二氧化碳传感器为实现“双碳”目标赋能

　　近年来，我国节能减排取得显著成效，特别是在节能减排的推动下，我国工业、交通、能源、建筑等各行业都取得了巨大成就。但与此同时，也带来了巨大的环境问题：由于大量化石能源的消耗，我国已成为全球温室气体排放的“大户”。

从2005年至今，我国二氧化碳排放量累计增长近5倍，已跃居全球第一。当前，我国经济发展进入新阶段，以习近平同志为核心的党中央高度重视气候变化问题，提出了“双碳”目标。

要实现2030年前碳达峰(2030年)和2060年前碳达峰，建立在以我为主的国际气候体系。我国已成为全球应对气候变化的合作伙伴，积极开展国际交流与合作。在新形势下，加快发展清洁能源已成为构建新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化“四化同步”的重大工程。推进清洁能源供暖是实现“碳中和”的重要一环，这不仅关系到整个国家的长远发展目标和人民群众的切身利益与幸福感，更是关乎我国未来国际竞争安全。

　　1.我国碳排放现状

　　目前，我国工业、建筑、交通等领域的碳排放总量已占到全球排放总量70%以上，严重制约着我国的绿色可持续发展。随着工业化、城镇化进程的加快，我国的城市建设规模不断扩大，对城市生活和基础设施建设要求越来越高，特别是人口增加导致交通拥堵现象严重，同时导致了温室气体排放量不断增加。

截至2020年6月，我国温室气体排放量已占全球碳排放权的23%~22%,居世界首位。据联合国统计，全球每年碳净排放总量为95亿吨，其中约有20亿吨来自碳排放。截至2020年底，全球近一半温室气体来自碳排放。

随着国际形势的不断变化以及我国经济社会发展形势的不断变化，为了应对新形势带来的挑战进行新技术、新产业和新业态转型升级需要不断优化调整减排措施。对于未来气候变化，我们必须坚持走低碳环保发展之路，加快推进重点行业和重点领域节能减排改造。

　　2.碳达峰的两个重要途径

　　从化石燃料中提取二氧化碳是实现碳达峰的两个重要途径，也是控制温室气体排放实现经济发展的重要途径。据世界能源组织统计，全球化石燃料排放约占80%,而化石燃料的生产、消费和输送等活动产生大量的二氧化碳。

目前我国生产生活过程中排放的污染物中，约有70%以上来自于能源消费和生产使用活动。因此，应高度重视化石燃料中 CO、SO2、 NOx、O3等各种温室气体排放，从源头上减少化石燃料对环境的影响，确保气候安全稳定达标。

以石油为例，我国石油消费量占全球1/4,其中近1/5是从进口地获得的。在我国经济发展过程中会产生大量二氧化碳排放，如我国自2012年开始一直处于高消耗状态——石油资源十分匮乏、能源消耗量大——而对环境影响巨大。因此做好大气污染治理是实现碳中和的重要一环。

　　3.实现二氧化碳减排有哪些手段和技术

根据原理的不同，二氧化碳传感器主要可以分为固态电解质式、电容式、光纤、红外吸收等类型。二氧化碳传感器，主要用于检测空气中二氧化碳(CO2)气体的浓度，在农业、养殖业、工业领域中广泛使用，如：种植大棚、畜牧养殖场，啤酒、碳酸饮料、节能环保产品等，对CO2浓度的监测可以改善空气的质量，预防传染病流行，确保公共健康安全。

目前市场上常见的二氧化碳传感器主要有固体电解质型、电化学型、催化型和红外型：

　　(1)固体电解质是具有与电解质水溶液相同的离子导电特性的固体物质。当用作气体传感器时，它是一个电池。当这种类型的二氧化碳传感器被放置在含有二氧化碳气体的环境中时，会发生细胞反应，从而计算出二氧化碳的浓度。

　　(2)电化学二氧化碳传感器利用二氧化碳气体的电化学活性原理来测量浓度。当二氧化碳气体进入传感器时，在敏感的电极表面发生氧化或还原反应，产生电流，通过外电路流过电击。电流与气体浓度成正比，可以通过外电路的负载电阻来测量。

　　(3)催化剂二氧化碳变送器是以催化剂为基本元件的二氧化碳传感器。它利用特定类型电阻器表面的催化剂涂层，在一定温度下，可燃气体在其表面催化燃烧，作为二氧化碳发射器的原理。因此，人们把这种二氧化碳发射器称为热燃烧发射器。

　　(4)自然界中的每种气体都会吸收光，CO2气体对波长为4.26m的红外线特别敏感，红外二氧化碳传感器根据CO2对特定波段红外辐射的吸收来衰减透过测量室的辐射能量，衰减程度取决于被测气体中CO2的含量。

二氧化碳传感器应用案例

　　二氧化碳传感器在工业废气排放中的应用

　　工业废气种类繁多，可能对环境造成不同程度的危害。废气是指人类在生产和生活中排放的有毒有害气体。特别是化工厂、钢铁厂、制药厂，炼油厂等，以及人类生活带来的生活废气的生产。废气的气味很大，严重污染环境，影响人体健康。

　　随着经济的发展和工业化水平的提高，人类活动(例如燃烧化石燃料和森林砍伐)加剧了温室气体浓度的增加。也有一些工业企业在燃烧和生产过程中使用烟囱或废气，大量的CO2气体从管道的开口处排出。这些使全球变暖成为当今人类面临的最大挑战之一。

　　全球碳排放量再创新高。当许多人对此漠不关心时，碳排放量增加带来的温室效应正在悄悄影响着人们的生活环境，如病虫害增加、海平面上升、气候异常、荒漠化面积增加等。因此，有必要在排放工业废气时监测烟气浓度，可以在烟囱中安装监视二氧化碳浓度的二氧化碳传感器，严格控制废气中二氧化碳浓度的含量。

　　二氧化碳传感器在环保中央空调中的应用

　　如果房间里人多，空气不流通，或者房间里有煤气或者煤炉燃烧，再加上人体呼吸排放的CO2，空气中的含氧量相对降低，二氧化碳浓度升高，室内人员会有不同程度的中毒症状。

　　很多经常待在室内的人喜欢开空调来通风，但是普通中央空调空气净化效果差，导致室内空气污染物较多，其中气态污染物对人体有致癌、致畸等危害，微生物容易引起各种过敏性疾病。虽然环保空调的净化效果无法与空气净化器相比，但通过环保空调的空气也是无臭、清新的，因此室内CO2浓度将会降低。

　　二氧化碳传感器在农业大棚中的应用

　　农业蔬菜大棚里的各种绿色蔬菜，都需要吸收二氧化碳进行光合作用。但塑料大棚中的作物长期处于相对密闭的场所中，棚内二氧化碳浓度一天内变化很大。因此，塑料大棚内二氧化碳亏缺相当严重，成为影响塑料大棚蔬菜产量的重要因素，使用二氧化碳传感器控制浓度也就成为影响作物产量的重要因素。目前，许多农业大棚设施中都开始使用了二氧化碳传感器环境监控设备。农业蔬菜塑料大棚中安装二氧化碳传感器，可以保证在二氧化碳浓度不足的情况下及时报警，从而使用气肥。保证蔬菜、食用菌、鲜花、中药等提早上市、高质高产。