Koolstofmonoxide (CO) komt vrij bij incomplete verbranding en speelt een belangrijke rol in luchtvervuiling. Het kan bovendien dienen als traceermiddel voor CO2, dat op zichzelf lastiger te meten is. Onderzoekers van SRON en TNO gebruiken nu satellietdata om de lokale CO-uitstoot in Afrikaanse steden in kaart te brengen. Die blijkt in veel steden te verschillen van wereldwijde emissie-inventarisaties. Schattingen van de efficiëntie van verbrandingsprocessen moeten daarom worden bijgesteld. 
Voor de naleving van het Parijs-akkoord zijn onafhankelijke metingen essentieel om bij te houden waar broeikasgassen worden uitgestoten. Via satellieten kunnen we met één instrument onder dezelfde omstandigheden de gehele aarde scannen. Een van de gassen die het Nederlandse ruimte-instrument TROPOMI meet is koolstofmonoxide (CO), dat vrijkomt bij incomplete verbranding van fossiele brandstoffen en bij bosbranden. In steden wordt het voornamelijk uitgestoten door wegverkeer en huishoudelijke verbranding. CO draagt bij aan smogvorming en belemmert de afbraak van het broeikasgas methaan in de atmosfeer. Bovendien kan CO gebruikt worden als traceermiddel voor het belangrijkste broeikasgas, koolstofdioxide (CO2), waarvoor verbrandingspluimen lastiger te meten zijn omdat er al zoveel van aanwezig is in de atmosfeer. Uitstoot van CO2 gaat gepaard met enige uitstoot van CO omdat er altijd een mate van onvolledige verbranding is.
Onderzoekers van SRON en TNO hebben nu met TROPOMI stedelijke CO-uitstoot gemeten en vergeleken met een veelgebruikte emissie-inventarisatie. Ze focussen op Afrikaanse steden omdat daar de CO-uitstoot nog weinig in kaart is gebracht. De satellietdata geven een completer beeld van de uitstoot van deze steden, wat ook helpt bij het prioriteren van beleid rond luchtkwaliteit. De luchtkwaliteit van deze steden is in het bijzonder van belang aangezien ze vele miljoenen mensen huisvesten en in de komende jaren sterk zullen groeien. Noord-Afrikaanse steden blijken meer CO uit te stoten dan voorheen geschat in emissie-inventarisaties. Voor steden in Zuid-Afrika en Ivoorkust vinden de onderzoekers juist lagere uitstoot.
De hogere uitstoot in Noord-Afrikaanse steden duidt op minder efficiënte verbranding dan aangenomen. Voor de landen met lagere uitstoot geldt het omgekeerde. Promovendus Gijs Leguijt licht toe: ‘Met TROPOMI krijgen we onafhankelijke schattingen van de CO-uitstoot van grote steden. Het lijkt erop dat de hoeveelheid verbranding van fossiele brandstoffen in de inventarisaties klopt, maar dat de aangenomen efficiëntie vaak afwijkt van onze resultaten.’ De onderzoekers werken samen met de makers van de emissie-inventarisatie om deze nieuwe inzichten mee te nemen.
Caption header image: (links) Stedelijke CO-uitstoot zoals gemeten met TROPOMI in 2019-2021. (rechts) CO-pluim vanuit Cairo waargenomen met TROPOMI op 7 April 2019.
Publicatie
Gijs Leguijt, Joannes D. Maasakkers, Hugo A.C. Denier van der Gon, Arjo Segers, Tobias Borsdorff, and Ilse Aben, ‘Quantification of carbon monoxide emissions from African cities using TROPOMI’, Atmospheric Chemistry and Physics
Satellite observations African cities: carbon monoxide emissions deviate from inventories
Carbon monoxide (CO) is released during incomplete combustion and plays an important role in air pollution. It can also serve as a tracer for CO2, which is difficult to measure directly. Researchers from SRON and TNO are now using satellite data to map local CO emissions from African cities. These turn out to differ from commonly used emission inventories. It means that combustion efficiency estimates should be adjusted.
Independent measurements tracking where greenhouse gas emissions occur are essential to support compliance with the Paris Agreement. Satellites offer a unique opportunity to scan the entire globe with one instrument under the same conditions. One of the gases measured by the Dutch space instrument TROPOMI is carbon monoxide (CO), which is released during incomplete combustion of fossil fuels and in forest fires. In cities, it is mainly emitted by road traffic and residential combustion. CO contributes to smog formation and hinders the breakdown of the greenhouse gas methane in the atmosphere. In addition, CO can be used as a tracer for the main greenhouse gas, carbon dioxide (CO2), of which combustion plumes are difficult to measure because CO2 is already abundantly present in the atmosphere. Emission of CO2 is accompanied by CO emission because there is always some degree of incomplete combustion.
Researchers from SRON and TNO have now measured urban CO emissions with TROPOMI and compared them with a widely used emission inventory. They focus on African cities because their CO emissions have not been studied in detail. The satellite data provide a more complete picture of the emissions from these cities, which also supports prioritizing air quality policy. The air quality of these cities is particularly important as they are home to many millions of people and will grow strongly in the coming years. North African cities turn out to emit more CO than previously estimated in emission inventories. Meanwhile, the researchers find lower emissions for cities in South Africa and Ivory Coast.
The higher emissions in North African cities indicate less efficient combustion than assumed. The opposite is true for countries with lower emissions. PhD candidate Gijs Leguijt explains: ‘With TROPOMI we obtain independent estimates of the CO emissions from large cities. It appears that the amount of fossil fuel combustion in the inventories is correct, but that the assumed efficiency often deviates from our results.’ The researchers are collaborating with the developers of the emission inventory to incorporate these new insights.
Caption header image: (left) Urban CO emissions as measured by TROPOMI in 2019-2021. (right) CO plume from Cairo observed with TROPOMI on April 7 2019
Publication
Gijs Leguijt, Joannes D. Maasakkers, Hugo A.C. Denier van der Gon, Arjo Segers, Tobias Borsdorff, and Ilse Aben, ‘Quantification of carbon monoxide emissions from African cities using TROPOMI’, Atmospheric Chemistry and Physics