據麥姆斯咨詢報道，近日朋友圈頻現拉閘限電、停工停產放大假的消息，東北部分地區還出現了城市大規模停電，甚至馬路上路燈、紅綠燈都停電造成大面積擁堵……除了網民熱議的“齊紈魯縞、防通脹、大國博弈”等等“一盤盤大棋”，表面最直接的原因就是“能耗雙控”，能耗雙控是指對能源消費強度和總量的雙控制。
2020年9月，中國政府在第七十五屆聯合國大會上提出：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳（CO?）排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。”近日，國家發展改革委印發《完善能源消費強度和總量雙控制度方案》，明確了新時期做好能耗雙控工作的總體要求和主要目標，明確了做好能耗雙控工作對實現碳達峰、碳中和的重要意義。因此，為了完成降低能耗指標，部分不達標的地區被點名，各地方政府為了完成指標拉閘限電，令限產停工升級。
所謂碳中和（Carbon Neutrality），是指企業、團體或個人測算在一定時間內，直接或間接產生的溫室氣體排放總量，通過植樹造林、節能減排等形式，抵消自身產生的CO?排放，實現CO?的“零排放”。而碳達峰則指的是碳排放進入平臺期后，進入平穩下降階段。
邁向碳中和的第一步，CO?碳排放監測
根據《京都議定書》以及生態環境部發布的《碳排放權交易管理辦法（試行）》，溫室氣體包括二氧化碳（CO?）、甲烷（CH?）、氧化亞氮（N?O）、氫氟烴（HFCs）、全氟化碳（PFCs）、六氟化硫（SF?）和三氟化氮（NF?） 等7種氣體。
摸排以CO?為代表的溫室氣體排放源并測定排放量是實現碳排放管理的第一步。目前國際上主要有兩種監測溫室氣體排放量的方法：核算法和測量法。核算法，是通過活動數據、排放因子計算CO?排放量，準確度較低；測量法，主要指使用連續排放監測系統（Continuous Emission Monitoring System, CEMS），對CO?排放量直接進行監測，直接測量煙氣流速、CO?濃度和濕度等，結果準確性相對更高。
CO?連續排放監測系統（CEMS）
目前，我國的碳排放監測主要采取物料核算法，美國主要使用CEMS方法，而歐盟則是核算法和CEMS兼具。隨著我國碳排放監測制度的完善，預計使用CEMS監測CO?等溫室氣體排放的占比將逐步提升。
我國碳排放主要來自煤炭、電力及熱力等能源生產行業。2021年1月底，南方電網發布《火力發電企業二氧化碳排放在線監測技術要求》，填補了我國碳排放在線監測領域相關標準空白，為國家實現“十四五”期間碳控排目標及考核提供客觀依據和數據支撐。
CEMS系統主要包括氣體取樣和條件控制系統、氣體監測和分析系統、數據采集和控制系統等。由于連續監測方法能夠實時、自動地監測固定排放源溫室氣體排放量，無需對多種燃料類型的排放量進行區分和單獨核算，具有數據顯示更加直觀、操作簡便等特點。該方法在國際上已有較成熟的應用，而在我國的應用尚在摸索階段。
2012年，中國出現第一家采用CEMS監測溫室氣體排放量的電廠。到目前為止，只有少數發電企業在煙氣管道上安裝了CEMS來直接監測溫室氣體排放。據悉，中國大部分電廠都安裝了用以監測SO?、NOx等傳統氣態污染物的CEMS，只需增加一個CO?濃度監測模塊，就可以確定溫室氣體排放量。
Gasmet采用FTIR分析儀的連續排放監測系統（CEMS II e）
溫室氣體CEMS系統中包含用于測量多種溫室氣體的氣體分析儀以及流速、溫度、濕度等關鍵測量組件。目前，CEMS系統中的CO?主流檢測方案為傅里葉變換光譜儀（FTIR）或非色散紅外光譜儀（NDIR）。其它溫室氣體的測量還采用光聲紅外光譜法、脈沖熒光法、化學發光法、紫外吸收法等。
環境CO?濃度監測不容忽視
除了使全球變暖的溫室效應，人們往往容易忽視環境CO?濃度對人體健康帶來的危害。人體對空氣中CO?的增長非常敏感，CO?含量每增加0.5%會導致人體的明顯反映。當環境CO?的濃度達到1000 ppm時，人體會感到沉悶，注意力開始不集中，心悸；環境CO?濃度達到1500~2000 ppm時，人體會感到氣喘、頭痛、眩暈，而兩個人在密閉的臥室里睡一個晚上，CO?濃度就很容易達到2000 ppm；當環境CO?濃度達到5000 ppm時，人體可能造成缺氧、昏迷、腦損傷甚至死亡。
環境CO?濃度對人體健康的危害
隨著人們生活水平和健康意識的不斷提高，我們需要利用CO?氣體傳感器實時掌握環境CO?濃度，再根據監測結果采取相應的通風措施。因此，工農業生產環境、汽車排放和舒適性應用以及建筑供暖通風與空氣調節（HVAC）等應用對CO?氣體傳感器提出了小型化、低功耗、選擇性好、智能化的需求，以提供連續、可靠且高精度的環境氣體監測。
Airthings推出的商用CO?監測系列產品，可通過電池供電的無線傳感器，為用戶提供遠程、可視化室內CO?等空氣質量監控
微機電系統（MEMS）等微納制造技術為氣體傳感器的小型化打開了大門，也擴展了氣體傳感器的消費類應用，使得氣體傳感與檢測技術在人們日常生活中快速普及。例如，英飛凌（Infineon）憑借創新的光聲光譜（PAS）技術和MEMS麥克風進軍氣體傳感器市場，實現精確、實時地CO?監測。此外，四方光電采用NDIR熱電堆紅外技術開發的民用/車載擴散式CO?傳感器，可以用于綠色建筑和智能座艙中的HVAC控制，確保在舒適安全條件下的節能減排，通過智能化（Smart HVAC）降低建筑和車輛的碳足跡。
隨著氣體傳感器進一步的微型化、功能化、智能化以及物聯網應用的高速發展，環境氣體監測應用將逐步擴大到智能家居、可穿戴設備、智能移動終端以及醫療領域，據英國知名研究公司IDTechEx預測，到2030年，全球環境氣體傳感器市場規模將超過38億美元。
2020年~2030年按應用細分的環境氣體傳感器市場預測
來源：《環境氣體傳感器技術及市場趨勢-2020版》
在此背景下，麥姆斯咨詢精心策劃了“第37期‘見微知著’培訓課程：氣體傳感與檢測技術”，課程主要內容包括：（1）氣體傳感器與人工嗅覺；（2）電化學氣體傳感器和光離子化（PID）氣體傳感器；（3）空氣污染物敏感材料及諧振式氣體傳感器；（4）量子點氣體傳感器與集成技術；（5）MEMS MOx氣體傳感器及其陣列；（6）MEMS氣相色譜分析傳感技術；（7）微型紅外氣體傳感器；（8）微型集成式氣體傳感器；（9）電化學氣體傳感器及人體呼氣分析。
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