利用先进技术解析沼气行业的甲烷排放

在全球各地，日常生活产生的废弃物都难以处理，包括农业副产品、牲畜粪便，甚至剩饭剩菜等都会产生有机废弃物，这些废弃物在分解过程中会产生甲烷。
 

如果不加处理，这些分解物质会对环境造成危害。但如果管理得当，这些废弃物可以转化为沼气，成为可再生能源。
当植物和动物废弃物等有机物通过厌氧消化过程分解时，便会产生沼气。细菌分解副产物，以气体和消化残渣（如肥料）的形式释放能量。
沼气经进一步提纯可以生成可再生天然气（RNG）或生物甲烷，并以多种形式用于供热、发电、车辆燃料、生物塑料，甚至可以添加到管道中以补充天然气管网。

消化泵（例如本光学气体成像视频中所示的泵）将生物质输送到厌氧消化池。由于这些物质处于发酵状态，因此甲烷泄漏的风险很高。本视频采用FLIR Gx320光学热成像仪拍摄，并启用了FLIR专利的高灵敏度模式。
尽管与其他生产甲烷的行业相比，沼气和可再生天然气（RNG）都是更清洁的甲烷形式，但它们排放到大气中仍会对环境造成影响。
业内一些企业，例如德国ITEMA GmbH公司的Frank Zahorszki，正在致力于解决沼气和可再生天然气生产过程中产生的这些排放问题。
“沼气是利用常见废弃物的一种绝佳方式，但我们希望尽一切努力确保环境清洁，”Zahorszki解释道。
据美国环保署（EPA）的数据，2022年美国二氧化碳当量甲烷排放量为7.608亿吨，其中36.4%来自农业，18.8%来自废弃物¹。与此同时，欧盟委员会的REPowerEU²计划旨在到2030年每天生产350亿立方米沼气和生物甲烷，作为一种经济实惠且可持续的能源。
Zahorszki拥有近20年各行业技术专家经验，他表示，控制气体排放并非易事。“在沼气行业中发现这些泄漏通常既困难又耗时……除非使用先进技术，”他说。
 

光学气体成像（OGI）的优势
光学气体成像（OGI）技术应运而生：它是一种专用红外摄像机，经过特殊滤波处理，可匹配甲烷等特定气体的波长。
使用FLIR G系列等OGI相机，操作人员能观察到肉眼或其他大多数技术无法探测的气体排放物。
这些相机可实时工作，将气体可视化，以便立即了解排放事件。泄漏点呈现为类似烟雾的实时视频，技术人员能够轻松精确定位泄漏源并确定如何解决问题。
凭借高灵敏度模式和专利人体工程学设计等独特功能，FLIR G系列相机可实现最佳相机操作位置，其甲烷泄漏检测速度比传统泄漏检测和修复（LDAR）方法快10倍。
沼气设施通常规模庞大，从泵到屋顶密封件都存在许多潜在的泄漏点。由于OGI技术支持用户快速扫描大范围目标区域，因此企业可以最大限度地提高LDAR操作效率。
在沼气行业，OGI技术非常适合从安全距离检测和测量甲烷排放，从而使操作人员远离潜在的安全隐患，在最大限度提高运营效率的同时降低风险。
最近，OGI技术取得重大突破，相机已具备排放量化功能。
“多年来，OGI相机使泄漏检测变得轻松高效，但测量泄漏量通常是一个挑战。现在，借助FLIR G系列相机，我可以在检测到泄漏的同时立即测量排放量。”Zahorszki说道。
定量光学气体成像（QOGI）技术将专门的板载分析功能嵌入到FLIR G620等冷却型OGI相机中，使用户能够测量甲烷、碳氢化合物和挥发性有机化合物（VOC）的排放量。
与其他提供泄漏量化数据的技术不同，QOGI允许用户在安全距离内立即获得测量结果。通过在相机中添加QOGI功能，运营商可以将排放影响纳入其成本核算，并更清晰地评估组织面临的财务风险。
 

使用FLIR Gx320相机量化甲烷泄漏。
结论：
随着市场寻求进一步投资于更可持续的传统甲烷气体的替代品，沼气和可再生天然气（RNG）应用将发挥关键作用，它们利用以往被浪费的产品来补充当前的天然气供应链。
虽然这些应用更高效，且能充分利用通常被浪费的原料，但这些应用过程中产生的材料和排放物仍然会对我们的环境造成负面影响。
使用QOGI等先进技术，不仅能帮助业内人士检测泄漏，还能让他们更清晰地了解排放的严重程度，从而更深入地理解如何解决问题。