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布魯克光譜: 以科學(xué)支持節(jié)能環(huán)保,以“光”助力“碳中和”

2023-01-19 13:11 來(lái)源:中國(guó)企業(yè)報(bào) 次閱讀
 
布魯克光譜: 以科學(xué)支持節(jié)能環(huán)保,以“光”助力“碳中和”

同一園區(qū)夜間排放體量顯著增加


某工業(yè)園區(qū)白天排放



  近年來(lái),為了遏制全球氣候變暖,世界各國(guó)正攜手致力于碳中和工作。為積極應(yīng)對(duì)氣候變化,中國(guó)提出了“二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的承諾目標(biāo)。黨的二十大報(bào)告也提出,要積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和,有計(jì)劃分步驟實(shí)施碳達(dá)峰行動(dòng),積極參與應(yīng)對(duì)氣候變化全球治理。

  作為全球科學(xué)儀器龍頭企業(yè)之一,布魯克公司以最尖端技術(shù)和最全面的解決方案助力我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。近日,布魯克光譜中國(guó)區(qū)總經(jīng)理趙躍對(duì)《中國(guó)企業(yè)報(bào)》集團(tuán)穩(wěn)經(jīng)濟(jì)調(diào)研組表示,“近幾年中國(guó)對(duì)于碳達(dá)峰碳中和的目標(biāo)設(shè)定為節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)了巨大的商機(jī)。無(wú)論是環(huán)境的監(jiān)測(cè)、新能源的使用,還是生產(chǎn)流程的成本和污染控制,都對(duì)最終能否達(dá)成‘雙碳’目標(biāo)起到至關(guān)重要的作用?!?br />
  布魯克公司以高水平、高精度分析儀器及創(chuàng)新能力享譽(yù)全球科技界,而布魯克旗下光譜部門,更是以尖端科技與前沿創(chuàng)新能力備受全球用戶的青睞。作為一個(gè)在德國(guó)起家,具有六十年歷史的大型跨國(guó)企業(yè),布魯克秉承對(duì)品質(zhì)的嚴(yán)格要求與創(chuàng)新的研發(fā)理念,躋身世界科學(xué)儀器生產(chǎn)領(lǐng)頭行列,近來(lái)更是為中國(guó)節(jié)能環(huán)保與“雙碳”事業(yè)獻(xiàn)上“光”芒。

  溯源碳排放,為城市裝上“火眼金睛”

  黨的二十大報(bào)告提出“深入推進(jìn)環(huán)境污染防治”,“持續(xù)深入打好藍(lán)天、碧水、凈土保衛(wèi)戰(zhàn)”。2021年9月12日,生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)方案》,正式對(duì)城市碳監(jiān)測(cè)試點(diǎn)提出指導(dǎo)性意見。隨著“雙碳”工作的推進(jìn),我國(guó)已逐漸開展碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)工作,其中城市層面的碳監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)重要內(nèi)容。

  “談起碳監(jiān)測(cè),往往讓人聯(lián)想到對(duì)應(yīng)的大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)手段。但是,氣體是不斷擴(kuò)散的,單點(diǎn)的探測(cè)可以反映某一高度、某一位置的碳濃度值,但是想要了解一個(gè)地區(qū),乃至一個(gè)國(guó)家的碳總量,又該如何監(jiān)測(cè)?如何判斷相鄰城市或國(guó)家的碳遷移影響?這便是‘碳柱’監(jiān)測(cè)的意義所在?!辈剪斂斯庾V渠道與應(yīng)用經(jīng)理王軍鋒解釋,從外太空至地表,將整個(gè)大氣層的碳進(jìn)行垂直監(jiān)測(cè),不再局限于某一點(diǎn)的碳濃度值,而是自上而下的“總碳”?;诖?#xff0c;便能評(píng)估一個(gè)城市、甚至是一個(gè)國(guó)家的總體碳水平,觀測(cè)“碳流動(dòng)”,評(píng)估城市遷入與遷出的碳通量,為碳中和評(píng)估提供數(shù)據(jù)支撐。

  在國(guó)際碳監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,布魯克光譜久負(fù)盛名,這與布魯克公司長(zhǎng)期以來(lái)在科學(xué)技術(shù)與儀器研發(fā)領(lǐng)域的技術(shù)投入是分不開的。1974年,布魯克第一臺(tái)傅里葉紅外光譜問世,此后,布魯克光譜一直是該領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)與儀器研發(fā)的引領(lǐng)者,至今保持有大部分性能的世界紀(jì)錄。在此基礎(chǔ)上,布魯克將紅外光譜儀器擴(kuò)展至各領(lǐng)域,既被用于最前沿的光學(xué)研究,也服務(wù)于與生活息息相關(guān)的檢測(cè),比如半導(dǎo)體、新能源、環(huán)境空氣、食品藥品的相關(guān)檢測(cè)等。

  據(jù)介紹,TCCON是國(guó)際上權(quán)威的“碳柱”監(jiān)測(cè)組織,在全世界有諸多聯(lián)網(wǎng)站點(diǎn),國(guó)內(nèi)目前有河北香河、安徽合肥兩個(gè)與國(guó)際接軌的站點(diǎn)。而TCCON觀測(cè)數(shù)據(jù)在我國(guó)碳衛(wèi)星的地基驗(yàn)證、溫室氣體同化反演和碳核算評(píng)估等碳達(dá)峰、碳中和任務(wù)中都發(fā)揮了重要作用。其中,數(shù)據(jù)的標(biāo)桿便是布魯克IFS125超高分辨傅里葉變換紅外光譜儀與便攜式EM27SUN光譜儀所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)。而這兩款科學(xué)儀器也是TCCON等全球碳監(jiān)測(cè)組織公認(rèn)的觀測(cè)與校準(zhǔn)儀器,為各國(guó)“碳柱”監(jiān)測(cè)、碳衛(wèi)星數(shù)據(jù)提供校準(zhǔn)依據(jù)。2021年9月,隨著生態(tài)環(huán)境部發(fā)布碳監(jiān)測(cè)指導(dǎo)方案,“碳柱”濃度也被列為重要監(jiān)測(cè)內(nèi)容之一。

  隨著碳中和的穩(wěn)步向前,在掌握了碳背景數(shù)據(jù)后,“碳”的溯源也將成為重點(diǎn)工作之一,而對(duì)碳排放源的排查與分析的難度相對(duì)較高。

  針對(duì)“碳”溯源,布魯克光譜可以用“眼睛”識(shí)別碳排放源頭并做出相對(duì)量化?!叭搜壑阅芸吹讲煌念伾蛐螤?#xff0c;是因?yàn)槲矬w反射、發(fā)射或透射不同的可見光進(jìn)入到人眼中,而二氧化碳等氣體也具有類似的‘顏色’,那便是紅外輻射與紅外特征譜?!蓖踯婁h進(jìn)一步解釋,比如煙囪出口的二氧化碳會(huì)發(fā)出具有獨(dú)特“指紋特征的”譜線,采用布魯克遙感光譜實(shí)時(shí)收集這種譜線,并對(duì)其空間分辨進(jìn)行解析,便可將人眼不可見的二氧化碳等氣體進(jìn)行空間分布的可視化,并通過譜線強(qiáng)度對(duì)比,計(jì)算碳的相對(duì)排放體量。布魯克SIGIS遙感光譜可以在數(shù)公里遠(yuǎn)外對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行覆蓋式掃描,并分析碳排放濃度的空間分布,可以有效判斷碳排放源頭。


污染氣體的可視化成像及排放源鎖定



遙感成像為走航監(jiān)測(cè)“照亮”污染區(qū)


  7×24不間斷掃描,準(zhǔn)確鎖定排污源

  在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域,布魯克光譜還有諸多創(chuàng)新與重要貢獻(xiàn)。近年來(lái),布魯克光譜不斷加大在環(huán)保領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新,以豐厚的光學(xué)知識(shí)與扎實(shí)的技術(shù)底蘊(yùn),為環(huán)保事業(yè)帶來(lái)了技術(shù)革新。

  2022年3月,一則人體中發(fā)現(xiàn)微塑料的消息震驚了全世界,自此,海洋、水源、土壤,甚至是動(dòng)植物體內(nèi)的微塑料引發(fā)了人們的關(guān)注。憑借多年的技術(shù)積淀,布魯克光譜在顯微光學(xué)儀器的基礎(chǔ)上,研發(fā)了可大范圍、快速分析微塑料的面陣列顯微成像技術(shù),將原本一維點(diǎn)式掃描分析方法提升一個(gè)維度,大大加快了分析速度。

  2020年1月,國(guó)家發(fā)展改革委、生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的意見》,對(duì)于餐飲打包外賣服務(wù)、商超、藥店等領(lǐng)域塑料制品禁限提出了要求。布魯克緊跟國(guó)家需求,推出了便攜傅里葉紅外快速分析塑料組分的解決方案,為各地快速識(shí)別市場(chǎng)上塑料組分,確定是否還有無(wú)法降解的成分提供了便利的方法。

  在全國(guó)PM2.5防治工作頗有成效的同時(shí),臭氧污染又成為各地區(qū)污染防治工作的重大難點(diǎn)。針對(duì)這一情況,布魯克以頂尖光譜儀器為基礎(chǔ),開發(fā)了新的解決方案:利用可移動(dòng)的開放光路遙感譜儀,可以精準(zhǔn)分析出不同區(qū)域臭氧濃度,不同于常規(guī)的點(diǎn)式探測(cè)儀器的易受干擾,雷達(dá)裝置的不確定性,開放光路結(jié)合氣候環(huán)境,可以精準(zhǔn)分析不同地區(qū)的臭氧濃度及動(dòng)態(tài)變化,為臭氧路徑提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

  監(jiān)測(cè)臭氧濃度僅僅是第一步,分析來(lái)源才是解決問題的重點(diǎn)。對(duì)此,布魯克制定了以被動(dòng)遙感為核心的解決方案,通過對(duì)周邊企業(yè)VOCx等數(shù)據(jù)進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)與空間定位,為臭氧源解析提供重要的源頭信息。常規(guī)的臭氧源解析,即使分析出了主要貢獻(xiàn)物,也難以鎖定排污源頭,而布魯克SIGIS遙感成像譜儀,通過7×24不間斷的覆蓋式掃描,可以準(zhǔn)確鎖定排污源的位置、排放時(shí)間、排放體量等信息,讓人眼也能“看”到污染的氣體及其動(dòng)態(tài),完成臭氧溯源及防治問題最關(guān)鍵的一步。

  以“光速”捕獲,讓偷排漏放行為無(wú)處可藏

  近年來(lái),全國(guó)各地環(huán)保部門對(duì)排污企業(yè)的監(jiān)管力度不斷在加大。然而,環(huán)保人員無(wú)法一直待在企業(yè)進(jìn)行監(jiān)管,更無(wú)法同時(shí)監(jiān)測(cè)所有的企業(yè),這就讓一些企業(yè)“鉆空子”偷排漏放,氣體的擴(kuò)散也讓污染無(wú)跡可尋。

  對(duì)此,布魯克光譜同樣有堪稱“利器”的針對(duì)性解決方案,以“光”為媒介,結(jié)合空間成像技術(shù),以“光速”捕獲氣體的指紋信息,覆蓋式掃描,在布魯克遙感光譜“目光”下的企業(yè),其偷排漏放行為將會(huì)被一覽無(wú)遺。該方案無(wú)需值守,不間斷監(jiān)測(cè),尤其有利于防治夜間偷排,也是生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《關(guān)于優(yōu)化生態(tài)環(huán)境保護(hù)執(zhí)法方式提高執(zhí)法效能的指導(dǎo)意見》鼓勵(lì)使用的遙感方法之一,目前國(guó)內(nèi)江蘇、廣東、天津等地區(qū)已經(jīng)具有了非常豐富的經(jīng)驗(yàn)。

  “部分環(huán)保工作者將該技術(shù)與走航車監(jiān)測(cè)相結(jié)合,相當(dāng)于給只能‘聞味兒’的貓,裝上了一只看穿一切偷排漏放的‘眼睛’,效率成倍提高。”王軍鋒表示。布魯克光譜依靠全球最高靈敏度的遙感光譜,結(jié)合最先進(jìn)的在線紅外光譜氣體分析儀,已經(jīng)成為解決居民惡臭氣體投訴問題的前沿手段。

  此外,凡涉及氣體污染的環(huán)保領(lǐng)域,布魯克均能提供更加前沿、創(chuàng)新的儀器與解決方案,如遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)管道泄露、碳存儲(chǔ)泄露監(jiān)測(cè)、事故污染分析、應(yīng)急安全預(yù)警等等,如在奧運(yùn)會(huì)、世界杯、G20等峰會(huì)中,布魯克遙感光譜均有氣體分析與預(yù)警的應(yīng)用,同時(shí)在國(guó)內(nèi)外消防領(lǐng)域也有重要應(yīng)用。

  多年來(lái),布魯克始終秉承科技創(chuàng)新的理念,在夯實(shí)品質(zhì)基礎(chǔ)的前提下不斷創(chuàng)新,每年都有新的技術(shù)與產(chǎn)品發(fā)布,而布魯克光譜更是其中的佼佼者,一直保持著紅外光譜的大部分世界紀(jì)錄,擁有真空紅外、太赫茲光譜、步進(jìn)掃描等前沿的“獨(dú)門絕技”?!澳壳?#xff0c;布魯克光譜中國(guó)區(qū)建立了實(shí)驗(yàn)展示中心,有大量的設(shè)備供用戶試用和方法開發(fā),力爭(zhēng)更好地服務(wù)中國(guó)客戶,提升低碳經(jīng)濟(jì)、為碳達(dá)峰碳中和貢獻(xiàn)力量?!壁w躍如是說。

  (《中國(guó)企業(yè)報(bào)》集團(tuán)穩(wěn)經(jīng)濟(jì)調(diào)研組成員康源執(zhí)筆)

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