Moderne kolencentrales produceren meer ultrafijnstofdeeltjes dan wegverkeer en kunnen zelfs regenpatronen wijzigen en herverdelen, blijkt uit een nieuwe 15-jarige internationale studie.

De studie geeft aan dat filtratiesystemen op moderne kolencentrales de grootste bron van ultrafijnstof zijn en op verschillende manieren aanzienlijke gevolgen kunnen hebben voor het klimaat.

In stedelijke gebieden, het wegverkeer wordt lange tijd beschouwd als de belangrijkste bron van emissies van kleine deeltjes, die een negatief effect kunnen hebben op de gezondheid en het milieu.

Echter, langetermijnmetingen uitgevoerd door twee wetenschappers, Professor Wolfgang Junkermann van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) in Duitsland en professor Jorg Hacker van Airborne Research Australia - die verbonden zijn aan de Flinders University - hebben een bron onthuld die vooral van invloed is op het regionale klimaat:moderne kolencentrales.

In de Bulletin van de American Meteorological Society , de onderzoekers rapporteren hoe kolencentrales duidelijk grote hoeveelheden ultrafijnstof (UFP) uitstoten door filtertechnologie van uitlaatgas. De belangrijkste bevindingen van het langetermijnonderzoek zijn:

• Moderne kolencentrales stoten meer UFP uit dan stedelijk wegverkeer
• UFP kan de menselijke gezondheid schaden
• UFP kan de regenvalverdeling op lokale tot regionale schaal beïnvloeden door het aantal condensatiekernen te verhogen
• UFP kan honderden kilometers in lagen met hoge concentraties worden getransporteerd en vervolgens leiden tot gelokaliseerde "deeltjesgebeurtenissen" (dramatische pieken in kortetermijndeeltjesconcentraties op de grond) ver weg van hun bron.

Uit het onderzoek bleek ook dat de UFP-concentraties voortdurend zijn toegenomen sinds de ingebruikname van moderne kolencentrales op veel locaties over de hele wereld.

Voor de meetvluchten in Europa, Australië en zelfs Mexico en Binnen-Mongolië, het onderzoeksteam gebruikte twee nogal ongebruikelijke kleine onderzoeksvliegtuigen, 's werelds meest uitgebreid geïnstrumenteerde motorglider in Australië en een 'trike' ontwikkeld in Duitsland - vermoedelijk het kleinste bemande onderzoeksvliegtuig ter wereld.

De vliegende laboratoria zijn uitgerust met zeer gevoelige instrumenten en sensoren die stofdeeltjes meten, sporen gassen, temperatuur, vochtigheid, wind- en energiebalansen.

"Onze twee onderzoeksvliegtuigen zijn bijzonder geschikt om de pluimen van de rookstapels voor honderden kilometers benedenwinds te volgen en hun gedrag tot in detail te bestuderen, " zegt professor Hacker, die is gebaseerd op Airborne Research Australia (ARA) in Zuid-Australië.

De wetenschappers koppelden deze gegevens vervolgens aan meteorologische waarnemingen en gebruikten dispersie- en transportmodellen om hun oorsprong te achterhalen.

"Op deze manier, we ontdekten dat fossiele energiecentrales al jaren de sterkste individuele bronnen van ultrafijnstof wereldwijd zijn. Ze hebben een enorme invloed op meteorologische processen en kunnen extreme weersomstandigheden veroorzaken, inclusief intensieve regenbuien.

"Door regenval te herverdelen, dit kan op sommige plaatsen leiden tot droger dan normaal en elders tot ongewoon zware en aanhoudende hevige regenval, ' zegt professor Hacker.

Met een diameter van minder dan 100 nm, UFP heeft een enorme impact op milieuprocessen, in staat om de eigenschappen van wolken en neerslag te beïnvloeden, zegt de krant.

"De UFP biedt oppervlakken voor chemische reacties in de atmosfeer of kan de eigenschappen van wolken en neerslag beïnvloeden, " says Professor Junkermann.

In open nature, bosbranden, dust storms or volcanic eruptions produce fine particles, but mostly not in the nanometer range.

To study the existence and distribution and transport processes of UFP, the researchers not only flew their instruments near to or downwind of coal-fired power stations but also over remote regions where very low UFP concentrations have been measured in the past at ground level.

specifiek, in regions with conspicuous precipitation trends such as inland Western Australia and Queensland, the researchers found that UFP concentrations have increased constandly and could be linked to emissions made by coal-fired power stations and refingeries.

"Exhaust gas cleaning takes place under conditions that are optimal for the new formation of particles. Ammonia is added to the exhaust gases in order to convert nitrogen oxides into harmless water and nitrogen, " Professor Junkermann says.

At the same time ammonia is available at the right mixing ratio for particle formation, resulting in concentrations in the exhaust gas becoming high. After emission at 200-300 m height from smoke stacks, the very small particles typically spread over several hundreds of kilometres depending on weather and climate conditions in the atmosphere, vonden de onderzoekers.