工业革命以前,地球上的碳排放和碳吸收是相对平衡的。但在工业革命以后,由于人们大量焚烧化石燃料,因此大量排放二氧化碳,从而导致地球气温升高,造成全球气候变暖。
从2014年开始,全球的平均气温就一直飙升,各种极端高温天气是气候变化造成的严酷现实,减少温室气体排放刻不容缓。
近日,深圳市生态环境局发布《深圳市碳交易支持碳达峰碳中和实施方案》。《方案》提出,深圳计划实施推动产业绿色低碳转型等十大重点任务,开展32项具体措施,发挥碳交易促进社会绿色低碳转型的市场机制作用,助力深圳实现碳达峰碳中和。
方案中,多项具体实施措施都提到了碳排放监测、量化、数据。而大气中二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)三种气体是目前温室气体监测的主要对象,也是当前世界各国控制减排的主要温室气体组分。不难看出,气体检测企业在碳中和领域拥有广阔的发展天地。
以下为《深圳市碳交易支持碳达峰碳中和实施方案》的图片提炼版。
碳中和概念
碳中和是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳排放总量,通过节能减排、植树造林等形式,以抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”(Net zero emissions)。
由于存在一部分“不得不排放的二氧化碳”,只要固定的量等于排放的量了,也就是大气二氧化碳浓度不再增加了,也就实现了碳中和。
主要温室气体
根据京都议定书中规定,需要控制的6种温室气体分别是:二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化合物(HFCs)、全氟碳化合物(PFCs)、六氟化硫(SF6),其中后三种气体造成温室效应的能力最强,但从对全球升温的贡献百分比来说,CO2、CH4和N2O三大主要温室气体所占的比例最大,它们对全球变暖的总体贡献占到77%,浓度也呈现出逐年升高的趋势。
温室气体监测主流技术
目前主流的温室气体监测技术是以光和气体组分的相互作用为物理机制,根据目标组分的特征光谱,借助光谱解析算法,再结合光机电算工程技术,实现温室气体浓度在不同时间、空间、距离下的非接触定量反演。常见的温室气体光谱学检测技术主要包括非分散红外光谱技术(NDIR)、傅立叶变换光谱技术(FTIR)、差分光学吸收光谱技术(DOAS)、差分吸收激光雷达技术(DIAL)等。
虽然光谱学检测技术的原理各不相同,但基本都是基于温室气体在红外波段的特征吸收光谱来进行浓度反算的,针对不同的应用场景,综合上述技术的测量优势,可以实现多空间尺度、多时间尺度、多气体组分的连续自动监测,满足生态、环境、气候研究对温室气体排放监测的多样需求。
基于光谱学原理的气体检测技术,具有非接触、快响应、高灵敏、大范围监测等优点,是目前温室气体监测技术的主流研究方向。
主要应用产品:气体传感器
红外二氧化碳传感器
红外甲烷传感器
总结
未来,在碳达峰、碳中和以及环境污染防治等国家战略推动下,基于光谱学原理的气体检测技术和仪器将在温室气体大气背景监测、生态通量监测、碳柱及廓线监测等方面发挥重要作用,相关的分析仪器也将朝着国产化、小型化、智能化等方向发展。