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物联网传感器能为应对全球变暖做些什么?

据路透社3月16日消息,根据一份当天公布的研究内容指出,为避免灾难性的气候变化,全球在清洁能源领域的投资(包括规划中的),必须在2050年前达到总计131万亿美元的规模。据悉,这个数字比目前预期的投资多出了30%。

131万亿美元才能救地球?物联网传感器能为应对全球变暖做些什么?


相关报告指出严峻形势与艰巨任务

据悉,这份报告出自总部位于阿联酋首都阿布拉比、目前成员国数量超过160的国际可再生能源署(International Renewable Energy Agency,缩写为IRENA),是它的「年度旗舰报告」。IRENA在该报告中强调,若要做到符合2015年各国所签订的《巴黎协定》(或翻译为「巴黎协议」,法语是「Accord de Paris」,英语是「Paris Agreement」)约定的限制全球平均气温升高幅度在1.5摄氏度范围内,全球各国需要共同调整行动的规模和速度——如上所说,大幅提高清洁能源投资规模至131万亿美元。

该报告还指出,要达到上1.5摄氏度限制,2050年之前,全球化石燃料消费规模必须在现在规模基础上下降75%以上,特别是石油和煤炭的消费,需要更迅速地减少。天然气则可以在2025年达到峰值后,维持作为「主要的化石燃料」的局面到本世纪中叶之前。与此同时,清洁的可再生能源发电能力则必须扩大至原有的十倍以上。

清洁的可再生能源中,「绿色氢能(Green Hydrogen Energy)」的生产和使用量规模需要大幅度增加,这项要求也特别迫切。据悉,「绿色氢能」就是一种通过利用使用可再生能源电力水解生产的氢能(零碳燃料),因为是利用可再生能源发电,不会产生温室气体。这里的可再生能源可以是风能或太阳能等。

报告指出,到2050年,要有30%的电力专门用于生产绿色氢能、普通氢能,以及其衍生物。为实现这一目标,全球电解槽容量需要从如今的0.3 GW指数级扩大到近5000 GW。

对于现状,IRENA总干事Francesco La Camera表示:我们目前实际作为和应有作为的落差非但没缩小,反而在扩大……我们需要极力加速能源过渡,才能有效地扭转形势。

这个过程中,物联网传感器能帮到什么?

要实现扭转全球气候变暖的大趋势,首先最基础的就是要持续监测全球温室气体排放量,以及全球平均气温升高情况。只有做好这两项,才能进一步地动态调整「任务」目标,以实现最终的形势扭转期望。

近日出现在媒体视野中的一个案例,提供了一个样本。它就是德国慕尼黑的MUCCnet传感器网络。

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MUCCnet传感器网络的测量设备 图片来源:慕尼黑工业大学,作者F. Dietrich

据悉,MUCCnet传感器网络是全球第一个基于地面大气遥感测量城市温室气体排放的全自动传感器网络。它是由德国慕尼黑工业大学(TUM)的TUM电气和计算机工程系的环境传感和建模主席Jia Chen教授团队的科学家开发、建立。通过MUCCnet传感器网络,如今任何人都可以通过访问他们的互联网平台来查看这个传感器网络的测量数据。

传感器网络MUCCnet也叫「慕尼黑城市碳柱网络」,它由五种用于分析太阳光谱的高精度光学仪器(传感器)组成。这些仪器可以测量空气中二氧化碳,甲烷和一氧化碳的浓度。测量原理在于,每种气体都有其独特的光谱「指纹」,基于此,这些气体的浓度可以通过这些仪器与太阳之间的气柱来测定。Jia Chen教授表示,通过测量大气的垂直柱,可以消除当地如附近烟囱排放带来的局部扰动,也因此,这种温室气体平衡被认为特别可靠和准确。

MUCCnet五种光学仪器(传感器)中的一个,被设置在了慕尼黑工业大学主校区,它负责测量市中心的浓度。其余四个设备,分别被设置于慕尼黑城市边界的四个主要方向。

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Jia Chen教授在操作位于慕尼黑工业大学主校区建筑物屋顶上的MUCCnet传感器网络测量设备 图片来源:慕尼黑工业大赏,作者:A. Heddergott

Jia Chen教授简单的解释了相关原理:

在城市逆风处设置了一个传感器,在逆风处设置了第二个。这样,第一个传感器和第二个传感器之间测得的气体增加,就一定是由城市内部产生的。

在每个基本方向(城市的四个主要方向)都设置一个传感器,则是为了尽可能多地覆盖不同风向。


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