在作為環(huán)保產(chǎn)業(yè)年度重要展示平臺的“環(huán)博會”上，四方光電現(xiàn)場展示了煙氣排放監(jiān)測、發(fā)動機排放氣體監(jiān)測、室外揚塵監(jiān)測、油煙監(jiān)測、溫室氣體監(jiān)測、工業(yè)過程在線氣體監(jiān)測等氣體成分及流量測量的解決方案。其中，包括滿足碳排放監(jiān)測要求的煙氣分析解決方案首次亮相，在業(yè)界引起了不小的轟動。站在“十四五”的開局之年，環(huán)保產(chǎn)業(yè)又迎來了新的發(fā)展突破口。四方光電將如何助力國家“雙碳”目標的達成?面對新的發(fā)展形勢，四方光電又將如何適應新形勢，做好布局與規(guī)劃?環(huán)保在線記者有幸采訪到四方光電的董事長熊友輝博士。

深耕氣體傳感器創(chuàng)新領域，構筑核心技術“護城河”

熊友輝博士告訴環(huán)保在線記者，四方光電長期專注于氣體傳感器的科技創(chuàng)新，從創(chuàng)立的2003到2011年，四方光電主要發(fā)展基于核心氣體傳感器的工業(yè)過程和環(huán)境監(jiān)測氣體分析儀，并逐步啟動民用氣體傳感器產(chǎn)業(yè)配套;2012到2020年，四方光電積極發(fā)揮核心技術及質量體系的優(yōu)勢，發(fā)力智能家居、智慧醫(yī)療、汽車電子等領域，逐步形成了智能氣體傳感器與高端氣體分析儀器雙輪驅動的發(fā)展格局。

2003年，四方光電成功開發(fā)基于電調制非分光紅外氣體傳感器，該產(chǎn)品于2004年通過湖北省科技廳組織的科技成果鑒定，達到國際先進技術，此后該產(chǎn)品獲得“國家重點新產(chǎn)品”證書。針對雙光束NDIR 氣體傳感器測量二氧化硫(SO2)、一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)存在水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)等的較強干擾，同時測量低端分辨率不高的缺點，公司通過對微流量芯片-微流量紅外探測器-微流紅外氣體傳感器(micro-flow NDIR)的深度開發(fā)，已經(jīng)成為在技術上可以與國際上氣體分析儀器巨頭并肩的廠家之一。微流紅外氣體傳感器項目也于2020年獲得工信部強基工程-傳感器“一條龍”示范項目。通過十余年的持續(xù)創(chuàng)新，目前四方光電已形成了包括光學(紅外、紫外、光散射、激光拉曼)、超聲波、MEMS金屬氧化物半導體 (MOX)、電化學、陶瓷厚膜工藝高溫固體電解質等原理的氣體傳感技術平臺。通過使用上述一種或多種技術組合，四方光電能夠根據(jù)客戶需求提供多種產(chǎn)品。

熊友輝博士表示，當前四方光電的環(huán)境監(jiān)測氣體分析儀器產(chǎn)品主要應用于煙氣、尾氣監(jiān)測領域。其中煙氣監(jiān)測領域產(chǎn)品包括紅外(紫外)煙氣傳感器模組、紅外(紫外)煙氣分析儀、煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)及船舶廢氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。主要檢測對象是二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氧氣(O2)、顆粒物(PM)的濃度，應用于火力發(fā)電廠、煉鋼廠、垃圾焚化廠等產(chǎn)生污染氣體的工業(yè)企業(yè)等固定污染源及大型船舶等移動污染源。在尾氣監(jiān)測領域，公司采用高性能雙光束NDIR檢測一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、碳氫化合物(HC);采用微流紅外、非分光紫外(NDUV)、紫外差分(UV-DOAS)技術直接檢測氮氧化物(NOx)，而不需要采用復雜且昂貴的NOX轉換器。

依托NDIR核心技術積累，發(fā)力溫室氣體監(jiān)測市場正當時

“2020年習近平總書記在聯(lián)合國發(fā)展大會上代表中國提出了2030碳達峰、2060碳中和的宣言，也為環(huán)保行業(yè)的發(fā)展樹立了新目標”，熊友輝博士向記者介紹，在碳中和產(chǎn)業(yè)中的溫室氣體在線監(jiān)測領域，四方光電具有較好的技術和產(chǎn)業(yè)基礎，目前在碳中和監(jiān)測控制領域具有較多應用場景。四方光電在碳中和領域最典型的應用就是對多種溫室氣體的總量(溫室氣體成分分析儀器+氣體流量)計量。

在二氧化碳(CO2)的氣體檢測方面，四方光電有兩種不同用途的CO2傳感器：一種是四方光電采用NDIR熱電堆紅外技術開發(fā)的民用/車載用的擴散式CO2傳感器，一種是四方光電全資子公司-湖北銳意自控采用微流紅外、雙光束紅外(熱電堆或者熱釋電)等技術開發(fā)的高端CO2傳感器。前者主要用于綠色建筑和智能座艙中的暖通空調(HVAC)控制，確保在舒適安全條件下的節(jié)能減排，通過智能化降低建筑和車輛的碳足跡;后者主要用于工業(yè)、農業(yè)過程中CO2排放總量的高精度測量,用于碳排放的核查和交易。后者的精度要求顯著高于前者，價格比前者也高兩個數(shù)量級。

當然，碳中和領域對氣體的監(jiān)測不僅僅是CO2氣體濃度，而是多種溫室氣體的總量(成分+流量)計量。京都議定書中規(guī)定控制的6種溫室氣體，除二氧化碳(CO2)之外，還有甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳化合物(HFCs)、全氟碳化合物(PFCs)、六氟化硫(SF6)。四方光電全資子公司湖北銳意自控的微流紅外、雙光束紅外、TDLAS等氣體傳感器技術可以應用在對工業(yè)污染源的上述多種溫室氣體排放濃度的監(jiān)測;同時公司具備的超聲波、差壓等原理的氣體流量傳感器可以用于溫室氣體流速和體積的監(jiān)測。公司以工業(yè)用氣體傳感器技術平臺、分析儀器及工信部沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)專項為基礎，為大中型沼氣工程、生物質燃氣工程、煤層氣瓦斯氣綜合利用工程等諸多領域提供了包括測量CH4和CO?等氣體質和量的計量裝置，這些裝置是開展清潔發(fā)展機制(CDM)碳交易的基礎數(shù)據(jù)。隨著碳減排逐漸成為一些國家的自愿行為，以及碳核查基于的MRV(可測量、可報告、可檢驗)原則，對溫室氣體排放總量在線監(jiān)測系統(tǒng)的需求將呈現(xiàn)增長趨勢。

我國已經(jīng)安裝了大量的CEMS系統(tǒng)用于環(huán)保監(jiān)測， 主要是對二氧化硫(SO2)、一氧化氮(NO)、粉塵顆粒物(PM)的監(jiān)測。碳中和政策出來后，需要增加CO2、CO等“碳”的測量指標，由于CO含量較低，因此微流紅外傳感器成為測量CO2+CO參數(shù)的最佳選擇。同時用于碳交易還需要更加準確的煙氣流量傳感器配合，目前大量的CEMS系統(tǒng)采用皮托管差壓原理測量流速并測算流量，由于是“點式”測量，準確度與氣體分析儀器的精度相差巨大，因此有必要開發(fā)新型的高精度煙氣流量傳感器，例如超聲波、紅外相關法、靜電法等原理的新型煙氣流量計。

協(xié)同氣體傳感器技術平臺，新產(chǎn)品層出不窮

熊友輝博士表示，碳中和關系到產(chǎn)業(yè)鏈的方方面面，從原材料和能源的開采到產(chǎn)品進入市場，每一個環(huán)節(jié)都需要控制碳排放，這也讓氣體環(huán)境監(jiān)測儀器有了廣闊的市場。比如，煙氣分析儀是大氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分，但煙氣成分較為復雜，主要成分有二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氧氣(O2)等，隨著排放標準越來越低，對煙氣分析儀的性能要求也越來越高。這次四方光電全新推出的煙氣分析儀Gasboard-3000UV，集公司多種核心氣體傳感技術于一體：基于UV-DOAS紫外差分吸收光譜氣體分析技術測量二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)，微流NDIR技術測量一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)，雙光束紅外NDIR測量二氧化碳(CO2)等。結合公司超聲波氣體流量測量十余年的技術積累，公司正在積極開發(fā)超聲波煙氣流量計，因此可以一站式滿足國內碳排放的監(jiān)測要求。

在室外空氣品質監(jiān)測領域，記者看到四方光電也在持續(xù)發(fā)揮技術優(yōu)勢，推陳出新。問及此次室外揚塵監(jiān)測傳感器展區(qū)產(chǎn)品時，熊友輝博士向記者介紹了產(chǎn)品開發(fā)的初衷以及創(chuàng)新應用對產(chǎn)業(yè)鏈的推動作用：我國室外揚塵網(wǎng)格化監(jiān)測經(jīng)歷了早期的β射線吸收法到采用民用凈化器大量應用的激光粉塵傳感器的過程。在使用過程中發(fā)現(xiàn)，民用的激光粉塵傳感器不僅不能滿足-30~70℃室外環(huán)境溫度的全天候使用要求，同時還必須面對監(jiān)測場所，特別是建設工地經(jīng)常噴灑降霾的水霧影響，或者下雨潮濕的氣候環(huán)境等。這種環(huán)境下，水霧經(jīng)常被判斷為嚴重霧霾造成爆表。民用激光傳感器由于激光功率小，采樣流量小，PM10分辨率很低，無法提供準確的PM10, 通常采用根據(jù)PM2.5的數(shù)字進行比例計算，造成PM10監(jiān)測數(shù)據(jù)失真。在這種背景下，四方光電通過采用寬溫型大功率線型激光光源、API粉塵自動識別技術、先進的流道設計實現(xiàn)抗污染、大流量車規(guī)級采樣裝置、高濕度環(huán)境的水霧去除裝置等，研制出了揚塵傳感器PM3006系列產(chǎn)品，低成本地實現(xiàn)了對室外揚塵粉塵與β射線吸收法達到0.9相關系數(shù)的高精度測量。憑借長期的技術積淀、良好的產(chǎn)品性能，目前四方光電室外揚塵監(jiān)測傳感器PM3006系列已取得多項發(fā)明專利及實用新型專利。在國內市場，多款搭載PM3006系列的揚塵監(jiān)測類產(chǎn)品，獲得了計量器具型式批準證書(CPA);在海外市場，同樣也取得了當?shù)貦嗤C構的測試認證。在韓國多款搭載PM3006的戶外監(jiān)測類產(chǎn)品，獲得了韓國環(huán)境部授權的三大認證機構(KTR/ KECO/ KCL)的最高等級1級認證。目前，產(chǎn)品已經(jīng)銷往全國并出口到海外多個國家和地區(qū)，被國內外知名企業(yè)認可。

最后，四方光電熊友輝博士告訴記者，四方光電也將不忘初心，依托在氣體傳感器及分析儀器方面的技術積累，開發(fā)出更多的優(yōu)質產(chǎn)品;也將持續(xù)關注行業(yè)發(fā)展趨勢，發(fā)揮自身技術優(yōu)勢，為早日實現(xiàn)“碳達峰”和“碳中和”目標貢獻力量。

關于四方光電

四方光電股份有限公司(以下簡稱“四方光電”)是一家從事智能氣體傳感器和高端氣體分析儀器的科創(chuàng)板上市企業(yè)(股票代碼688665)。公司2003年成立于武漢“光谷”，形成了包括光學(紅外、紫外、光散射、激光拉曼)、超聲波、MEMS金屬氧化物半導體 (MOX)、電化學、陶瓷厚膜工藝高溫固體電解質等原理的氣體傳感技術平臺，擁有100余項國內外專利，產(chǎn)品廣泛應用于空氣品質、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)過程、安全監(jiān)測、健康醫(yī)療、智慧計量等領域。

四方光電建設有省級企業(yè)技術中心和湖北省氣體分析儀器儀表工程技術研究中心。同時公司積極融入國家技術創(chuàng)新體系，先后獲得國家重大科學儀器設備開發(fā)專項、工信部物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項、工信部強基工程傳感器“一條龍”、科技部科技助力經(jīng)濟2020重點專項、湖北省技術創(chuàng)新重大項目等多個項目的支持，被國內外行業(yè)權威機構列為中國氣體傳感器主要廠商和代表性企業(yè)，并榮獲中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟“最具影響力物聯(lián)網(wǎng)傳感企業(yè)獎”。

四方光電作為中國氣體傳感器的龍頭企業(yè)，憑借長期的技術沉淀、嚴格的質量體系及國際化視野，已經(jīng)成為諸多世界500強及國內外細分領域頭部企業(yè)的配套供應商。目前公司產(chǎn)品已經(jīng)出口至八十多個國家和地區(qū)，正在朝著傳感器領域的國際品牌邁進。

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