总部位于英格兰布里斯托的QLM公司开发出一款可视化、可远程检测和量化甲烷(CH4)泄漏的气体成像仪。


图片分别为:炼油厂甲烷燃烧;道达尔(Total)工厂甲烷气体成像;采用量子技术的气体成像仪;QLM首席技术官(CTO)Xiao Ai和工程负责人Alex Dunning。

这款采用量子技术的新型气体成像仪将显著减少石油和天然气行业的甲烷泄漏。它是由布里斯托尔大学(University of Bristol)的孵化公司QLM开发和生产的,并由英国工业战略挑战基金(ISCF)的“量子技术商业化挑战计划”资助。

这款气体成像仪及其软件可以远程测量甲烷气体泄漏情况。开发人员表示,这对于当前的检测方法是一项重大改进,当前的检测方法不仅耗时且难以测出泄漏量。

英国国家科研与创新署(UK Research and Innovation)的量子技术商业化挑战计划总监Roger McKinlay评论道:“这款气体成像仪使用量子技术来感知‘隐形’的物质,这将有助于减少由于泄露而进入大气中的甲烷量。甲烷泄漏既会对石油和天然气行业造成巨大损失,也会对环境造成破坏。”

QLM表示,10月31日至11月12日即将在英国举办第26届联合国气候大会(COP26),探寻诸如此类的切实可行的减排创新举措显得尤为重要。

甲烷的温室气体效应远超二氧化碳(CO2)

如果释放到大气中,甲烷的温室气体效应是二氧化碳的84倍。因此甲烷的大规模排放对大气的破坏是成倍增加的。QLM在声明中称:“科学家估计,从油井中提取的甲烷,如果有3.2%从井中泄漏而非燃烧,那么天然气的环保性就比煤炭更差了。因此,必须尽量减少或完全消除甲烷泄漏。”

新型量子气体成像仪具有以下功能:减少气体泄漏造成的损失;使气体处理设施更安全;防止温室气体进入大气层。

QLM首席执行官(CEO)Murray Reed评论道:“石油和天然气巨头们已经承诺要大幅减少甲烷排放,但你没办法对无法测量的事物进行管理,而且没有人能够准确、持续、大规模地对甲烷进行测量。”

“这个问题的规模是巨大的,仅在北美就有50多万口活跃气井,全球有成千上万个海上钻井平台和天然气储存设施。”Murray Reed说,“在英国,我们有24个主要管道压缩机站,为长距离天然气管道供气,还有数百个地面储存设施。所有这些设施都可能随时发生泄漏。”

这款气体成像仪是为期两年的“碳排放单光子激光雷达成像”(Single Photon Lidar Imaging of Carbon Emissions,SPLICE)项目的研究成果。它可以连续检测、量化和模拟泄漏的发生过程,并在气体泄漏时立即通知工厂操作人员。现有的基于激光的甲烷测量系统使用的是复杂且昂贵的镜面阵列,将光线反射到传统探测器中。

相比之下,QLM成像仪采用了革命性的单光子雪崩探测器。该探测器非常灵敏,可以探测数个光子量级的光,因此无需镜面反射就能检测到甲烷气体。

与此同时,英国谢菲尔德大学、阿斯顿大学和布里斯托尔大学正在努力拓展新型传感器可探测的气体范围,以包括更多其他温室气体。QLM表示,这些研究“开辟了在农业等其它领域使用该项技术的可能性”。

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