsfolkene hurtigt identificere 80-90 % af de typiske metanlækager på et biogasanlæg. Metoden danner derfor et solidt grundlag for både proaktiv vedligeholdelse og dokumenteret klimahandling.

Håndholdte metansniffere og bagging/hoods

Metansniffere er håndholdte, batteridrevne instrumenter, som via en fleksibel slange suger en lille gasstrøm forbi en in-situ sensor. På biogasanlæg bruges de som “elektroniske næser”, der systematisk føres hen til alle potentielle problemsteder – flanger, ventiler, slangekoblinger, pumper, gasrør, opgraderingsmoduler og fakkelrør.

Typiske sensorteknologier

Fremgangsmåde for sniffer-rundering

1. Kalibrér instrumentet med nulkald (ren luft eller N₂) og en metan-standard på f.eks. 5000 ppm.
2. Definér rute: start ved reaktorens topventiler, fortsæt langs rørføringer til kompressorer, opgraderingsanlæg og afslut ved faklen.
3. Skan langsomt (<5 cm/s) omkring hver samling. Hold proben 0-5 cm fra overfladen for at undgå turbulensfortynding.
4. Registrér koncentrationsstigninger i realtid og markér GPS-position eller komponent-ID på checklisten.
5. Verificér suspekt sted med back-and-forth-test – stiger signalet igen, når man gentager bevægelsen?

Bagging og hoods – Fra detektion til kvantificering

Når en læk er påvist, kan man sætte en plastic bag eller en hård hood over komponenten og lede udstrømmende gas gennem en MFM eller kalibreret flowmåler:

1. Vælg pose/hood, så den slutter tæt om flanger eller ventiler.
2. Tilslut et lille vakuumpumpe-system (~2-5 L/min) og før den samlede gasstrøm ind i metansensoren.
3. Mål stabil koncentration (C_bag) og flow (Q). Lækage-fluxen fås som: L = Q · (C_bag – C_baggrund).

Eksempel: 2,3 L/min luft fra hood indeholder 8.500 ppm CH₄. Baggrund er 2 ppm. Omregnet til masse giver det ca. 19 g CH₄/time.

Fordele og begrænsninger

Tips til feltarbejde

• Brug snifferen efter en OGI-screening – så leder du målrettet efter identificerede hotspots.
• Vælg stille vejr (<3 m/s) for at undgå fortynding af små udslip.
• Notér temperatur og tryk – kan påvirke sensorrespons og beregning af masseflux.
• Sørg for ekstra batterier og filterindsatser, især på støvede anlæg.
• Læg en realistisk tidsplan: ca. 1-2 h pr. MW installeret reaktorvolumen er en brugbar tommelfingerregel.

Sammenfattende er håndholdte metansniffere kombineret med bagging/hoods en uundværlig standardmetode til at spore og tallægge punktlækager fra biogasanlæg. Metoden bør indgå i et flertrins-program sammen med optisk screening og periodiske totalflux-målinger, så både små og store emissioner fanges, dokumenteres og reduceres.

Optisk gasafbildning (OGI) i infrarød

Optisk gasafbildning (OGI) er i dag guldstandarden til hurtig, visuel screening af metanlækager på biogasanlæg. Med et termisk IR-kamera, der er følsomt i det smalle spektre omkring 3,2-3,5 µm, kan operatøren se flygtige metanplumer som mørke eller lyse skyer i søgeren – i realtid og uden at gribe ind i processen.

Sådan virker teknologien

1. Filtreret detektor: Kameraet er udstyret med et narrow-band filter, der matcher metans stærkeste absorptionsbånd.
2. Baggrundskontrast: Gassen absorberer IR-stråling fra baggrundsfladen (tankvæg, jord, himmel) og efterlader et “hul” i signalet, som gengives som kontrast i billedet.
3. Live-video: Resultatet præsenteres som en live-video, hvor plumen bevæger sig med vinden, så lækager hurtigt lokaliseres.

Typiske anvendelser på biogasanlæg

• Membrantanke og gaslommer, hvor det er vanskeligt eller farligt at komme til.
• Flaretoppe og taggennemføringer, som kan inspiceres fra jorden via teleoptik.
• Ventilpakninger, pumpesystemer og kompressorstationer i drift – uden nedlukning.

Fordele og begrænsninger

Best practice i felten

• Vælg tidspunkt: Tidlig morgen eller sen eftermiddag giver større temperaturkontrast mellem baggrund og gas.
• Positionér dig i læ: Plumer spredes hurtigere i høj vind; søg læsiden eller inspicér i moderat vind (<5 m/s).
• Justér gain og palet: Brug højfølsom tilstand og en grå- eller iron-palet for at øge kontrasten.
• Verificér med sniffer: Når en plume er fundet, bekræft punktkilden med håndholdt metansensor eller bagging for at kvantificere.

Udvidet kvantificering

Nye softwarepakker kan kombinere frame-rate, plume-areal, vindhastighed og temperaturdata for at beregne lækageflux direkte fra videostrømmen. Metoden er lovende, men kræver kalibrering mod kendte standardlækager og er endnu ikke fuldt anerkendt af alle myndigheder.

For de fleste biogasanlæg anbefales OGI som første linje i et lagdelt overvågningsprogram. Den visuelle identifikation gør det muligt hurtigt at prioritere reparationer, hvorefter mere præcise (men langsommere) kvantitative teknikker kan sættes ind hvor det batter mest.

Dronebaseret metandetektion (OGI, TDLAS, mini-CRDS)

Droner har på få år udviklet sig til en af de mest alsidige og sikre metoder til at opspore metanlækager på biogasanlæg. Ved at montere sensorer direkte på en multirotor eller fastvingedrone kan man inspicere hele anlægget – fra toppen af reaktortankene til fakkel og kompressorstation – på få minutter og uden at udsætte personale for højder eller eksplosive atmosfærer.

1. Sensor­typer på droner

2. Typisk arbejds­flow

1. Forberedelse: indhent flyvetilladelse (EVLOS/BVLOS alt efter mission), opdater NOTAM og gennemgå anlæggets ATEX-zoner.
2. Flyveplan: definér ruter i flere højder (fx 5 m over tankkant, 15-20 m sweep nedstrøms) og inkludér krydsning af forventet vindretning.
3. Datainhentning: synkronisér sensoroutput med GNSS, barometer og meteorologisk probe på dronen.
4. Analyse:
   • OGI-video gennemgås for visuelle plumer.
   • TDLAS/CRDS-data kobles til vindhastighed og ‑retning for fluxestimat vha. Gaussisk “tracer release”-model eller mass-balance.
5. Rapport: generér kort, fotos og tidsserier; tildel lækage­klasser (A, B, C) og anbefal udbedring.

3. Fordele ved drone­baseret metode

• Når høje og svært tilgængelige kilder (reaktortag, lukkede membraner, fakkelspids).
• Reducerer sikkerhedsrisici for personale og minimerer anlægsnedlukning.
• Kan kombineres med visuel fotogrammetri for at dokumentere anlæggets tilstand.
• Hurtig screening: et mellemstort anlæg dækkes på 15-30 min.

4. Udfordringer og begrænsninger

• Vind > 6-7 m/s kan både sprede plumen og gøre flyvning ustabil.
• Batteritid begrænser måletiden (typisk 15-25 min pr. sortie).
• Datatolkning afhænger af korrekte meteorologiske input og højderegistrering.
• Kræver uddannede operatører (EASA A2/C-certifikat) og kendskab til gasmåling.

5. Best practice-tips til biogasanlæg

1. Planlæg missioner tidlig morgen eller sen aften, hvor temperatur­gradienter og baggrundskontrast er størst.
2. Brug dual-payload (OGI + TDLAS) for både kvalificeret lokalisering og kvantificering i én flyvning.
3. Kalibrér sensoren med certificeret gas (2-5 ppm CH₄) lige før start for at minimere drivning.
4. Flyv opstrøms → tværs → nedstrøms af kilden for at tegne koncentrationsprofilen.
5. Samarbejd med vedligeholdelsesteamet, så lækagen kan udbedres samme dag for maksimal effekt.

Mobile målinger fra køretøj og inverse modeller

Mobile surveys fra en personbil eller varevogn giver en hurtig og relativt billig måde at tage temperaturen på metanudslip fra et biogasanlæg uden at skulle bevæge sig ind på selve processen. Metoden låner værktøjer fra både atmosfærekemi og klassisk “sniffer”-teknik, men hæver blikket og ser på hele plume-signaturen rundt om anlægget.

Nødvendigt udstyr

• Højfølsomt metaninstrument – typisk CRDS eller TDLAS med responstid <1 s.
• GPS-modul med tidsstempel i samme opløsning som gassignalet.
• Vejrstation (eller data fra nærmeste målestation) for vindhastighed, vindretning og temperatur.
• Strømforsyning og datalogger – ofte en 12 V omformer og en bærbar pc eller single-board-computer.

Typisk fremgangsmåde

1. Planlæg ruten: Kør langs offentligt tilgængelige veje der indrammer anlægget i flere vindretninger. Ideelt 200-500 m fra mulige kilder.
2. Stabiliser baggrund: Start i “ren” luft opstrøms anlægget for at fastslå baggrundsniveauet (baseline).
3. Opsamling: Kør med jævn hastighed (20-40 km/t) mens luft suges ind gennem et tag- eller sidesug. Log CH₄, GPS og vind hvert sekund.
4. Gentag målinger: Lav minimum to runder for at sikre reproducerbarhed og fange vindskift.
5. Kvalitetskontrol: Marker stop, accelerationer og mødet med andre køretøjer der kan forstyrre data.

Databehandling – Fra spor til flux

Efter feltmålingen kombineres tidsserierne i en plume-tracking algoritme. Simplest er et “gaussisk back-trajectory”-estimat:

Ved at løse den inverse Gauss-model kan man opnå et groft flux-skøn (fx “5 ± 2 kg CH₄/t”) for hele anlægget eller for dominerende kilder som fakkel, lagertank eller kompressoranlæg. Usikkerheden øges markant ved lave koncentrationer <0,3 ppm over baggrund.

Styrker og begrænsninger

• + Stort dækningsområde: Kan afsløre lækager selv på svært tilgængelige dele af anlægget.
• + Uafhængig kontrol: Kørsel uden for hegnet giver objektiv tredjepartsmåling.
• + Hurtig screening: En enkelt måledag kan dække flere anlæg.
• – Følsomhed for vindforhold: Skiftende vindretning kan sløre kildesignal.
• – Upresis for små punktkilder: Turbulent blanding udjævner små lækager under transporten til vejen.
• – Behov for adgang til veje: Ingen data der hvor ingen veje findes.

Praktiske tips

• Brug live-plot på pc’en, så chaufføren kan gentage segmenter med interessante peaks.
• Markér lugtindtryk og visuelle observationer (f.eks. damptæt låg åbent) i dataloggen.
• Undgå myldretid – biltrafik og udsivende udstødning kan forurene signalet.
• Kalibrér instrumentet både før og efter turen; små driftsfejl forstørres under det inverse regnestykke.

Når mobile målinger kombineres med andre metoder – eksempelvis droner eller OGI inde på selve anlægget – får man et stærkt “top-down vs. bottom-up”-tjek, der både fanger de store udslip og hjælper mandskabet med at pin-pointe de konkrete fittings der lækker.

Faste sensornetværk og fenceline (open-path/lasere)

Faste sensornetværk består typisk af to komplementære principper:

1. Punktsensorer – elektro­kemiske eller optiske (NDIR/TDLAS) enheder placeret på master eller bygninger, der måler lokale metankoncentrationer (ppm-niveau) hvert 1-30 sekund.
2. Open-path systemer – fx TDLAS eller OP-FTIR, hvor en laser­stråle eller infrarød lyskilde sendes 50-300 m til en reflektor langs hegnslinjen (fenceline) og tilbage til en detektor, så man får en integreret “linje­koncentration” (ppm·m).

Når de to metoder kombineres, opnås både høj tidsopløsning og god arealdækning, hvilket gør netværket velegnet som en kontinuerlig vagthund mellem de mere detaljerede, men periodiske, kampagne­målinger (sniffere, droner, OGI osv.).

Sådan fungerer overvågningen i praksis

• Sensorerne logger data til en central gateway eller direkte til SCADA/IoT-cloud.
• Vindhastighed og vindretning fra nærliggende vejrstationer kobles på i real-tid.
• Alarm­grænser (f.eks. 5 ppm over baggrund eller 2σ over 24-timers median) udløser sms/e-mail til driftspersonalet.
• Software foretager trend­analyse, baseline-korrektion og korrelation mellem flere målelinjer for at estimere sandsynlig lækage­retning og styrke.

Typisk hardware-pakke

Fordele og begrænsninger

Best practice ved installation

1. Anbring punktsensorer i 1,5-3 m højde på læ-siden af primære proces­områder.
2. Læg open-path strækninger parallelt med prevalent vind­retning for maksimal følsomhed.
3. Undgå direkte solindfald på reflektor og sæt varmelegeme på optik for at forhindre dug/frost.
4. Etabler kalibrerings-bypass (permeationsrør eller gaspose) så feltkalibrering kan ske uden ned­tids.
5. Sørg for redundant strøm (UPS/solcelle) og mindst én uafhængig kommunikations­kanal.

Når netværket er velindkørt, kan det give værdifuld indsigt i årstidsvariationer, effekten af proces­ændringer og succes­rate for vedligehold – kort sagt et datadrevet fundament for at nedbringe metan­tabet fra biogas­anlægget til et minimum.

Satellit- og flybåren fjernmåling

Globale satellitmissioner og specialiserede flykampagner har de seneste år gjort det muligt at ”scanne” store geografier for metan-hotspots – også fra danske biogasanlæg. Teknologien fungerer som et stor‐skala supplement til de nærfeltmetoder, der beskrives i de foregående afsnit.

Hvordan virker det?

1. Satellitter: Instrumenter som Sentinel-5P/TROPOMI, GHGSat og Landsat-9 OLI måler refleksioner eller absorption af sollys i specifikke bånd omkring 1,65 µm og 2,3 µm, hvor metan har markante spektrale fingeraftryk. Opløsningen spænder fra ca. 7×7 km (TROPOMI) til 25×25 m (kommercielle mikro-satellitter). Sensoren detekterer koncentrationsforhøjelser (“plumes”), som afbildes på kort i kolonneenheder (ppb·m).
2. Flybåren fjernmåling: Fly, helikoptere eller droner udstyres med
   • Hyperspektrale kameraer (f.eks. AVIRIS-NG, HySpex) eller
   • Pulsede/top-down lasersystemer (LiDAR, IME‐Alberta Airborne)

   med pixelstørrelser på 1-5 m og detektionsgrænser helt ned til 5-10 kg CH₄/h. Det muliggør målrettede kampagner lige over enkelte biogasanlæg, f.eks. ved myndighedskontrol eller uheld.

Hvad kan metoden bruges til?

• Overblik og prioritering: Myndigheder kan kortlægge, hvilke anlæg eller regioner der har størst samlede udslip, og dermed planlægge tilsyn mere effektivt.
• Benchmarking: Operatører kan sammenligne egne emissioner med branchegennemsnit og dokumentere forbedringer over tid.
• Fang sjældne, store hændelser: F.eks. beskadigede gaslagre eller venting under vedligehold. Disse events kan dominere det årlige klimaftryk, men overses i periodiske målinger.
• Kommunikation: Visualiseringer fra rumbaserede billeder er lette at forstå for offentligheden og kan styrke transparensen.

Typiske præstationsdata

*Værdier under gunstige vejrforhold. Skyer, høj luftfugtighed og lav kontrast øger grænsen.

Begrænsninger og faldgruber

• Følsomhed: De fleste satellitter kræver flukser ≥ 100 kg/h for at detektere en plume. Små komponentlækager (< 10 kg/h) falder under radaren.
• Vejr og skyer: Metanmåling er kun mulig i klart vejr; skydække over Danmark er en væsentlig showstopper ca. 50 % af året.
• Tidsopløsning: Sjældne, kortvarige udslip kan overses mellem satellitpassager eller flykampagner.
• Fortolkning: Baggrundsvariation, landbrugsaktiviteter eller nærliggende lossepladser kan forveksles med biogasanlæggets plume og kræver derfor krydstjek med vinddata og andre kilder.
• Omkostninger: Grunddata fra Sentinels er gratis, men højopløsnings kommercielle billeder og flykampagner kan koste 50 000-150 000 kr. pr. anlæg.

Bedste praksis

1. Brug satellit-screening til at identificere potentielle ”hotspots”.
2. Følg op med on-site eller dronebaserede metoder for at lokalisere og kvantificere konkrete komponenter.
3. Planlæg fly-over om formiddagen, når turbulensen er moderat, og strålingen giver god signalkontrast.
4. Inddrag lokale meteorologi-data for at køre inverse modeller, som oversætter plume-billeder til masseflux.

Satellit- og flybåren fjernmåling er altså ikke en erstatning for de nærfeltteknikker, men et strategisk værktøj til hurtigt at få overblik og fange de ”store fisk”, der ellers kan drive en uforholdsmæssig stor del af klimabelastningen fra biogasproduktionen.