万物皆可碳中和,二氧化碳传感器步入新赛道

  iotsensor ·  2 个月前  ·  8492 次点击
万物皆可碳中和,二氧化碳#传感器#步入新赛道
自2021年政府工作报告将“扎实做好碳达峰、碳中和各项工作”列为重点工作之一以来,如何实现“碳中和”目标也成为了#传感器#圈内热议的话题。碳中和第一步,确认碳排放量, 二氧化碳#传感器#必不可少。
减碳之路,企业任重道远
碳中和的定义: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温室气体排放总量,然后通过植物造树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”。
先来看下全球碳排放现状,纵观全球,发电消耗是二氧化碳最大来源。发达经济体(美国、欧盟)二氧化碳次要来源为交通运输、建筑消耗,发展中经济体(中国、印度)次要来源主要集中于工业燃烧。

资料来源:世界资源研究所(WRI)

全球碳中和共识下,减碳之路,依然任重道远。企业实现碳抵消,主要通过三种路径。
★ 第一步:计算碳足迹,建立低碳体系。碳足迹计算是针对企业所有可能产生温室气体的来源,进行排放源清查与数据搜集,以了解企业温室气体排放源及量化所搜集的数据信息。
★ 第二步:减少碳排放。通过对企业排放源清查,详细了解企业的碳排放源及量,相应地制定一系列有效措施,从而减少因企业生产运营等活动中所产生的碳排放。
★ 第三步:实现碳中和。通过购买自愿碳减排额的方式实现碳排放的抵消,以自愿为基本原则。
作为碳减排实施的必要条件,二氧化碳碳排放监测与核算势在必行,未来二氧化碳#传感器#市场发展可期。
二氧化碳#传感器#市场的应用及发展趋势
二氧化碳含量是衡量空气质量的重要指标,当二氧化碳浓度超过一定标准后,人们会感觉到不舒服。世卫组织建议尽可能将室内二氧化碳浓度保持在1000 ppm以下。
二氧化碳浓度含量与人体生理反应如下:
350~450ppm:同一般室外环境
350~1000ppm:空气清新,呼吸顺畅
1000~2000ppm:感觉空气浑浊,并开始觉得昏昏欲睡
2000~5000ppm:感觉头痛、嗜睡、呆滞、注意力无法集中、心跳加速、轻度恶心
大于5000ppm:可能导致严重缺氧,造成永久性脑损伤、昏迷、甚至死亡
目前,在室内空气质量监测领域,二氧化碳#传感器#已经被广泛应用。二氧化碳监测系统可以和新风系统联动,一旦二氧化碳浓度超标,便可以联动相关设备进行排风、换气。
此外,二氧化碳#传感器#在医疗领域也大有作为,例如,新冠病毒治疗中用到的呼吸机监测二氧化碳含量少不了高速响应的二氧化碳#传感器#。化石燃料的燃烧会产生大量的二氧化碳,在此领域需要长期监测二氧化碳排放量。大棚种植蔬菜技术为人类带来极大的便利,其中蔬菜需要二氧化碳浓度一般是1000ppm~1500ppm,所以塑料大棚中通常会安装二氧化碳#传感器#以确保二氧化碳浓度不足时及时报警。
根据原理的不同,二氧化碳#传感器#主要可以分为固态电解质式、#电容#式、光纤、红外吸收等类型。红外二氧化碳#传感器#是当前较为主流的类型。
而红外二氧化碳#传感器#则是通过二氧化碳对于特定波段红外#辐射#的吸收作用,测得的#辐射#能量强弱来获得被测气体中二氧化碳的含量。红外二氧化碳#传感器#具有更高的#精度#,更好的稳定性,可广泛应用于中央空调、新风系统及空气#质量检测#设备等。

碳中和领域对气体的监测不仅仅是二氧化碳气体浓度,还有其他温室气体,比如甲烷(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)。此外,碳中和目标的实现,需要产业链很多环节控制碳排放。由此涉及到其他种类的气体#传感器#,对着排放标准越来越高,也会对这些气体#传感器#提出更多的要求。
随着大众对健康的日益重视,空气净化器、新风系统、空调等的市场需求呈现扩大趋势,目前上述空气净化设备在我国家庭及商业楼宇中渗透率仍然较低,该领域有较大市场空间。且随着新兴技术的推动,气体#传感器#也出现了新兴市场,如智能家居、可穿戴设备、智能移动终端。据市场研究公司Yole Développement预测,2021年全球气体#传感器#市场规模将达到9.2亿美元,未来5年的复合年增长率为7.3%,其中环境监测在所有应用领域中位列第三。
气体#传感器#可划分为半导体、电化学、催化燃烧、红外四大类型。受新兴市场推动,目前气体#传感器#的发展有三大方向:
一是微型化。利用硅基微加工技术或者多层陶瓷共烧结技术,采用厚膜薄膜混合电子技术,将#传感器#微型化,实现批量化制造,提高一致性和互换性,使其体积和功耗显着降低,能够应用于对低能耗和小尺寸有较高要求的领域。
二是新材料的应用。气体#传感器#的关键是气体敏感材料,敏感材料决定了#传感器#的各项性能,特别是选择性和稳定性。#纳米#材料、分级材料、杂化材料、新型碳材料(碳#纳米#管、石墨烯和石墨炔等)以及新型二维材料、金属有机框架化合物的应用,对于提高气体#传感器#的性能,拓宽气体#传感器#的应用领域有潜在的意义。
三是#智能化#单立#传感器#器件存在的问题可能短时间内无法解决,可以采用算法进行补偿提升,将多个相同或者不同类型气体#传感器#组成#传感器#阵列,对其信号进行加工处理,采用先进的算法,获得更多有价值的信息,提高测量仪器的性能。
为适应消费市场升级潮流,气体#传感器#行业将逐渐向低成本、功能化、集成化、微型化、#智能化#等方向发展,升级换代速度加快。

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