Mätning

Genom att mäta rätt, kontinuerligt och med rätt verktyg kan vi förstå var, när och hur lustgasen uppstår – och därmed ta viktiga steg mot minskad klimatpåverkan från reningsverken.

Trots att Sverige har över 400 kommunala reningsverk större än 2 000 personekvivalenter (pe), har endast ett fåtal genomfört lustgasmätningar – och då oftast i begränsad omfattning. De flesta mätningar har skett under korta perioder på några dagar eller veckor, vilket innebär att både toppar och variationer i utsläppen missas.

Endast vid Henriksdals- och Käppalaverket i Stockholm (täckta verk) samt på Klagshamns avloppsreningsverk utanför Malmö har man kommit steget längre och infört kontinuerliga mätningar. Dessa visar tydligt på signifikanta variationer av lustgashalter över tid och att de genomsnittliga utsläppen ofta är högre än vad som tidigare antagits, ofta just på grund av höga periodvisa utsläpp. Detta bekräftar vikten av långsiktig, kontinuerlig mätning.

Mäta lustgasutsläpp

Att mäta lustgasutsläpp kräver både noggrannhet och rätt teknik. Mätningen kan egentligen sammanfattas i tre steg: provtagning, analys och utsläppsberäkning. För att fånga den verkliga dynamiken krävs kontinuerlig provtagning och analys av frånluften från täckta processer eller med hjälp av särskilda mäthuvar som flyter på bassängerna. Det finns även sensorer för mätning av den lösta lustgashalten i vattenfasen. Vattensensorn kan användas som komplement för att förstå var lustgasen bildas i processen, snarare än var den strippas ut från bassängerna.

För att beräkna utsläppen korrekt behövs tillförlitlig information om luftflöden, vattenflöden och kvävekoncentrationer. Det handlar om att mäta, men också om att förstå och tolka mätdata.

Tillgängliga mätare

Instrument för att mäta lustgashalten i frånluften baseras på NDIR (icke-dispersiv infraröd spektrofotometri), GC (gaskromatografi) eller laser. Ofta mäts inte bara lustgas, utan även metan, syre och koldioxid. Frånluften från ventilationsluften eller från flytande huvar behandlas ofta innan den når mätinstrumentet (filtrering, avfuktning, värms/kyls till referenstemperatur). Frånluften leds via slangar till instrumentet. Flera luftströmmar kan ledas till ett och samma instrument via ett ventilpaket där en luftström analyseras i taget.

Hittills har främst egenutvecklade lösningar används vid svenska reningsverk. Idag finns dock flera aktörer på marknaden som erbjuder kompletta eller dellösningar för lustgasmätning i både i öppna och övertäcka processer.

Kostnad

Kostnaden för en komplett lösning varierar för N₂O-mätning beroende på omfattning och ambitionsnivå. Exempelvis kan utrustning bestående av fyra mäthuvar kopplade till en eller flera flerkanalsgasanalysatorer fås för 600-700 tkr. Till det kommer en årlig underhållskostnad (service och kalibrering) på cirka 100 tkr och integrering i processen med eventuella anpassningar. Med en livslängd på cirka 5 år blir kostnaden cirka 250 tkr/år. Med en halvering av lustgasutsläppen gentemot FN:s klimatpanels utsläppsvärde på 1,6 % av inkommande kväve blir kostnaden för ett 50 000 pe-verk cirka 300 kr/ton CO_2e.

Luftflödesmätare är en förutsättning för att kunna beräkna utsläppen. Finns redan en luftflödesmätare installerad för den specifika zon som en huv är placerad i så behöver inte en mätare installeras i huven. En luftflödesmätare kostar cirka 50 tkr.

Sensorer för vattenfasen är något billigare, men har ofta högre underhållsbehov och ger endast en mätning av lustgas i vattenfasen.
Utöver utrustningen tillkommer kostnader för tillsyn och – inte minst – databehandling. Effektiv design av mätuppsättningen är därför avgörande för att hålla kostnaderna nere.

Viktigt att tänka på när man planerar att mäta lustgas

Att mäta lustgas kräver noggrann planering och rätt förutsättningar. Här är de viktigaste punkterna att ha koll på:

• Välj rätt mätmetod och plats
  Kontinuerlig mätning av frånluft i täckta processer eller med mäthuvar ger bäst resultat. Vattensensorer kan användas som komplement.
• Säkerställ mätkvalitet
  Tillförlitlig luftflödesmätning och belastningsdata (flöde och kvävehalter) är avgörande för att beräkna utsläpp korrekt.
• Planera för databehandling
  Datainsamling är bara början – beräkningar, analys och tolkning kräver både tid och kompetens.
• Var medveten om osäkerheter
  Fel mätpunkt, icke-synkade data och analysosäkerheter kan leda till missvisande resultat. Erfarenhetsutbyte med andra organisationer minskar dessa risker.
• Tänk långsiktigt
  Kontinuerlig mätning över tid ger mer representativa resultat och bättre beslutsunderlag för klimatåtgärder.
• Välj kostnadseffektiv lösning
  Det finns stor variation i både pris och funktion av utrustning – rätt val av teknik, implementering och mätstrategi gör stor skillnad för både budget och resultat.

Det här gör det extra viktigt att branschen arbetar gemensamt för att harmonisera metoderna, dela erfarenheter och öka kompetensen.

Vill du veta mer om mätning?

Kontakta Christian Baresel eller följande leverantörer:

Upwater
Variolytics
ABB
Alnab
Unisense