布魯克光譜： 以科學支持節能環保，以“光”助力“碳中和”

同一園區夜間排放體量顯著增加

某工業園區白天排放

　　近年來，為了遏制全球氣候變暖，世界各國正攜手致力于碳中和工作。為積極應對氣候變化，中國提出了“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”的承諾目標。黨的二十大報告也提出，要積極穩妥推進碳達峰碳中和，有計劃分步驟實施碳達峰行動，積極參與應對氣候變化全球治理。

　　作為全球科學儀器龍頭企業之一，布魯克公司以最尖端技術和最全面的解決方案助力我國實現“雙碳”目標。近日，布魯克光譜中國區總經理趙躍對《中國企業報》集團穩經濟調研組表示，“近幾年中國對于碳達峰碳中和的目標設定為節能環保產業發展帶來了巨大的商機。無論是環境的監測、新能源的使用，還是生產流程的成本和污染控制，都對最終能否達成‘雙碳’目標起到至關重要的作用。”

　　布魯克公司以高水平、高精度分析儀器及創新能力享譽全球科技界，而布魯克旗下光譜部門，更是以尖端科技與前沿創新能力備受全球用戶的青睞。作為一個在德國起家，具有六十年歷史的大型跨國企業，布魯克秉承對品質的嚴格要求與創新的研發理念，躋身世界科學儀器生產領頭行列，近來更是為中國節能環保與“雙碳”事業獻上“光”芒。

　　溯源碳排放，為城市裝上“火眼金睛”

　　黨的二十大報告提出“深入推進環境污染防治”，“持續深入打好藍天、碧水、凈土保衛戰”。2021年9月12日，生態環境部發布了《碳監測評估試點方案》，正式對城市碳監測試點提出指導性意見。隨著“雙碳”工作的推進，我國已逐漸開展碳監測評估試點工作，其中城市層面的碳監測是一項重要內容。

　　“談起碳監測，往往讓人聯想到對應的大氣環境監測手段。但是，氣體是不斷擴散的，單點的探測可以反映某一高度、某一位置的碳濃度值，但是想要了解一個地區，乃至一個國家的碳總量，又該如何監測？如何判斷相鄰城市或國家的碳遷移影響？這便是‘碳柱’監測的意義所在。”布魯克光譜渠道與應用經理王軍鋒解釋，從外太空至地表，將整個大氣層的碳進行垂直監測，不再局限于某一點的碳濃度值，而是自上而下的“總碳”。基于此，便能評估一個城市、甚至是一個國家的總體碳水平，觀測“碳流動”，評估城市遷入與遷出的碳通量，為碳中和評估提供數據支撐。

　　在國際碳監測領域，布魯克光譜久負盛名，這與布魯克公司長期以來在科學技術與儀器研發領域的技術投入是分不開的。1974年，布魯克第一臺傅里葉紅外光譜問世，此后，布魯克光譜一直是該領域科學技術與儀器研發的引領者，至今保持有大部分性能的世界紀錄。在此基礎上，布魯克將紅外光譜儀器擴展至各領域，既被用于最前沿的光學研究，也服務于與生活息息相關的檢測，比如半導體、新能源、環境空氣、食品藥品的相關檢測等。

　　據介紹，TCCON是國際上權威的“碳柱”監測組織，在全世界有諸多聯網站點，國內目前有河北香河、安徽合肥兩個與國際接軌的站點。而TCCON觀測數據在我國碳衛星的地基驗證、溫室氣體同化反演和碳核算評估等碳達峰、碳中和任務中都發揮了重要作用。其中，數據的標桿便是布魯克IFS125超高分辨傅里葉變換紅外光譜儀與便攜式EM27SUN光譜儀所監測的數據。而這兩款科學儀器也是TCCON等全球碳監測組織公認的觀測與校準儀器，為各國“碳柱”監測、碳衛星數據提供校準依據。2021年9月，隨著生態環境部發布碳監測指導方案，“碳柱”濃度也被列為重要監測內容之一。

　　隨著碳中和的穩步向前，在掌握了碳背景數據后，“碳”的溯源也將成為重點工作之一，而對碳排放源的排查與分析的難度相對較高。

　　針對“碳”溯源，布魯克光譜可以用“眼睛”識別碳排放源頭并做出相對量化。“人眼之所以能看到不同的顏色或形狀，是因為物體反射、發射或透射不同的可見光進入到人眼中，而二氧化碳等氣體也具有類似的‘顏色’，那便是紅外輻射與紅外特征譜。”王軍鋒進一步解釋，比如煙囪出口的二氧化碳會發出具有獨特“指紋特征的”譜線，采用布魯克遙感光譜實時收集這種譜線，并對其空間分辨進行解析，便可將人眼不可見的二氧化碳等氣體進行空間分布的可視化，并通過譜線強度對比，計算碳的相對排放體量。布魯克SIGIS遙感光譜可以在數公里遠外對目標區域進行覆蓋式掃描，并分析碳排放濃度的空間分布，可以有效判斷碳排放源頭。

污染氣體的可視化成像及排放源鎖定

遙感成像為走航監測“照亮”污染區

　　7×24不間斷掃描，準確鎖定排污源

　　在節能環保領域，布魯克光譜還有諸多創新與重要貢獻。近年來，布魯克光譜不斷加大在環保領域的技術創新，以豐厚的光學知識與扎實的技術底蘊，為環保事業帶來了技術革新。

　　2022年3月，一則人體中發現微塑料的消息震驚了全世界，自此，海洋、水源、土壤，甚至是動植物體內的微塑料引發了人們的關注。憑借多年的技術積淀，布魯克光譜在顯微光學儀器的基礎上，研發了可大范圍、快速分析微塑料的面陣列顯微成像技術，將原本一維點式掃描分析方法提升一個維度，大大加快了分析速度。

　　2020年1月，國家發展改革委、生態環境部發布了《關于進一步加強塑料污染治理的意見》，對于餐飲打包外賣服務、商超、藥店等領域塑料制品禁限提出了要求。布魯克緊跟國家需求，推出了便攜傅里葉紅外快速分析塑料組分的解決方案，為各地快速識別市場上塑料組分，確定是否還有無法降解的成分提供了便利的方法。

　　在全國PM2.5防治工作頗有成效的同時，臭氧污染又成為各地區污染防治工作的重大難點。針對這一情況，布魯克以頂尖光譜儀器為基礎，開發了新的解決方案：利用可移動的開放光路遙感譜儀，可以精準分析出不同區域臭氧濃度，不同于常規的點式探測儀器的易受干擾，雷達裝置的不確定性，開放光路結合氣候環境，可以精準分析不同地區的臭氧濃度及動態變化，為臭氧路徑提供準確的數據支撐。

　　監測臭氧濃度僅僅是第一步，分析來源才是解決問題的重點。對此，布魯克制定了以被動遙感為核心的解決方案，通過對周邊企業VOCx等數據進行遙感監測與空間定位，為臭氧源解析提供重要的源頭信息。常規的臭氧源解析，即使分析出了主要貢獻物，也難以鎖定排污源頭，而布魯克SIGIS遙感成像譜儀，通過7×24不間斷的覆蓋式掃描，可以準確鎖定排污源的位置、排放時間、排放體量等信息，讓人眼也能“看”到污染的氣體及其動態，完成臭氧溯源及防治問題最關鍵的一步。

　　以“光速”捕獲，讓偷排漏放行為無處可藏

　　近年來，全國各地環保部門對排污企業的監管力度不斷在加大。然而，環保人員無法一直待在企業進行監管，更無法同時監測所有的企業，這就讓一些企業“鉆空子”偷排漏放，氣體的擴散也讓污染無跡可尋。

　　對此，布魯克光譜同樣有堪稱“利器”的針對性解決方案，以“光”為媒介，結合空間成像技術，以“光速”捕獲氣體的指紋信息，覆蓋式掃描，在布魯克遙感光譜“目光”下的企業，其偷排漏放行為將會被一覽無遺。該方案無需值守，不間斷監測，尤其有利于防治夜間偷排，也是生態環境部發布《關于優化生態環境保護執法方式提高執法效能的指導意見》鼓勵使用的遙感方法之一，目前國內江蘇、廣東、天津等地區已經具有了非常豐富的經驗。

　　“部分環保工作者將該技術與走航車監測相結合，相當于給只能‘聞味兒’的貓，裝上了一只看穿一切偷排漏放的‘眼睛’，效率成倍提高。”王軍鋒表示。布魯克光譜依靠全球最高靈敏度的遙感光譜，結合最先進的在線紅外光譜氣體分析儀，已經成為解決居民惡臭氣體投訴問題的前沿手段。

　　此外，凡涉及氣體污染的環保領域，布魯克均能提供更加前沿、創新的儀器與解決方案，如遠距離監測管道泄露、碳存儲泄露監測、事故污染分析、應急安全預警等等，如在奧運會、世界杯、G20等峰會中，布魯克遙感光譜均有氣體分析與預警的應用，同時在國內外消防領域也有重要應用。

　　多年來，布魯克始終秉承科技創新的理念，在夯實品質基礎的前提下不斷創新，每年都有新的技術與產品發布，而布魯克光譜更是其中的佼佼者，一直保持著紅外光譜的大部分世界紀錄，擁有真空紅外、太赫茲光譜、步進掃描等前沿的“獨門絕技”。“目前，布魯克光譜中國區建立了實驗展示中心，有大量的設備供用戶試用和方法開發，力爭更好地服務中國客戶，提升低碳經濟、為碳達峰碳中和貢獻力量。”趙躍如是說。

　　（《中國企業報》集團穩經濟調研組成員康源執筆）