Unsichtbare CO2-Emissionen Sichtbar Machen

Für die Sendung makro, das globale Wirtschaftsmagazin auf 3Sat, haben ZDF-Reporter Manfred Kessler und Kameramann Armin Vater eine halbstündinge Dokumentation über das Klimagas CO2 und seine Bepreisung gedreht. Da Kohlendioxid im für uns Menschen sichtbaren Spektrum des Lichts unsichtbar ist, hat sich das Team an den Weltmarktführer für Wärmebildkameras, FLIR Systems, gewendet, denn das Unternehmen stellt mit der FLIR GF343 eine spezielle Kamera für die Visualisierung von CO2 her.

ÜBER 3SAT UND MAKRO

3sat ist ein werbefreies deutschsprachiges öffentlich-rechtliches Fernsehprogramm. Als Gemeinschaftseinrichtung wird das Vollprogramm mit kulturellem Schwerpunkt vom ZDF, dem ORF, der SRG SSR (vertreten durch das Schweizer Radio und Fernsehen) und den Landesrundfunkanstalten der ARD betrieben. Federführender Sender ist das ZDF, an dessen Mainzer Standort auch das Sendezentrum mit den Studios für die Eigenproduktionen steht. Eine dieser Eigenproduktionen ist das Fernsehmagazin “makro”. makro berichtet jeden Freitagabend aus dem globalen Wirtschaftsdschungel. Mit Blick für den Menschen und fürs Detail und immer auch für die globalen Zusammenhänge.

Kameramann Armin Vater und sein Kollege Lasse Brünjes beim Filmen mit der FLIR GF343 am Frankfurter Flughafen.

FLIR GF343 IM EINSATZ IM DEUTSCHEN FERNSEHEN

Wie die Zusammenarbeit von ZDF/3Sat mit FLIR zustande kam und wie er auf die Fähigkeit der GF343, CO2 zu visualisieren, aufmerksam wurde, erklärt Reporter Manfred Kessler: „Dass es eine solche Kamera gibt, kann man bereits mit wenigen Klicks auf Google bzw. Youtube feststellen. In Videos (wie diesem https://www.youtube.com/watch?v=rh5fWxvl5SM) sieht man deutlich, wie eine Wärmebildkamera mit einem speziellen Filter den CO2-Ausstoß visualisieren kann, z. B. bei Menschen oder Tieren, die CO2 ausatmen. Aber auch Abgase von Autos, Flugzeugen oder in der chemischen Produktion lassen sich mit dieser Kamera darstellen.”

Ein Schornstein in der chemischen Produktion scheint mit bloßem Auge inaktiv zu sein. Dagegen zeigt die FLIR GF343 eine deutliche CO2 -Rauchfahne.

Allerdings handelt es sich bei der verwendeten Kamera nicht um eine “normale” Wärmebildkamera, die nur Wärme sichtbar machen kann, sondern um ein sehr spezielles Modell, das über einen gekühlten Detektor mit einem ganz besonderen Wellenlängenbereich verfügt. Während herkömmliche Wärmebildkameras in den letzten Jahren (nicht zuletzt dank FLIR) immer günstiger geworden sind und es heute sogar Module wie die FLIR ONE gibt, die ein herkömmliches Smartphone zur Wärmebildkamera machen, existieren in ganz Deutschland nur wenige Exemplare dieser besonderen Kamera für die CO2 -Visualisierung.

EIN BLICK INS INNERE DER KAMERA

Die FLIR GF343 verfügt über einen hochsensiblen Detektor aus Indiumantimonid (InSb), einer chemischen Verbindung aus den Elementen Indium (In) und Antimon (Sb), die sich in der Optoelektronik als Werkstoffe für Infrarotsensoren eignen. Dieser Detektor wurde mit einem speziellen Filter versehen, so dass er Aufnahmen im sehr engen Spektralbereich von 4200 nm bis 4400 nm ermögicht – und das ist exakt der infrarote Spektralbereich, in dem Kohlendioxid visualisiert werden kann. Damit das funktioniert, muss der Detektor selbst allerdings sehr kalt sein, und zwar genau minus -198°C. In der Kamera arbeitet dafür ein Sterling-Kühler, der die extrem tiefen Temperaturen erzeugt. Das braucht seine Zeit: Nach dem Einschalten arbeitet der Kühler ca. 5 Minuten, bis der Detektor kalt genug ist und die Kamera eingesetzt werden kann.

Dank eines speziellen Filters, der direkt auf den Detektor aufgedampft ist, kann die FLIR GF 343 CO2 visualisieren.

SCHULUNG, HSM-MODUS UND WAHL DER FARBPALETTE

Damit sie die FLIR GF343 bedienen konnten, erhielten Kameramann Armin Vater und sein Kollege Lasse Brünjes vor dem Shooting eine Einführung bei FLIR Systems in Frankfurt. Dabei lernten sie nicht nur die typischen Bedienungsfunktionen der Kamera (Video oder Standbild aufnehmen, Einstellungen verändern, Akkuwechsel etc.) kennen, sondern auch einige Besonderheiten, die bei der Thermografie wichtig sind. Z. B. die Wahl der richtigen Farbpalette: Weil das infrarote Lichtspektrum für das menschliche Auge unsichtbar ist, muss für die Darstellung eine Farbpalette ausgewählt werden, die wir Menschen sehen können. Das kann eine einfache Schwarz-Weiß-Palette sein, in der kalte Bereiche schwarz dargestellt werden, und wärmere Bereiche in immer helleren Grautönen bis hin zu Weiß. So eine Palette wird oft bei Wärmebildkameras im Sicherheitsektor gewählt, da man so z. B. bei der Personensuche in einem Wald einen Mensch schon von Weitem als hellen weißen Punkt erkennen kann. Die Kamera verfügt aber auch noch über andere Paletten, z. B. eine Regenbogen-Palette oder die sogenannte Eisen-Farbpalette, die von weiß/gelb bis ins dunkle rot/violett reicht. Ein spezieller Modus - der High Sensitivity Mode (HSM) - ermöglicht eine besonders deutliche Darstellung der Gasemissionen, der beim bewegten Videobild hilfreich ist.

Die Arbeit mit dieser Wärmebildkamera erfordert allerdings spezielle Kenntnisse. So ist es z. B. nicht möglich, mit der Wärmebildkamera durch Glas zu schauen, weswegen die Kamera auch keine Linse aus Glas hat, sondern aus dem Element Germanium. Übrigens ist es auch nicht möglich, durch Wände hindurch Menschen oder Wärmesignaturen zu erkennen, wie man es aus Hollywood-Filmen kennt – das ist tatsächlich reine Fiktion.

Die FLIR GF343 visualisiert den CO2-Ausstoß einer chemischen Produktionsanlage.

Aber das war es ja auch nicht, was das Filmteam von makro mit der FLIR GF343 erreichen wollte. Stattdessen haben Kameramann Armin Vater und sein Kollege Lasse Brünjes die Abgase von Autos an einer befahrenen Kreuzung gefilmt, den CO2 -Ausstoß von Flugzeugen am Frankfurter Flughafen, die Schornsteine einer Chemieproduktion und die Schornsteine von Wohnhäusern - genauso wie ausatmende Menschen. Dabei kam es manchmal zu überraschenden Einblicken: Während ein Schornstein in der chemischen Produktion mit bloßem Auge inaktiv zu sein schien, zeigte die FLIR GF343 eine deutliche CO2 -Rauchfahne.

Die Dokumentation, die Manfred Kessler und sein Team zusammengestellt haben, lief am 13.12.2019 um 21 Uhr auf 3Sat und ist noch bis 12.12.2023 online in der Mediathek zu sehen unter dem Link: https://www.zdf.de/verbraucher/makro/die-macht-der-treibhausgase-wirtschaftsdokumentation-100.html

Link zur Kamera: www.flir.de/products/gf343