碘甲烷

谈及气候变化，二氧化碳通常是焦点，但未来几十年，削减甲烷排放可能对控制全球变暖产生更大的影响。据《自然》报道，在一颗即将从美国加利福尼亚州发射的卫星的帮助下，政府部门和企业终于有了一个工具，能帮助它们精确定位地球上的甲烷热点并堵住泄漏。MethaneSAT概念图。图片来源：BAE Systems这颗名为MethaneSAT的卫星耗资约8800万美元，旨在为观测全球油气田、农业设施和垃圾填埋场排放的甲烷提供全新视角。卫星运营方将与美国谷歌公司合作，利用一个大气模型处理来自卫星的数据。该模型可以追踪空气中的甲烷及其地面来源。谷歌还计划使用人工智能算法绘制全球油气田基础设施地图，并确定污染来源。美国环境保护基金会领导了MethaneSAT的开发。“这将是我们第一次获得温室气体的此类信息。”该组织首席科学家Steven Hamburg表示，MethaneSAT将通过“彻底的透明度”实现政府和企业的问责制。MethaneSAT起源于大约10年前帮助揭示美国油气田污染程度的航空器运动。环境保护基金会随后与学术界和工业界合作，进行一系列研究，记录了美国各地的甲烷排放量，最终表明石油和天然气部门的甲烷排放量比官方估计高60%。在这项工作的基础上，它们组织了一个团队设计这颗卫星。2018年，环境保护基金会及美国哈佛大学的主要科学合作伙伴通过“大胆计划”获得了启动资金，用于开发甲烷卫星。MethaneSAT与众不同之处在于高分辨率测量。如果成功，环境保护基金会将成为第一个开发出这种科学口径卫星的环保组织。“我们正在适应一个无人区。”哈佛大学大气科学家、MethaneSAT技术团队负责人Steve Wofsy说。MethaneSAT每天从大约30块面积为200平方公里的土地上向地球传输图像。这足以完成其监测全球油气田、农业设施的核心任务。对于运营方来说，最大的问题是卫星数据是否真的会推动相关部门采取行动，有所作为。环境保护基金会大气科学家Ilissa Ocko表示：“如果我们能够消除甲烷排放，那么在未来几十年里，基本上可以将全球变暖幅度减半。其中，石油和天然气行业可以在几乎没有额外成本的情况下，减少大部分甲烷排放。”

甲烷是仅次于二氧化碳的全球第二大温室气体。中国专家提出，近年来极端气候事件频发，全球应对气候变化日益迫切，甲烷管控成为关键焦点。美国环保协会(EDF)日前在北京举行的2024甲烷论坛上发布《2023—2024甲烷控排全球进展报告》显示，甲烷造成了自工业革命以来约30%的全球变暖。根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的第六次评估报告，在20年尺度下，化石燃料来源的甲烷的全球增温潜势(GWP)是二氧化碳的82.5倍；在100年尺度下，化石燃料来源的甲烷的GWP是二氧化碳的29.8倍。联合国环境署驻华代表涂瑞和说，有数据估算，甲烷排放对全球气候变暖的贡献约占20%至30%。如果不大幅度削减甲烷排放，《巴黎协定》温控目标根本不可能实现。正因为如此，有关国家、国际组织和能源行业采取积极行动减少甲烷排放。美国环保协会主席柯瑞华(Fred Krupp)表示，解决甲烷污染的问题对于缓解气候变化至关重要。过去一年中，在全球范围看到了巨大的甲烷控排行动势头，中、美、欧、日、韩等以及多家大型油气公司采取了积极行动。甲烷减排需要全球采取行动，今年3月，EDF发射了Methane SAT卫星，这也是迄今为止最为先进的甲烷排放监测系统，EDF将与合作伙伴密切合作，利用数据支持“甲烷控排工作”的实施。中国工程院院士、中国环境科学学会理事长王金南说，近年来极端气候事件频发，全球应对气候变化日益迫切，甲烷管控成为关键焦点。中国在甲烷控排方面展现出坚定的决心和积极的努力，通过发布《甲烷排放控制行动方案》，重新启动全国温室气体自愿减排交易市场，并与美国联合发布《关于加强合作应对气候危机的阳光之乡声明》等，彰显了中国在全球气候治理中发挥积极作用、推动国际合作的决心和行动。王金南认为，推动政策措施取得实效的关键，在于构建一套健全的甲烷监测、报告和核查(MRV)体系，精准掌握甲烷排放动态及演变趋势，明确甲烷排放路径。根据国际能源署(IEA)发布的《2024年全球甲烷追踪》，2023年全球能源部门的甲烷排放量接近1.3亿吨，占人为源排放量的三分之一以上，仅次于农业部门。化石能源行业在各个行业中，具有最大最快最经济的甲烷减排潜力。IEA首席能源经济学家蒂姆古尔德(Tim Gould)认为，从全球甲烷控排行动进展来看，2024年将成为透明度、政策行动以及减少排放的重要分水岭。《2023—2024甲烷控排全球进展报告》称，在今后十年内采取果断行动快速减少能源、农业和废弃物部门的甲烷排放，可以减缓短期内气候变化，这被认为是实现1.5℃温升控制目标的最有效策略，同时还具有改善公共卫生和农业生产力等协同效益。为更好推动甲烷控排工作，中国节能环保集团有限公司总会计师、中国环境科学学会气候投融资专业委员会副主任委员兼秘书长朱庆锋建议，要加强政策约束、引导和支持，以充分调动甲烷控排的积极性，加强甲烷排放监测、报告与核查工作，建立对重点排放源全覆盖的监测和统计核算网络，积极探索切实有效的甲烷协同治理与合作发展模式。“甲烷控排必须从源头进行管控，推动能源结构的优化和转型”，中国工程院院士、安徽理工大学校长袁亮表示，技术创新是推动甲烷控排工作的关键驱动力(2.840, 0.00, 0.00%)，要加大甲烷控排技术的研发力度，推动新技术、新工艺广泛应用，提高甲烷控排效率与效果。

燃气行业安全现状燃气行业作为城市生命线之一，关系民生和社会经济运行，截至2022年底，全国城市燃气普及率为98.05%。随着其广泛应用，燃气安全的风险也日益凸显。基于当前我国燃气安全现状，2023年8月国务院安全生产委员会印发《全国城镇燃气安全专项整治工作方案》，要求全链条整治城镇燃气安全风险隐患，推进城市生命线安全工程建设。燃气安全问题分析导致燃气事故发生的原因错综复杂，包括管网老化泄漏、企业生产经营不规范、燃气具不合标等。我国城市燃气管道多处于地下环境中，地下环境错综复杂，管道监测管理难度大。管道老化、地形塌陷或第三方施工作业的无意破坏都有可能造成管道泄漏，危及人身安全。初步统计，现在全国已经有近10万公里管道出现不同程度的老化，再加上当时建设标准较低，日常维护、保养、更新不及时，风险挑战非常大。因此，对燃气管道泄漏进行快速而准确的监测有利于更快发现泄漏点，避免事故的发生。并且在工商业燃气使用过程中，符合安全标准的监测设备也能有效降低燃气事故风险，保障燃气安全。TDLAS检测技术优势甲烷传感器作为燃气泄漏设备的重要组成部分，可以监测CH4气体浓度，预防燃气泄漏事故的发生。目前市场上有多种CH4检测方法，其中TDLAS法是利用半导体激光器通过CH4在近红外波长处的吸收带进行检测，1.65μm波长光谱带中除CH4出现吸收峰，H2O和CO2在内的一些气体在这个波长周围均没有出现明显的吸收，使得测量时不受其他气体和水汽的影响。所以采用TDLAS技术的甲烷传感器具有受环境湿度影响小，气体选择性强、响应速度快和稳定性高等优势。图1 近红外波段的甲烷吸收谱线 图2 近红外波段的二氧化碳和水蒸气吸收谱线四方光电低功耗激光甲烷传感器Gasboard-2501-05F低功耗激光甲烷传感器是由四方光电自主研发的高性能气体分析传感器。基于可调谐激光吸收光谱技术，采用高性能探头、特殊工艺处理气室，具有精度高、灵敏度高、寿命长、性能稳定等特点，使用温度补偿算法，不受使用环境干扰，可在恶劣工况、复杂气体环境下稳定工作。产品采用模块化设计，安装方便。能通过TTL通讯接口对产品进行校准、标定等操作，低功耗设计，便于客户进行维护与集成。广泛应用于地下管廊（网）、 地下井室、调压柜和工业燃气泄漏等领域。