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，為了遏制全球氣候變暖，世界各國正攜手致力于碳中和工作。為積極應(yīng)對氣候變化，中國提出了“二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取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實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。近日，布魯克光譜中國區(qū)總經(jīng)理趙躍對《中國企業(yè)報(bào)》集團(tuán)穩(wěn)經(jīng)濟(jì)調(diào)研組表示，“近幾年中國對于碳達(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)展帶來了巨大的商機(jī)。無論是環(huán)境的監(jiān)測、新能源的使用，還是生產(chǎn)流程的成本和污染控制，都對最終能否達(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)在德國起家，具有六十年歷史的大型跨國企業(yè)，布魯克秉承對品質(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，近來更是為中國節(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)測評估試點(diǎn)方案》，正式對城市碳監(jiān)測試點(diǎn)提出指導(dǎo)性意見。隨著“雙碳”工作的推進(jìn)，我國已逐漸開展碳監(jiān)測評估試點(diǎn)工作，其中城市層面的碳監(jiān)測是一項(xiàng)重要內(nèi)容。

　　“談起碳監(jiān)測，往往讓人聯(lián)想到對應(yīng)的大氣環(huán)境監(jiān)測手段。但是，氣體是不斷擴(kuò)散的，單點(diǎn)的探測可以反映某一高度、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)國家的碳總量，又該如何監(jiān)測？如何判斷相鄰城市或國家的碳遷移影響？這便是‘碳柱’監(jiān)測的意義所在?！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，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;便能評估一個(gè)城市、甚至是一個(gè)國家的總體碳水平，觀測“碳流動(dòng)”，評估城市遷入與遷出的碳通量，為碳中和評估提供數(shù)據(jù)支撐。

　　在國際碳監(jiān)測領(lǐng)域，布魯克光譜久負(fù)盛名，這與布魯克公司長期以來在科學(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，比如半導(dǎo)體、新能源、環(huán)境空氣、食品藥品的相關(guān)檢測等。

　　據(jù)介紹，TCCON是國際上權(quán)威的“碳柱”監(jiān)測組織，在全世界有諸多聯(lián)網(wǎng)站點(diǎn)，國內(nèi)目前有河北香河、安徽合肥兩個(gè)與國際接軌的站點(diǎn)。而TCCON觀測數(shù)據(jù)在我國碳衛(wèi)星的地基驗(yàn)證、溫室氣體同化反演和碳核算評估等碳達(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)測的數(shù)據(jù)。而這兩款科學(xué)儀器也是TCCON等全球碳監(jiān)測組織公認(rèn)的觀測與校準(zhǔn)儀器，為各國“碳柱”監(jiān)測、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)測指導(dǎo)方案，“碳柱”濃度也被列為重要監(jiān)測內(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，而對碳排放源的排查與分析的難度相對較高。

　　針對“碳”溯源，布魯克光譜可以用“眼睛”識別碳排放源頭并做出相對量化?！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)度對比，計(jì)算碳的相對排放體量。布魯克SIGIS遙感光譜可以在數(shù)公里遠(yuǎn)外對目標(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“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，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)知識與扎實(shí)的技術(shù)底蘊(yùn)，為環(huán)保事業(yè)帶來了技術(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，為各地快速識別市場上塑料組分，確定是否還有無法降解的成分提供了便利的方法。

　　在全國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)測臭氧濃度僅僅是第一步，分析來源才是解決問題的重點(diǎn)。對此，布魯克制定了以被動(dòng)遙感為核心的解決方案，通過對周邊企業(yè)VOCx等數(shù)據(jù)進(jìn)行遙感監(jiān)測與空間定位，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，讓偷排漏放行為無處可藏

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

　　對此，布魯克光譜同樣有堪稱“利器”的針對性解決方案，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)被一覽無遺。該方案無需值守，不間斷監(jiān)測，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?！蓖踯婁h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)測管道泄露、碳存儲(chǔ)泄露監(jiān)測、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)在國內(nèi)外消防領(lǐng)域也有重要應(yīng)用。

　　多年來，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”。“目前，布魯克光譜中國區(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)，力爭更好地服務(wù)中國客戶，提升低碳經(jīng)濟(jì)、為碳達(dá)峰碳中和貢獻(xiàn)力量。”趙躍如是說。

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