綠色轉(zhuǎn)型包括從天然氣轉(zhuǎn)向替代能源，是近十年的重要挑戰(zhàn)之一。為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，維薩拉研發(fā)了可靠的綠色技術(shù)，助推能源綠色轉(zhuǎn)型。在生物甲烷領(lǐng)域，維薩拉的傳感器有助于更清潔、更高效的生產(chǎn)過(guò)程，并具有顯著的生產(chǎn)利潤(rùn)率。

世界各國(guó)都在迫切地尋找化石燃料的替代品，以減少溫室氣體 (GHG) 排放，從而減緩全球變暖。實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的方法之一是用沼氣及其精煉產(chǎn)品生物甲烷代替天然氣，但長(zhǎng)期以來(lái)，化石天然氣的低價(jià)格和大量供應(yīng)抑制了沼氣的大規(guī)模生產(chǎn)。只有在兼具環(huán)保效益和可持續(xù)經(jīng)濟(jì)效益的情況下，生物甲烷才是可行的解決方案。而該生產(chǎn)中的持續(xù)監(jiān)測(cè)及工藝優(yōu)化更顯得尤為重要。

深埋地下的有機(jī)物層在高溫高壓下分解，歷經(jīng)數(shù)百萬(wàn)年時(shí)間，最終形成天然氣，它由甲烷和少量其他氣態(tài)碳?xì)浠衔锝M成。因此，天然氣是一種化石燃料，它燃燒釋放的溫室氣體在全球溫室氣體排放中占比很大。例如，根據(jù)美國(guó)環(huán)保局（USEPA）的數(shù)據(jù)，2020年，天然氣消費(fèi)導(dǎo)致的二氧化碳排放占美國(guó)住宅和商業(yè)部門(mén)直接化石燃料CO2排放量的79%。

不斷上升的能源成本、供應(yīng)鏈中斷，以及與天然氣開(kāi)采、運(yùn)輸和燃燒相關(guān)的溫室氣體排放意味著人類(lèi)需要可靠、更經(jīng)濟(jì)和更可持續(xù)的天然氣替代品。

在綠色轉(zhuǎn)型期間，化石燃料將被逐步淘汰，因而有必要通過(guò)創(chuàng)新尋找替代的清潔能源。因此，隨著我們進(jìn)入綠色能源能夠盈利且可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代，新技術(shù)將發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

用生物甲烷替代天然氣

沼氣是新興的能源形式之一，生物甲烷也是。生物甲烷從沼氣中提煉出來(lái)可代替天然氣使用。到目前為止，生物甲烷主要在當(dāng)?shù)厣a(chǎn)，例如在農(nóng)場(chǎng)、廢物處理設(shè)施和垃圾填埋場(chǎng)。阻礙能源大量生產(chǎn)的關(guān)鍵問(wèn)題是沼氣廠(chǎng)效率低下、質(zhì)量不一、產(chǎn)量波動(dòng)和沼氣廠(chǎng)停產(chǎn)，這也會(huì)導(dǎo)致客戶(hù)成本高昂。

作為一種重要的綠色替代能源，只有當(dāng)它具有經(jīng)濟(jì)效益并且能夠與可用的其他替代性可再生能源競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，它才有用武之地。對(duì)生產(chǎn)和提純沼氣以生產(chǎn)生物甲烷的工藝進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)可以提高生產(chǎn)效率，使生物甲烷成為具有經(jīng)濟(jì)效益且環(huán)保的化石燃料替代品。

變革潮流正在席卷整個(gè)行業(yè)，生物甲烷產(chǎn)量正在上升。維薩拉電力與能源總監(jiān) Pasi Iisakla和產(chǎn)品經(jīng)理Antti Heikkil?表示：“推動(dòng)這種變化的因素除了天然氣價(jià)格飆升之外，還有歐盟的綠色轉(zhuǎn)型及其嚴(yán)格的排放目標(biāo)。如果我們想要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，就必須在這十年結(jié)束時(shí)生產(chǎn)十倍以上的生物甲烷以取代化石燃料?！?/p>

在歐盟目前生產(chǎn)的沼氣中，約有75%用作當(dāng)?shù)責(zé)嵩春桶l(fā)電，只有近20%的沼氣被轉(zhuǎn)化為生物甲烷。根據(jù)歐盟委員會(huì)的RePowerEU計(jì)劃，預(yù)計(jì)到2030年生物甲烷產(chǎn)量將增加十倍，到2050年將增長(zhǎng)更多。如今，生物甲烷的生產(chǎn)成本估計(jì)約為80歐元/MWh，但歐洲沼氣協(xié)會(huì)希望未來(lái)可以下降到55歐元/MWh。只有借助新的工藝控制儀表，才能實(shí)現(xiàn)這種產(chǎn)量和效率的雙增長(zhǎng)。

從手動(dòng)控制到優(yōu)化生產(chǎn)

這就是由維薩拉開(kāi)發(fā)并在多個(gè)沼氣廠(chǎng)測(cè)試的傳感器技術(shù)的用武之地。該技術(shù)可以使生物甲烷的生產(chǎn)更節(jié)省資源、更清潔，質(zhì)量更穩(wěn)定。自動(dòng)化和遠(yuǎn)程控制有助于將沼氣廠(chǎng)規(guī)模及其產(chǎn)量擴(kuò)大到一個(gè)新的水平。

此外，由于生產(chǎn)控制的改善和規(guī)模的擴(kuò)大，生物甲烷的生產(chǎn)價(jià)格預(yù)計(jì)將降至當(dāng)前天然氣價(jià)格的一半，實(shí)現(xiàn)盈利目標(biāo)。

當(dāng)僅為熱電聯(lián)產(chǎn)廠(chǎng)（CHP)生產(chǎn)沼氣時(shí)，即使沒(méi)有實(shí)時(shí)氣體質(zhì)量測(cè)量，也可以有效地控制生產(chǎn)工藝，因?yàn)闅怏w的甲烷含量相對(duì)較低，并且可以在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。

維薩拉產(chǎn)品經(jīng)理Antti Heikkil?表示：“當(dāng)對(duì)沼氣進(jìn)行提煉，若想將作為燃料的生物甲烷含量達(dá)到95%時(shí)，就需要一種更精確和智能的測(cè)量技術(shù)。這會(huì)提高生物甲烷生產(chǎn)效率，并盡量減少有害的甲烷泄漏?！?/p>

當(dāng)生產(chǎn)工藝盡可能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和優(yōu)化時(shí)，我們能夠捕獲和利用更大比例的原材料，這也將減少材料浪費(fèi)。生產(chǎn)工藝中的甲烷浪費(fèi)量也可以盡量降低。從沼氣中分離出的二氧化碳可以被捕獲、凈化和出售。

在理想情況下，該工藝會(huì)成為一個(gè)封閉系統(tǒng)，所有流出物都以某種形式被捕獲和利用。

Antti Heikkil?指出：“這些沼氣廠(chǎng)并不缺乏原材料。據(jù)世界沼氣協(xié)會(huì)估計(jì)，目前高達(dá)98%可分解為沼氣的廢棄物未得到充分利用?！?/p>

維薩拉的可靠技術(shù)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)

作為氣象、環(huán)境和工業(yè)測(cè)量方面的設(shè)備生產(chǎn)廠(chǎng)商，維薩拉已經(jīng)擁有沼氣測(cè)量所需的技術(shù)，這種技術(shù)之前用于監(jiān)測(cè)大容量變壓器的狀況等領(lǐng)域。

維薩拉新的技術(shù)MGP261和MGP262都可以連續(xù)測(cè)量甲烷、二氧化碳和濕度。主要區(qū)別在于MGP261可測(cè)量甲烷含量為0-100%的氣體，因此應(yīng)用范圍包括厭氧發(fā)酵工藝中的各個(gè)點(diǎn)、填埋氣體監(jiān)測(cè)、沼氣處理工藝中的活性碳過(guò)濾器以及熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)料氣體監(jiān)測(cè)。而MGP262可測(cè)量甲烷含量為0-5%的氣體，因此主要用于原地測(cè)量沼氣提純工藝（將沼氣中的甲烷濃縮至天然氣標(biāo)準(zhǔn)）中的逸出氣體，此類(lèi)應(yīng)用需要在二氧化碳濃度高的情況下可靠且高度準(zhǔn)確地測(cè)量低濃度甲烷。

維薩拉電力與能源總監(jiān)Pasi Iisakla表示：“沼氣廠(chǎng)的另一個(gè)挑戰(zhàn)是處理腐蝕性雜質(zhì)，例如硫酸。”

維薩拉與客戶(hù)合作開(kāi)發(fā)的“沼氣版本”已成功通過(guò)測(cè)試。例如，在芬蘭埃斯波的?mm?ssuo廢棄物處理中心進(jìn)行了測(cè)試，該中心是歐洲最大的此類(lèi)廢棄物處理中心之一。其他試點(diǎn)地點(diǎn)包括丹麥哥本哈根的一家專(zhuān)門(mén)從事碳捕獲和儲(chǔ)存技術(shù)的垃圾焚燒廠(chǎng)，以及日本三浦的一家可生產(chǎn)沼氣、熱能和電力的大型垃圾處理廠(chǎng)。

Pasi Iisakkala表示：“我們現(xiàn)在正在擴(kuò)大這些解決方案的規(guī)模，并將已經(jīng)在加工工業(yè)中測(cè)試過(guò)的技術(shù)引入到新領(lǐng)域。這是維薩拉25年環(huán)境測(cè)量歷程中的新篇章。”

據(jù)Pasi Iisakkala和Antti Heikkil?稱(chēng)，沼氣和生物甲烷是能源轉(zhuǎn)型解決方案的重要組成部分。得益于維薩拉的可靠技術(shù)，它們的生產(chǎn)已兼具環(huán)保效益和可持續(xù)經(jīng)濟(jì)效益