“無人機+傳感器技術”英國Alphasense傳感器助力船舶尾氣監(jiān)測

航運業(yè)是世界經濟發(fā)展中重要的基礎性和服務性行業(yè)。然而，隨著航運貿易量增速，同時不得不重視起來的是航運業(yè)帶來的環(huán)境污染問題。這其中，就涉及到由船舶產生的氣體污染物已成為世界大氣污染的主要源頭之一，所以船舶廢氣檢測尤為重要。
船舶對大氣污染的主要來源是船用柴油發(fā)動機燃燒，主要氣體污染物有氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、顆粒物(PM)、一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)。

2020年，對航運業(yè)來說是史上最嚴減排措施元年。除了 MARPOL 公約附則四和 NOx Technical Code 技術章程中對 NOx 的排放限值規(guī)定外，同年3月開始全面強制實施 IMO 2020 限硫令。

對船舶尾氣限制排放提出了更高的要求：各類海船在內河排放控制區(qū)應當使用的船用燃油硫含量，分別從以前的國際海船不大于3.5% m/m、沿海海船不大于0.5 %m/m，統(tǒng)一改為了不大于0.1% m/m；各類海船與江海直達船在沿海大氣污染物排放控制區(qū)、國際航行船舶在非排放控制區(qū)應當使用的船用燃油硫含量，都統(tǒng)一改為了不大于0.5% m/m

由于不同硫份含量的柴油之間存在較大的價格差異，如果沒有有效的監(jiān)管方法，期望船主自覺使用更高成本的低硫柴油并不現(xiàn)實，因此，海事部門需實地檢查船舶是否使用低硫油。

傳統(tǒng)的檢查方法：

一是人工登船，檢查航海日志中的換油記錄、抽取油樣進行檢測等，并將數據納入統(tǒng)一的數據分析系統(tǒng)，通過分析劃定重點監(jiān)控船舶，但這樣的抽檢帶有盲目性和滯后性，檢查效率不高。

二是使用船用燃油硫含量快速檢測儀進行檢測，相對來說效率有所提升，但是依然需要登船進行現(xiàn)場測定，每次都需要出動大批人馬，工作流程也比較復雜。

無人機監(jiān)測船舶尾氣方案

過去，監(jiān)管部門對于船舶尾氣污染物排放量的檢測方式，大多是采取登船取樣、送檢第三方或者使用快檢儀檢測。存在檢測效率低、在航船舶檢測困難、目標隨機性較大等缺點，一定程度上制約了監(jiān)管部門執(zhí)法效果。

“無人機+傳感器技術”與傳統(tǒng)的登船檢查方法相比更高效、更精準、應用范圍更加廣泛。無人機搭載傳感器無需登船，就能實現(xiàn)快速遠程在線監(jiān)測。平均僅需3分鐘，即可在軟件中預測出每艘船的燃油硫含量，從而讓進一步的登船檢查更有針對性，提高工作效率、減少工作量。無人機嗅探靈活機動，可以主動追蹤和近距離接觸船舶尾氣，不存在“嗅”不到或“嗅”不出的情況，加上靈嗅科學的反推算法，讓監(jiān)測結果更精準。無人機嗅探可以不受風力和位置約束，除了可在港口附近作業(yè)，也適合大江大河等開闊海域的巡航式檢查，例如船舶排放控制區(qū)邊界附近。

與常規(guī)環(huán)境監(jiān)測不同，船舶尾氣中常含有高濃度SO2、NOx、VOCs以及CO2，而電化學傳感器對高濃度組合氣體存在較為明顯的交叉敏感現(xiàn)象，因此需要利用機器學習算法對交叉敏感進行補償，才能得到較為可靠的硫含量測算數據。無人機作業(yè)時，可先在無排放的空氣中進行測定，獲取相應氣體組分的背景濃度值。接著，無人機飛至船舶尾氣煙羽下方，保持定距跟隨1分鐘左右，即可在地面端軟件查看該船舶實時的硫含量預估值。

無人機搭載英國Alphasense傳感器檢測SO2、NOx、VOCs以及CO2氣體濃度，PPb級別高精度氣體傳感器NO-B4、NO2-B43F、SO2-B4、MINIR、PID-AH5參數如下：

審核編輯 黃宇