二氧化碳傳感器為實現(xiàn)“雙碳”目標賦能

　　近年來，我國節(jié)能減排取得顯著成效，特別是在節(jié)能減排的推動下，我國工業(yè)、交通、能源、建筑等各行業(yè)都取得了巨大成就。但與此同時，也帶來了巨大的環(huán)境問題：由于大量化石能源的消耗，我國已成為全球溫室氣體排放的“大戶”。

從2005年至今，我國二氧化碳排放量累計增長近5倍，已躍居全球第一。當前，我國經濟發(fā)展進入新階段，以習近平同志為核心的黨中央高度重視氣候變化問題，提出了“雙碳”目標。

要實現(xiàn)2030年前碳達峰(2030年)和2060年前碳達峰，建立在以我為主的國際氣候體系。我國已成為全球應對氣候變化的合作伙伴，積極開展國際交流與合作。在新形勢下，加快發(fā)展清潔能源已成為構建新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農業(yè)現(xiàn)代化“四化同步”的重大工程。推進清潔能源供暖是實現(xiàn)“碳中和”的重要一環(huán)，這不僅關系到整個國家的長遠發(fā)展目標和人民群眾的切身利益與幸福感，更是關乎我國未來國際競爭安全。

　　1.我國碳排放現(xiàn)狀

　　目前，我國工業(yè)、建筑、交通等領域的碳排放總量已占到全球排放總量70%以上，嚴重制約著我國的綠色可持續(xù)發(fā)展。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程的加快，我國的城市建設規(guī)模不斷擴大，對城市生活和基礎設施建設要求越來越高，特別是人口增加導致交通擁堵現(xiàn)象嚴重，同時導致了溫室氣體排放量不斷增加。

截至2020年6月，我國溫室氣體排放量已占全球碳排放權的23%~22%,居世界首位。據聯(lián)合國統(tǒng)計，全球每年碳凈排放總量為95億噸，其中約有20億噸來自碳排放。截至2020年底，全球近一半溫室氣體來自碳排放。

隨著國際形勢的不斷變化以及我國經濟社會發(fā)展形勢的不斷變化，為了應對新形勢帶來的挑戰(zhàn)進行新技術、新產業(yè)和新業(yè)態(tài)轉型升級需要不斷優(yōu)化調整減排措施。對于未來氣候變化，我們必須堅持走低碳環(huán)保發(fā)展之路，加快推進重點行業(yè)和重點領域節(jié)能減排改造。

　　2.碳達峰的兩個重要途徑

　　從化石燃料中提取二氧化碳是實現(xiàn)碳達峰的兩個重要途徑，也是控制溫室氣體排放實現(xiàn)經濟發(fā)展的重要途徑。據世界能源組織統(tǒng)計，全球化石燃料排放約占80%,而化石燃料的生產、消費和輸送等活動產生大量的二氧化碳。

目前我國生產生活過程中排放的污染物中，約有70%以上來自于能源消費和生產使用活動。因此，應高度重視化石燃料中 CO、SO2、 NOx、O3等各種溫室氣體排放，從源頭上減少化石燃料對環(huán)境的影響，確保氣候安全穩(wěn)定達標。

以石油為例，我國石油消費量占全球1/4,其中近1/5是從進口地獲得的。在我國經濟發(fā)展過程中會產生大量二氧化碳排放，如我國自2012年開始一直處于高消耗狀態(tài)——石油資源十分匱乏、能源消耗量大——而對環(huán)境影響巨大。因此做好大氣污染治理是實現(xiàn)碳中和的重要一環(huán)。

　　3.實現(xiàn)二氧化碳減排有哪些手段和技術

根據原理的不同，二氧化碳傳感器主要可以分為固態(tài)電解質式、電容式、光纖、紅外吸收等類型。二氧化碳傳感器，主要用于檢測空氣中二氧化碳(CO2)氣體的濃度，在農業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、工業(yè)領域中廣泛使用，如：種植大棚、畜牧養(yǎng)殖場，啤酒、碳酸飲料、節(jié)能環(huán)保產品等，對CO2濃度的監(jiān)測可以改善空氣的質量，預防傳染病流行，確保公共健康安全。

目前市場上常見的二氧化碳傳感器主要有固體電解質型、電化學型、催化型和紅外型：

　　(1)固體電解質是具有與電解質水溶液相同的離子導電特性的固體物質。當用作氣體傳感器時，它是一個電池。當這種類型的二氧化碳傳感器被放置在含有二氧化碳氣體的環(huán)境中時，會發(fā)生細胞反應，從而計算出二氧化碳的濃度。

　　(2)電化學二氧化碳傳感器利用二氧化碳氣體的電化學活性原理來測量濃度。當二氧化碳氣體進入傳感器時，在敏感的電極表面發(fā)生氧化或還原反應，產生電流，通過外電路流過電擊。電流與氣體濃度成正比，可以通過外電路的負載電阻來測量。

　　(3)催化劑二氧化碳變送器是以催化劑為基本元件的二氧化碳傳感器。它利用特定類型電阻器表面的催化劑涂層，在一定溫度下，可燃氣體在其表面催化燃燒，作為二氧化碳發(fā)射器的原理。因此，人們把這種二氧化碳發(fā)射器稱為熱燃燒發(fā)射器。

　　(4)自然界中的每種氣體都會吸收光，CO2氣體對波長為4.26m的紅外線特別敏感，紅外二氧化碳傳感器根據CO2對特定波段紅外輻射的吸收來衰減透過測量室的輻射能量，衰減程度取決于被測氣體中CO2的含量。

二氧化碳傳感器應用案例

　　二氧化碳傳感器在工業(yè)廢氣排放中的應用

　　工業(yè)廢氣種類繁多，可能對環(huán)境造成不同程度的危害。廢氣是指人類在生產和生活中排放的有毒有害氣體。特別是化工廠、鋼鐵廠、制藥廠，煉油廠等，以及人類生活帶來的生活廢氣的生產。廢氣的氣味很大，嚴重污染環(huán)境，影響人體健康。

　　隨著經濟的發(fā)展和工業(yè)化水平的提高，人類活動(例如燃燒化石燃料和森林砍伐)加劇了溫室氣體濃度的增加。也有一些工業(yè)企業(yè)在燃燒和生產過程中使用煙囪或廢氣，大量的CO2氣體從管道的開口處排出。這些使全球變暖成為當今人類面臨的最大挑戰(zhàn)之一。

　　全球碳排放量再創(chuàng)新高。當許多人對此漠不關心時，碳排放量增加帶來的溫室效應正在悄悄影響著人們的生活環(huán)境，如病蟲害增加、海平面上升、氣候異常、荒漠化面積增加等。因此，有必要在排放工業(yè)廢氣時監(jiān)測煙氣濃度，可以在煙囪中安裝監(jiān)視二氧化碳濃度的二氧化碳傳感器，嚴格控制廢氣中二氧化碳濃度的含量。

　　二氧化碳傳感器在環(huán)保中央空調中的應用

　　如果房間里人多，空氣不流通，或者房間里有煤氣或者煤爐燃燒，再加上人體呼吸排放的CO2，空氣中的含氧量相對降低，二氧化碳濃度升高，室內人員會有不同程度的中毒癥狀。

　　很多經常待在室內的人喜歡開空調來通風，但是普通中央空調空氣凈化效果差，導致室內空氣污染物較多，其中氣態(tài)污染物對人體有致癌、致畸等危害，微生物容易引起各種過敏性疾病。雖然環(huán)?？照{的凈化效果無法與空氣凈化器相比，但通過環(huán)?？照{的空氣也是無臭、清新的，因此室內CO2濃度將會降低。

　　二氧化碳傳感器在農業(yè)大棚中的應用

　　農業(yè)蔬菜大棚里的各種綠色蔬菜，都需要吸收二氧化碳進行光合作用。但塑料大棚中的作物長期處于相對密閉的場所中，棚內二氧化碳濃度一天內變化很大。因此，塑料大棚內二氧化碳虧缺相當嚴重，成為影響塑料大棚蔬菜產量的重要因素，使用二氧化碳傳感器控制濃度也就成為影響作物產量的重要因素。目前，許多農業(yè)大棚設施中都開始使用了二氧化碳傳感器環(huán)境監(jiān)控設備。農業(yè)蔬菜塑料大棚中安裝二氧化碳傳感器，可以保證在二氧化碳濃度不足的情況下及時報警，從而使用氣肥。保證蔬菜、食用菌、鮮花、中藥等提早上市、高質高產。