量子LiDAR相機可偵測能源產業的甲烷外洩 - 工程師

量子LiDAR相機可偵測能源產業的甲烷外洩

https://bit.ly/32E8BPQ

英國QLM Technology公司開發了一種量子氣體顯像LiDAR（光學雷達）相機，以偵測石油
和天然氣開採及使用時產生甲烷外洩。該技術獲得英國石油（BP）、英國國家電網公司（
National Grid）、AMETEK Land和英國政府的支持。

甲烷外洩無法防止的主要障礙，在於不知道洩漏發生的地點、時間以及洩漏量，如果沒有
持續的在石油、天然氣的開採井口、儲存或配送地點監測，任何其他的排放測量方式，都
會造成過高或過低估計值，取決於何時進行的監測。該量子相機首次實現了完整的連續監
測，能夠準確的識別和量化甲烷洩漏情形。

QLM Technology的量子氣體顯像LiDAR相機，是英國國家量子技術計畫（UK National
Quantum Technologies Programme）投資10億英鎊資金，首批成功商業化的產品之一。該
計畫之量子技術商業化挑戰賽（The Commercialising Quantum Technologies Challenge
）已經為80多家企業提供研發資金，其他的商業產品將在未來12個月內陸續推出。

目前，現有的雷射（laser-based）甲烷偵測利用複雜而昂貴的鏡面陣列（mirror array
），將光反射到傳統的檢測器中。相比之下，QLM Technology的LiDAR相機使用的是量子
單光子雪崩二極體（single photon avalanche detector；SPAD），非常靈敏無需透過鏡
面反射，只需幾個光子就能偵測氣體排放。 QLM Technology的相機的量子單光子偵測技
術，可以大範圍的探測和測量氣體流束。安裝在桅杆上的第一代相機將在今年(2021)開始
商業試驗，安裝在無人駕駛飛行機上的照相機的試驗，預訂於明年(2022)開始。

能源產業包含煤炭、石油、天然氣和生物燃料，是第二大甲烷排放源，僅次於最大的甲烷
排放來源是農業約占所有排放量的四分之一。目前，北美地區就有50多萬口活躍天然氣井
，全球更是有2000個海上鑽井平台和近1000個天然氣儲存設施。而這些石油和天然氣開採
無法管理無法進行連續且大規模地偵測甲烷洩漏。

科學家們估計，若從井底帶到地面上的甲烷氣體，約有3.2%會外洩而不是用來燃燒發電，
那麼天然氣對氣候的影響就會比燃煤更嚴重。根據專業統計，甲烷外洩除了會對環境造成
污染，能源產業每年也因此損失價值300多億美元的天然氣。

QLM Technology搶先推出量子相機，尤其在聯合國氣候變化大會（UN Climate Change
Conference of the Parties）2021年11月在英國召開之前，預計將吸引眾人目光。

--