量子相机将减少石油天然气行业的甲烷泄漏

Original 光子盒研究院光子盒 2024-03-26

光子盒研究院出品

一种新的量子气体成像相机将有助于大幅减少石油天然气行业对环境造成破坏的甲烷泄漏。这款量子相机由英国布里斯托大学衍生出的QLM技术公司生产和开发，并由英国产业战略挑战基金的商业化量子技术挑战资助。

它能够可视化和测量从很远的地方泄漏的气体量。这代表着对当前检测方法的重大改进，当前检测方法耗时且难以测量损失量。

研究人员与量子气体相机

英国研究与创新中心的商业化量子技术挑战总监Roger McKinlay表示：“这款相机使用最先进的量子技术来‘看到不可见的东西’。这将有助于减少泄漏到大气中的甲烷量，这对石油和天然气行业来说成本很高，而且又很破坏环境。在今年即将举办的第26届联合国气候变化缔约方会议上，找到像这样切实可行的减排方法的创新从未像现在这样重要。

甲烷泄漏是不可忽视的。如果释放到大气中，甲烷作为温室气体的效力是二氧化碳的84 倍。这使得大规模排放对大气的影响要恶劣很多倍。根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的数据，目前大气中甲烷的浓度比过去80万年来的任何时候都要高。在全球气温较工业化前水平上升的1.1摄氏度中，约有0.3摄氏度来自甲烷排放。

在北美，大部分甲烷排放(约1400万吨/年)来自石油和天然气生产，其次是牲畜排放(约1000万吨/年)。在中国，煤矿开采是最大的甲烷排放源，每年约2400万吨。

科学家估计，如果只有3.2%的甲烷从井中泄漏出来而不是燃烧掉，天然气变得比煤更不环保。因此，必须最大限度地减少或完全消除泄漏。

甲烷排放

这款相机将：

·减少代价高昂的天然气损失

·使设施更安全

·使温室气体远离大气。

QLM Technology 首席执行官 Murray Reed 表示：“石油和天然气巨头已承诺大幅减少甲烷排放，但人们无法管理无法测量的东西，而且没有人正确、连续和大规模地测量甲烷。问题的规模是巨大的，仅在北美就有超过50万口活跃的气井，以及全球数以千计的海上钻井平台和储气设施。在英国，我们有24个主要的管道压缩机站，为长距离天然气管道供电，以及数百个以上地面储存设施。所有的东西都会在某个时候泄露。”

该相机是为期两年的单光子激光雷达碳排放成像(SPLICE)项目的成果。它可以持续检测、量化和模拟泄漏的发展，并在气体泄漏时立即通知工厂操作员。

现有的基于激光的甲烷测量系统使用复杂且昂贵的反射镜阵列将光反射到传统检测器中。相比之下，QLM 产品使用了革命性的单光子雪崩探测器。探测器非常灵敏，只需探测几个光子，因此无需反射镜就能“看到”气体。

QLM量子气体相机

与此同时，谢菲尔德大学、阿斯顿大学和布里斯托大学正在努力扩大新传感器可以检测的气体范围，以包括许多其他温室气体。这为在农业等其他部门使用这项技术开辟了可能性。

参考链接：

https://phys.org/news/2021-08-leak-detecting-quantum-camera-oil-gas.html

—End—

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