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維薩拉傳感器技術助力能源綠色轉型
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綠色轉型包括從天然氣轉向替代能源，是近十年的重要挑戰之一。為應對這一挑戰，維薩拉研發了可靠的綠色技術，助推能源綠色轉型。在生物甲烷領域，維薩拉的傳感器有助于更清潔、更高效的生產過程，并具有顯著的生產利潤率。
世界各國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。實現該目標的方法之一是用沼氣及其精煉產品生物甲烷代替天然氣，但長期以來，化石天然氣的低價格和大量供應抑制了沼氣的大規模生產。只有在兼具環保效益和可持續經濟效益的情況下，生物甲烷才是可行的解決方案。而該生產中的持續監測及工藝優化更顯得尤為重要。
深埋地下的有機物層在高溫高壓下分解，歷經數百萬年時間，最終形成天然氣，它由甲烷和少量其他氣態碳氫化合物組成。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，根據美國環保局（USEPA）的數據，2020年，天然氣消費導致的二氧化碳排放占美國住宅和商業部門直接化石燃料CO2排放量的79%。
不斷上升的能源成本、供應鏈中斷，以及與天然氣開采、運輸和燃燒相關的溫室氣體排放意味著人類需要可靠、更經濟和更可持續的天然氣替代品。
在綠色轉型期間，化石燃料將被逐步淘汰，因而有必要通過創新尋找替代的清潔能源。因此，隨著我們進入綠色能源能夠盈利且可持續發展的時代，新技術將發揮至關重要的作用。
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可代替天然氣使用。到目前為止，生物甲烷主要在當地生產，例如在農場、廢物處理設施和垃圾填埋場。阻礙能源大量生產的關鍵問題是沼氣廠效率低下、質量不一、產量波動和沼氣廠停產，這也會導致客戶成本高昂。
作為一種重要的綠色替代能源，只有當它具有經濟效益并且能夠與可用的其他替代性可再生能源競爭時，它才有用武之地。對生產和提純沼氣以生產生物甲烷的工藝進行在線監測可以提高生產效率，使生物甲烷成為具有經濟效益且環保的化石燃料替代品。
變革潮流正在席卷整個行業，生物甲烷產量正在上升。維薩拉電力與能源總監 Pasi Iisakla和產品經理Antti Heikkil?表示：“推動這種變化的因素除了天然氣價格飆升之外，還有歐盟的綠色轉型及其嚴格的排放目標。如果我們想要實現這些目標，就必須在這十年結束時生產十倍以上的生物甲烷以取代化石燃料?！?/p>
在歐盟目前生產的沼氣中，約有75%用作當地熱源和發電，只有近20%的沼氣被轉化為生物甲烷。根據歐盟委員會的RePowerEU計劃，預計到2030年生物甲烷產量將增加十倍，到2050年將增長更多。如今，生物甲烷的生產成本估計約為80歐元/MWh，但歐洲沼氣協會希望未來可以下降到55歐元/MWh。只有借助新的工藝控制儀表，才能實現這種產量和效率的雙增長。
從手動控制到優化生產
這就是由維薩拉開發并在多個沼氣廠測試的傳感器技術的用武之地。該技術可以使生物甲烷的生產更節省資源、更清潔，質量更穩定。自動化和遠程控制有助于將沼氣廠規模及其產量擴大到一個新的水平。
此外，由于生產控制的改善和規模的擴大，生物甲烷的生產價格預計將降至當前天然氣價格的一半，實現盈利目標。
當僅為熱電聯產廠（CHP)生產沼氣時，即使沒有實時氣體質量測量，也可以有效地控制生產工藝，因為氣體的甲烷含量相對較低，并且可以在一定范圍內波動。
維薩拉產品經理Antti Heikkil?表示：“當對沼氣進行提煉，若想將作為燃料的生物甲烷含量達到95%時，就需要一種更精確和智能的測量技術。這會提高生物甲烷生產效率，并盡量減少有害的甲烷泄漏?！?/p>
當生產工藝盡可能實現自動化和優化時，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。生產工藝中的甲烷浪費量也可以盡量降低。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，該工藝會成為一個封閉系統，所有流出物都以某種形式被捕獲和利用。
Antti Heikkil?指出：“這些沼氣廠并不缺乏原材料。據世界沼氣協會估計，目前高達98%可分解為沼氣的廢棄物未得到充分利用。”
維薩拉的可靠技術和專業知識
作為氣象、環境和工業測量方面的設備生產廠商，維薩拉已經擁有沼氣測量所需的技術，這種技術之前用于監測大容量變壓器的狀況等領域。
維薩拉新的技術MGP261和MGP262都可以連續測量甲烷、二氧化碳和濕度。主要區別在于MGP261可測量甲烷含量為0-100%的氣體，因此應用范圍包括厭氧發酵工藝中的各個點、填埋氣體監測、沼氣處理工藝中的活性碳過濾器以及熱電聯產發動機進料氣體監測。而MGP262可測量甲烷含量為0-5%的氣體，因此主要用于原地測量沼氣提純工藝（將沼氣中的甲烷濃縮至天然氣標準）中的逸出氣體，此類應用需要在二氧化碳濃度高的情況下可靠且高度準確地測量低濃度甲烷。
維薩拉電力與能源總監Pasi Iisakla表示：“沼氣廠的另一個挑戰是處理腐蝕性雜質，例如硫酸?！?/p>
維薩拉與客戶合作開發的“沼氣版本”已成功通過測試。例如，在芬蘭埃斯波的?mm?ssuo廢棄物處理中心進行了測試，該中心是歐洲最大的此類廢棄物處理中心之一。其他試點地點包括丹麥哥本哈根的一家專門從事碳捕獲和儲存技術的垃圾焚燒廠，以及日本三浦的一家可生產沼氣、熱能和電力的大型垃圾處理廠。
Pasi Iisakkala表示：“我們現在正在擴大這些解決方案的規模，并將已經在加工工業中測試過的技術引入到新領域。這是維薩拉25年環境測量歷程中的新篇章?！?/p>
據Pasi Iisakkala和Antti Heikkil?稱，沼氣和生物甲烷是能源轉型解決方案的重要組成部分。得益于維薩拉的可靠技術，它們的生產已兼具環保效益和可持續經濟效益
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