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碳达峰碳中和 | 碳排放监测连载(一)发展概述

2022-05-24 15:26:16 编辑:双碳时间

碳排放监测是碳排放核算体系的重要技术支撑,对保障碳市场交易公平和高效运行具有重要意义,也是检验碳减排政策实施效果的重要手段。本期文章介绍了目前碳排放监测政策、标准、方法等方面进展情况。

政策进展

目前,生态环境部先后发布了《生态监测规划纲要(2020-2035年)》《生态环境监测条例(草案)》《“十四五”生态环境监测规划》等文件,对碳排放监测做了顶层设计,明确了总体要求。

2020年2月

中国环境监测总站成立了二氧化碳监测工作组,在全国牵头率先开展系统的二氧化碳监测调研、方案设计和试点工作。

2020年6月

生态环境部发布的《生态环境监测规划纲要(2020-2035年)》,提出遵循“核算为主、监测为辅”的原则,探索建立重点排放单位温室气体排放源监测的管理体系和技术体系,在火电行业率先开展CO2排放在线监测试点。

2021年9月

生态环境部印发《碳监测评估试点工作方案》,聚焦区域、城市和重点行业三个层面,选取13个城市开展大气温室气体监测试点。到2022年底,探索建立碳监测评估技术方法体系。

2022年1月

生态环境部发布《“十四五”生态环境监测规划》明确目标:推进碳监测评估试点,补齐碳监测技术短板,积极开展其他履约监测。

2022年1月

全国生态环境保护工作会议对碳监测试点工作作出部署。提出:“要推动减污降碳协同增效,建立完善温室气体数据统计核算、数据管理及履约长效机制,继续实施碳监测评估试点,加强甲烷等非二氧化碳温室气体管控。”

技术标准

1、国家标准《大气二氧化碳(CO2)光腔衰荡光谱观测系统》(GB/T34415-2017)《温室气体甲烷测量离轴积分腔输出光谱法》(GB/T34287-2017)《温室气体二氧化碳测量离轴积分腔输出光谱法》(GB/T34286-2017)《气相色谱法本底大气二氧化碳和甲烷浓度在线观测方法》(GB/T31705-2015)《气体中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的测定气相色谱法》(GB/T8984-2008)2、行业标准《温室气体二氧化碳和甲烷观测规范离轴积分腔输出光谱法》(QX/T429-2018)《固定污染源废气二氧化碳的测定非分散红外吸收法》(HJ870-2017)《本底大气二氧化碳浓度瓶采样测定方法-非色散红外法》(QX/T67-2007)电力行业标准《火电厂烟气二氧化碳排放连续监测技术规范》(DL/T2376—2021)3、团体标准《火力发电企业二氧化碳排放在线监测技术要求》(T/CAS454-2020)(2021年)《卫星对地观测下的碳指标监测体系》(2021年征求意见稿)

类别及方法

从源和汇的角度,碳排放监测包括了排放源监测、环境浓度监测和碳汇监测。

1、排放源监测

目前,国际上主流的排放源监测方法大致可分基于核算的方法和在线监测法两类。

(1)核算法:通过排放因子法或物料平衡法核算企业或设施的活动来推算活动导致的碳排放;

(2)在线监测法:又称直接测量法,通过连续排放监测系统(CEMS)对排放主体所排气体中的CO2浓度和烟气流量进行实时监测,得到实时、连续的CO2排放量。

两种方法在欧美国家应用均较为成熟;我国目前主要采用核算方法,同时,也在不断探索和推进在线监测方法的应用。

目前,政府层面发布了CO2、CH4、烟气流量等指标的国家标准监测方法,持续推动现场监测和自动监测技术研发和标准化,统一监测标准;企业层面,电力生产、石油天然气开采等重点行业骨干企业依托废气自动监测、挥发性有机物泄漏检测等相关工作基础,开展了温室气体排放监测前期研究工作并积累了一定经验。

2、环境浓度监测

环境浓度监测主要采用基地观测站及卫星观测站获取。国际卫星对地观测委员会明确提出,在2025年形成二氧化碳监测业务化运行,支撑2028年全球碳盘点。迄今,国际上欧洲、日本、美国、加拿大和中国相继发射了具备大气CO2浓度观测能力的卫星。

◆2016年12月22日我国在酒泉卫星发射中心成功发射首颗碳卫星(TanSat)。

图1第二版TanSatXCO2逐月全球分布图

(来源:刘毅,姚璐,王靖等.中国碳卫星数据的应用现状)◆中国气象局于2021年12月建成碳监测核查支持系统(CMA.CarbonMVSv1.0)。该系统依托中国气象局59个温室气体在线监测站高精度二氧化碳浓度数据,辅以碳卫星二氧化碳柱总量数据,掌握全球1×1度、中国区域45×45千米、城市5×5千米格点人为和自然碳通量变化。

图2碳监测核查支持系统

(图片来源:https://mp.weixin.qq.com/s/uO24FlJ6vK7aGz0qQzcEkA)

◆2022年4月16日,我国在太原卫星发射中心成功将大气环境监测卫星发射升空,在应对全球气候变化方面,首次实现全球范围CO2的主动激光高精度、全天时探测,探测精度达到国际领先水平,可为CO2分布和应对气候变化提供精准的遥感数据支撑。

3、碳汇监测

碳汇监测主要有三种方法:

(1)基于温室气体浓度探测的同化反演方法,也就是“自上而下法”,即采用大气化学传输模式,结合地基或卫星观测的大气CO2浓度数据来反演区域碳通量;

(2)基于生态过程模型模拟方法估算陆地和海洋生态系统碳汇

(3)基于数据驱动机器学习模型的碳源汇估算方法。

当前国际通量观测网络、海洋CO2走航观测等为全球碳循环研究积累了大量实测数据;卫星定量遥感也提供了全球陆地、海洋、大气的丰富定量遥感产品,为尺度扩展提供了可能。

图32010年—2019年10a间人类活动、大气与自然生态系统的平均碳收支(来源于:FriedlingsteinP,etl.2020)

主要参考资料

[1]张钦,张达,张希良.在线监测应用于中国碳排放监测的相关问题和制度建议.[J]环境经济,2021,3:136-145.

[2]刘毅,姚璐,王靖等.中国碳卫星数据的应用现状[J].卫星应用,2022,2:46-50.

[3]刘良云,陈良,刘毅.全球碳盘点卫星遥感监测方法[J].遥感学报,2022,26(2):243-265.

[4]FriedlingsteinP,etl.2020.Globalcarbonbudget2020.EarthSystemScienceData,12(4):3269-3340[DOI:10.5194/essd-12-3269-2020]

[5]网络资源:

https://www.mee.gov.cn/ywgz/sthjjcgl/全国团体标准信息平台(ttbz.org.cn)https://www.zhihu.com/question/456981466/answer/1859281599

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供稿:李海燕

校对:韩会娟

审核:贾磊

编辑:zhengyy

标签: 碳达峰 监测 连载

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