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量子LiDAR相機可偵測能源產業的甲烷外洩

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科技產業資訊室 (iKnow) - Lisa & May 發表於 2021年4月20日

圖、量子LiDAR相機可偵測能源產業的甲烷外洩
 
英國QLM Technology公司開發了一種量子氣體顯像LiDAR(光學雷達)相機,以偵測石油和天然氣開採及使用時產生甲烷外洩。該技術獲得英國石油(BP)、英國國家電網公司(National Grid)、AMETEK Land和英國政府的支持。
 
甲烷外洩無法防止的主要障礙,在於不知道洩漏發生的地點、時間以及洩漏量,如果沒有持續的在石油、天然氣的開採井口、儲存或配送地點監測,任何其他的排放測量方式,都會造成過高或過低估計值,取決於何時進行的監測。該量子相機首次實現了完整的連續監測,能夠準確的識別和量化甲烷洩漏情形。
 
QLM Technology的量子氣體顯像LiDAR相機,是英國國家量子技術計畫(UK National Quantum Technologies Programme)投資10億英鎊資金,首批成功商業化的產品之一。該計畫之量子技術商業化挑戰賽(The Commercialising Quantum Technologies Challenge)已經為80多家企業提供研發資金,其他的商業產品將在未來12個月內陸續推出。
 
目前,現有的雷射(laser-based)甲烷偵測利用複雜而昂貴的鏡面陣列(mirror array),將光反射到傳統的檢測器中。相比之下,QLM Technology的LiDAR相機使用的是量子單光子雪崩二極體(single photon avalanche detector;SPAD),非常靈敏無需透過鏡面反射,只需幾個光子就能偵測氣體排放。 QLM Technology的相機的量子單光子偵測技術,可以大範圍的探測和測量氣體流束。安裝在桅杆上的第一代相機將在今年(2021)開始商業試驗,安裝在無人駕駛飛行機上的照相機的試驗,預訂於明年(2022)開始。
 
能源產業包含煤炭、石油、天然氣和生物燃料,是第二大甲烷排放源,僅次於最大的甲烷排放來源是農業約占所有排放量的四分之一。目前,北美地區就有50多萬口活躍天然氣井,全球更是有2000個海上鑽井平台和近1000個天然氣儲存設施。而這些石油和天然氣開採無法管理無法進行連續且大規模地偵測甲烷洩漏。
 
科學家們估計,若從井底帶到地面上的甲烷氣體,約有3.2%會外洩而不是用來燃燒發電,那麼天然氣對氣候的影響就會比燃煤更嚴重。根據專業統計,甲烷外洩除了會對環境造成污染,能源產業每年也因此損失價值300多億美元的天然氣。

QLM Technology搶先推出量子相機,尤其在聯合國氣候變化大會(UN Climate Change Conference of the Parties)2021年11月在英國召開之前,預計將吸引眾人目光。(766字;圖1)
 
 
參考資料:
Quantum-enabled LIDAR Can Spot Methane Leaks From Oil, Natural Gas Extractions. The Quantum Daily, 2021/4/9.
Achievements of winners of the 2021 BNEF Pioneers. GreentechLead, 2021/4/9. 
QLM Technology網站


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