碳捕集技术依赖高性能二氧化碳传感器
作为全球南方首家直接空气捕获（DAC）公司，Octavia Carbon 已投产全球第二座 DAC+ 地质储存厂。 
Octavia 利用肯尼亚丰富的可再生地热能，从空气中捕获二氧化碳，并将其安全储存于地下，开发了一项可扩展的技术，依赖 Vaisala二氧化碳测量传感器的独特特性。
 
背景
全球应对气候变化的努力旨在降低大气中的温室气体（GHG）水平。这可以通过减少来自工业、建筑和交通等领域的温室气体排放，以及从大气中移去温室气体来实现。碳捕集可以在这两种情景中应用——从点源排放中捕捉二氧化碳，以及直接从空气中捕获二氧化碳（直接空气捕集，DAC）。
DAC 过程需要能源，因此要实现温室气体净减排，能源供应必须实现碳中和。在这方面，肯尼亚具有优势——肯尼亚大裂谷地段在地热能源方面潜力良好。大约 2500 万年前的构造板块运动使水渗透到地表下 1 - 3 km 的热岩石上，形成了超高温高压水和蒸汽的混合物——这是产生地热能的理想条件。
如今，肯尼亚约90%的电力由可再生能源产生，其中地热能源依然是最重要的能源。该国地热发电厂也会产生废热，Octavia Carbon 的技术正是为利用这一资源而设计的。此外，这种地下火山地质非常适合永久地下储存二氧化碳。
DAC 的成功在很大程度上取决于其移去空气中二氧化碳的效率。特别是，DAC 操作员必须最大化捕获二氧化碳流量与捕获过程中二氧化碳排放量之间的差值。因此，必须准确测量二氧化碳浓度。 
 
Octavia Carbon（奥克塔维亚碳）
Octavia Carbon 由两位创新者于 2022 年创立，目前已拥有 60 多名员工，致力于推动 DAC 技术降低成本曲线并提升影响力。公司的目标是为持久碳清除提供有效解决方案，并成为全球南方绿色工业增长和气候正义的催化剂。
2025年9月，第二届非洲气候峰会闭幕，明确呼吁将非洲定位为全球气候经济中解决方案的推动力量，而非气候变化的受害者。Octavia Carbon 成立，旨在成为这些解决方案之一。
Octavia 提供多种二氧化碳去除（CDR）套餐，帮助个人和组织进行慈善捐赠和/或抵消碳排放。此外，参与碳交易的组织可以直接从 Octavia 购买碳移除信用额。
在直接从环境空气中捕获二氧化碳后，Octavia将气体液化，并转移至合作伙伴，由其进行永久地下地质储存。 
CO2 测量挑战
鉴于需要开发尽可能高效的 DAC 工艺，Octavia 的优化团队需要能够在工艺的每个阶段进行准确的在线测量。此外，Octavia 的碳捕获工艺仅能通过准确可靠的二氧化碳测量进行确认。
Octavia 的员工在采用 Vaisala产品之前，曾试用并淘汰了多款其他 CO2 传感器厂商的产品。Octavia 流程优化负责人 Khamis Mwalwati Muniru解释道。“在我的团队中，我们严格测试材料，以评估它们的二氧化碳捕获效率。”该过程要求对CO₂进行精确监测，覆盖从CO₂释放阶段的 0 - 100 % vol，到CO₂捕集阶段低于 400 ppm 的浓度区间，这对测量准确度提出了极高要求。
Khamis发现，有些传感器在某些浓度下能够准确测量，但并非所有浓度都能做到，而且部分传感器的可靠性也成为了问题。“我们需要能够准确测量二氧化碳浓度，从环境浓度约430ppm一直到捕获的99.99%。”他说。“瓦伊萨拉的传感器是唯一能够在如此宽广范围内实现所需准确度的传感器。”
除了测量准确度，哈米斯团队还要求测量稳定性。“我们的 DAC 属于批处理流程，这意味着传感器的测量值会在短时间内从非常低变化到非常高，通常在一小时左右。”我们发现一些最初（现已废弃）的传感器在单周期内准确性下降，这带来了两个重要后果。首先，我们频繁且繁琐地耗时重新校准；其次，最重要的是，我们无法依靠测量结果来确定吸附剂完全饱和的时间点。
 
Vaisala 的解决方案非常适用于碳捕集
Octavia的工艺优化团队评估了Vaisala的GMP343二氧化碳探头，认为其适用于他们的应用。除了宽量程，我们还要求在 400ppm 以下具有高准确度，而大多数我们试用过的传感器都无法满足这一要求。”卡米斯解释道。“因此，我们很高兴地发现 GMP343 能以±3 ppm 准确度和长期稳定性实现这一目标。”值得庆幸的是，这意味着我们不必在每次测试前重新校准。”
GMP343 采用 Vaisala 的CARBOCAP® 技术，这是一种基于硅的非色散红外（NDIR）单束双波长传感器，无运动部件。CARBOCAP® 传感器提供长期高度稳定性，因为它们配备了微机械 FPI 滤波器，该滤波器提供参考测量，能够补偿光源强度的潜在变化，以及光路中污染和污垢的积累。对奥克塔维娅来说，这种稳定性表现为每年读数的良好±2%。
除了 GMP343，Octavia 还采用了专门为碳捕集工艺开发的 Vaisala MGP241，能够在潮湿和恶劣条件下提供可靠的测量。MGP241支持在线测量，并具备自动温度和气压补偿，测量范围为0 - 100 vol-% CO₂，同时采用CARBOCAP®技术，保证长期稳定性。MGP241非常适合吸附后的测量。
Vaisala非洲工业测量销售经理Samy Oumaziz表示：“我们很高兴能够协助Octavia Carbon，不仅提升流程控制并建立对CO₂测量的信心，而且由于该DAC工艺具有可扩展性，我们对未来的前景感到非常期待。”我们与 Octavia 密切合作，深入了解其 DAC 工艺流程，界定严格的测量要求，并交付量身定制的 CO₂测量解决方案，以支持 Octavia 的未来发展，并促进非洲气候创新的全面进步。
 
Octavia Carbon 的 DAC 工艺
该过程主要分为三个阶段——吸附、脱附和液化/注入。每个阶段都需要能源，但由于肯尼亚易于获取的可再生地热能源，Octavia 的工艺流程成本低且实现了碳负排放。
在第一阶段，环境空气（约含430ppm二氧化碳）被吸入DAC机器，并通过一个内含化学吸附剂的过滤器。这些化学吸附剂选择性地与二氧化碳结合，有效地从空气中移去它，直到滤材被二氧化碳完全饱和。
在脱附阶段，对滤材在真空条件下进行间接加热，使其释放出浓缩的二氧化碳，并将其提取出来。该过程会再生过滤器，以便重复使用。
在最后阶段，捕获的二氧化碳经过压缩和冷却后液化，然后被运输到安全的地质站点，并注入深层地下的岩层中。在这些条件下，经过一段时间，二氧化碳会通过碳化过程逐渐矿化，最终成为岩石的永久组成部分。
值得注意的是，Octavia 的 DAC 工艺完全模块化，因此具有可扩展性，公司因此制定了雄心勃勃的增长目标。该项目的目标是到 2026 年，首个商业规模工厂（蜂鸟计划）每年捕获 1,000 吨二氧化碳，并计划到 2030 年每年移去超过一百万吨。
 
总结
Vaisala 产品线经理 Antti Heikkilä 表示：“我们很高兴能够协助 Octavia Carbon 完成这一激动人心的项目。我们专有的二氧化碳探头是专门为此类具有挑战性的应用开发的。然而，以“Taking Every Measure for the Planet”为我们的核心使命，这个项目正是Vaisala测量技术助力应对气候变化的良好例证。”
“归根结底，DAC 的作用将取决于捕获的二氧化碳每吨成本，”哈米斯解释道。“我们很幸运能够在裂谷地区受益于无碳地热能源，但我们的技术能否实现规模化将很大程度上取决于工艺优化。”
准确可靠的二氧化碳测量对于 Octavia Carbon 的工艺优化和运营团队来说至关重要。没有准确的测量，就无法选择并提升吸附性能。同样，准确的测量有助于有效控制工艺，使操作人员能够准确识别吸附剂饱和的时刻。
准确及时地识别吸附剂饱和点对于提高工艺效率至关重要，有助于最大化二氧化碳捕获量，同时降低成本、节省时间并减少工艺能耗。
最后，甚至可以说是最重要的，Octavia Carbon 的客户必须对他们所购买的 CDR 的准确度和可靠性充满信心。这将以第三方认证为基础，但这也完全依赖于准确的二氧化碳测量。
 
