根據(jù)《百萬(wàn)億雙碳產(chǎn)業(yè)，誰(shuí)是碳中和獨(dú)角獸？》調(diào)查，到2060年碳監(jiān)測(cè)市場(chǎng)總規(guī)模將接近千億元！

目前已有15個(gè)省市發(fā)布了碳監(jiān)測(cè)規(guī)劃；5月31日，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)司副司長(zhǎng)蔣火華就碳監(jiān)測(cè)問(wèn)題表示，將啟動(dòng)碳監(jiān)測(cè)評(píng)估第二階段試點(diǎn)工作，擴(kuò)大火電、鋼鐵等行業(yè)試點(diǎn)。

最近頻發(fā)的碳監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)都在印證著這個(gè)千億市場(chǎng)即將爆發(fā)！

為幫大家更全面的了解碳監(jiān)測(cè)，我整理了這份知識(shí)大全，對(duì)碳監(jiān)測(cè)的概念、種類、案例與技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行了梳理。

為幫助大家更規(guī)范的開展相關(guān)工作，我還盤點(diǎn)了26項(xiàng)碳監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，并按照國(guó)家、地方、行業(yè)、團(tuán)體進(jìn)行了分類，方便大家直接查找使用。

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文章目錄

1、碳監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

2、碳監(jiān)測(cè)政策

3、碳監(jiān)測(cè)概念

4、碳監(jiān)測(cè)種類

5、碳監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

6、碳監(jiān)測(cè)案例

根據(jù)《百萬(wàn)億雙碳產(chǎn)業(yè)，誰(shuí)是碳中和獨(dú)角獸？》調(diào)查，到2060年碳監(jiān)測(cè)市場(chǎng)總規(guī)模將接近千億元！

最近頻發(fā)的碳監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)也在印證著這個(gè)千億市場(chǎng)即將爆發(fā)：

3月14日，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“碳排放監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制關(guān)鍵測(cè)量技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)研究”項(xiàng)目啟動(dòng)暨實(shí)施方案論證會(huì)在北京召開；

5月29日，生態(tài)環(huán)境部生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)司副司長(zhǎng)蔣火華就碳監(jiān)測(cè)相關(guān)進(jìn)展回答澎湃新聞?dòng)浾咛釂?wèn)，介紹了碳監(jiān)測(cè)在碳減排工作中的作用，以及近年工作進(jìn)展和計(jì)劃；

6月9日，我國(guó)首個(gè)城市雙碳模擬器在濟(jì)南市發(fā)布，主要功能包括，天空地碳監(jiān)測(cè)多源數(shù)據(jù)的預(yù)處理、碳源匯動(dòng)態(tài)模擬反演等。

為幫大家了解碳監(jiān)測(cè)，我整理出這份知識(shí)大全，從碳監(jiān)測(cè)的概念、種類、案例到技術(shù)系統(tǒng)，不管你是行業(yè)小白，還是有經(jīng)驗(yàn)的老手，我覺得下面的內(nèi)容都能幫你建立起對(duì)碳監(jiān)測(cè)行業(yè)與技術(shù)的全面認(rèn)知。

為幫助大家更規(guī)范的開展相關(guān)工作，我盤點(diǎn)了26項(xiàng)碳監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，并按照國(guó)家、地方、行業(yè)、團(tuán)體進(jìn)行了分類，方便大家直接查找使用。

01

碳監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

我匯總了26項(xiàng)碳監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，其中國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)5個(gè)，地方標(biāo)準(zhǔn)1個(gè)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)7個(gè)，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)13個(gè)。

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接下來(lái)我將為大家介紹一下目前比較重要，企業(yè)應(yīng)用較多的3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)：

1、《火力發(fā)電企業(yè)二氧化碳排放在線監(jiān)測(cè)技術(shù)要求》

標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)：T/CAS 454-2020

發(fā)布單位：南方電網(wǎng)

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了火力發(fā)電企業(yè)碳排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、性能指標(biāo)、安裝要求、數(shù)據(jù)采集處理方式、數(shù)據(jù)記錄格式以及質(zhì)量保證等，適用于火力發(fā)電企業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳排放量的在線監(jiān)測(cè)。

同時(shí)，采用化石燃料，如煤、天然氣、石油等，為能源的工業(yè)鍋爐、工業(yè)爐窯的二氧化碳排放量在線監(jiān)測(cè)可參照?qǐng)?zhí)行。 標(biāo)準(zhǔn)為企業(yè)新型碳排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)，碳排放核算方法的優(yōu)化提供了技術(shù)支持，為火力發(fā)電企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色減排和可持續(xù)發(fā)展提供參考。

2、《固定污染源碳排放（CO2、CO、CH4）在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求》

標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)：2022征求意見稿

發(fā)布單位：中綠環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?/p>

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了固定污染源煙氣（CO2、CO、CH4）在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)的組成結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求、性能指標(biāo)和檢測(cè)方法，適用于固定污染源煙氣在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和檢測(cè)。

3、《火電廠煙氣二氧化碳排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》

標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)：DL／T2376—2021

發(fā)布單位：國(guó)家能源局

標(biāo)準(zhǔn)為電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了火電廠煙氣二氧化碳排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成和功能、技術(shù)性能、監(jiān)測(cè)站房、安裝、調(diào)試檢測(cè)、技術(shù)驗(yàn)收、運(yùn)行管理及數(shù)據(jù)審核和處理的有關(guān)要求，適用于火電廠固定源煙氣二氧化碳排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

02

碳監(jiān)測(cè)政策

如何獲得真實(shí)有效的碳排放數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)計(jì)算看不見的高碳排放成本？這需要構(gòu)建新的碳監(jiān)測(cè)體系，為此國(guó)家部委及各地區(qū)都紛紛制定了相關(guān)政策。我匯總了3項(xiàng)國(guó)家政策，12項(xiàng)省級(jí)政策，2項(xiàng)市縣級(jí)政策。

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03

碳監(jiān)測(cè)概念

碳監(jiān)測(cè)通過(guò)綜合觀測(cè)、 結(jié)合數(shù)值模擬、統(tǒng)計(jì)分析等手段，獲取溫室氣體排放強(qiáng)度、環(huán)境中濃度生態(tài)系統(tǒng)碳匯等碳源匯狀況及其變化趨勢(shì)信息，為應(yīng)對(duì)氣候變化研究和管理提供服務(wù)支撐。

主要監(jiān)測(cè)對(duì)象為《京都議定書》和《多哈修正案》中規(guī)定控制的7種人為活動(dòng)排放的溫室氣體包括二氧化碳 (CO2) 、甲烷(CH4) 、氧化亞氮 (N2O)、氫氟化碳(HFCs) 、全氟化碳(PFCs) 、六氟化硫 (SF6) 和三氟化氮 (NF3)。

排放源監(jiān)測(cè)主要指通過(guò)手工或自動(dòng)監(jiān)測(cè)手段，對(duì)能源活動(dòng)、工業(yè)過(guò)程等典型源排放的溫室氣體排放量進(jìn)行監(jiān)測(cè)的行為。

二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)等溫室氣體排放與大氣污染物排放具有同根、同源、同過(guò)程的特點(diǎn)，統(tǒng)籌溫室氣體與大氣染物排放監(jiān)測(cè)，夯實(shí)溫室氣體排放監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)，有助于評(píng)估與驗(yàn)證溫室氣體核算方法和排放因子的科學(xué)性，支撐建立符合中國(guó)實(shí)際情況的溫室氣體核算體系；同時(shí)，也可以豐富我國(guó)碳排放交易中排放量的確定方法，推動(dòng)企業(yè)碳排放與污染物排放的協(xié)同監(jiān)測(cè)監(jiān)管。

二氧化碳排放主要源自能源活動(dòng)和工業(yè)過(guò)程，其中固定源燃料燃燒占比約85%，其余為建材、冶煉等環(huán)節(jié)貢獻(xiàn)。二氧化碳排放監(jiān)測(cè)主要依托連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)，即通過(guò)對(duì)排放口二氧化碳濃度和排氣流量開展自動(dòng)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)二氧化碳的排放量變化情況，該技術(shù)在美國(guó)、歐盟已有成熟應(yīng)用，在我國(guó)處于試點(diǎn)研究階段。

04

碳監(jiān)測(cè)種類

一、生態(tài)系統(tǒng)碳匯監(jiān)測(cè)

1、對(duì)土地生態(tài)類型及變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)；

2、開展生態(tài)地面監(jiān)測(cè)，在生態(tài)系統(tǒng)樣地對(duì)生物量、植物群落物種組成、結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

二、大氣溫室氣體監(jiān)測(cè)

大氣中的溫室氣體濃度升高是造成全球氣候變暖主要原因。從上個(gè)世紀(jì)六十年代前后，國(guó)內(nèi)外開始監(jiān)測(cè)大氣中的溫室氣體濃度，逐步形成了全球-區(qū)域-國(guó)家-城市等不同尺度的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

目前，世界氣象組織(WMO)組建了全球最大、功能最全的國(guó)際性大氣溫室氣體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)(GAW)，通過(guò)31個(gè)全球大氣本底站、400多個(gè)區(qū)域大氣本底站以及飛機(jī)和輪船上攜帶的二氧化碳探測(cè)儀測(cè)得的數(shù)據(jù)整合而得全球溫室氣體濃度生態(tài)環(huán)境部依托國(guó)家背景站初步建立了覆蓋我國(guó)大部地區(qū)的溫室氣體本底濃度監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，在福建武夷山、內(nèi)蒙古呼倫貝爾、湖北神農(nóng)架、云南麗江、廣東、南嶺、四川海螺溝、青海門源、山東長(zhǎng)島、山西龐泉溝、海南西沙和南沙等11個(gè)站開展了溫室氣體監(jiān)測(cè)。

三、碳遙感監(jiān)測(cè)

衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)、走航、地基遙感監(jiān)測(cè)是獲取大氣中溫室氣體濃度及其排放來(lái)源的重要技術(shù)手段。

1、衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)

以遙感衛(wèi)星為平臺(tái)，在幾百公里甚至更遠(yuǎn)距離外的太空，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地球大氣的大范圍觀測(cè)。二氧化碳、甲烷等溫室氣體擁有獨(dú)特的光譜特性，就像我們每個(gè)人都有獨(dú)一無(wú)二的指紋。利用溫室氣體的指紋光伏，就能從衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù)里獲取溫室氣體濃度分布。因此，可以用衛(wèi)星來(lái)捕捉溫室氣體的含量及變化。

目前，國(guó)際上用于監(jiān)測(cè)溫室氣體的在軌衛(wèi)星，國(guó)外主要有美國(guó)的OCO衛(wèi)星、日本的GOSAT衛(wèi)星、歐洲的Sentinel-5P衛(wèi)星、加拿大的GHGsat衛(wèi)星等，其中GHGsat具有幾十米的高空間分辨率可以有效監(jiān)測(cè)甲烷等異常排放源。我國(guó)主要有碳衛(wèi)星、高光譜觀測(cè)衛(wèi)星和大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)衛(wèi)星等。

2、無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)

利用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)搭載高精度溫室氣體監(jiān)測(cè)設(shè)備，可實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)獲取局部或廣闊區(qū)域的溫室氣體三維濃度分布情況。結(jié)合氣象要素監(jiān)測(cè)及碳排放反演模型，可進(jìn)一步開展區(qū)域碳排放量評(píng)估。

3、走航監(jiān)測(cè)

利用溫室氣體走航監(jiān)測(cè)車搭載高精度高靈敏度溫室氣體探測(cè)設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)城市、工業(yè)園區(qū)、重點(diǎn)企業(yè)的溫室氣體(CO2、CH4、N2O等)在線監(jiān)測(cè)評(píng)估，精準(zhǔn)定位排放源，快速高效服務(wù)溫室氣體控排監(jiān)管。

4、地基遙感監(jiān)測(cè)

通過(guò)在監(jiān)測(cè)區(qū)域邊界處布設(shè)地基高分辨光譜儀監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，結(jié)合實(shí)地的地形、地貌及風(fēng)速、風(fēng)向等信息，可監(jiān)測(cè)重點(diǎn)企業(yè)及排放區(qū)域的溫室氣體柱濃度并估算其碳排放量。利用地基遙感高精度溫室氣體柱濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果可對(duì)衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)產(chǎn)品進(jìn)行精度驗(yàn)證。

四、海洋與濱海濕地碳源匯監(jiān)測(cè)

1、海洋碳庫(kù)

海洋對(duì)于減緩氣候變化具有舉足輕重的作用。海洋碳庫(kù)約是陸地碳庫(kù)的20倍，且海洋碳儲(chǔ)藏時(shí)間尺度比陸地生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)的多。全球大洋吸收了工業(yè)革命以來(lái)人類排放CO2總量的1/3，目前每年從大氣吸收CO2達(dá)20億噸，約占全球CO2排放量的1/4。海洋吸收CO2的主要機(jī)制包括“溶解度泵”、“碳酸鹽泵”、“生物泵”及“微型生物碳泵”。

目前海洋碳監(jiān)測(cè)的手段日益多元化，可通過(guò)船基航次調(diào)查、浮標(biāo)原位長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)及遙感衛(wèi)星反演等多種方式共同進(jìn)行、相輔相成。

現(xiàn)有監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，我國(guó)監(jiān)測(cè)海域總體吸收大氣CO2，全年表現(xiàn)為大氣CO2的弱匯，吸收強(qiáng)度由冬季到春季逐漸減弱，夏季和秋季則轉(zhuǎn)換為向大氣釋放CO2，表層海水溫度、長(zhǎng)江等沖淡水輸入、生物活動(dòng)以及強(qiáng)烈的水體垂直混合作用是影響監(jiān)測(cè)海域大氣CO2源匯格局變動(dòng)的重要因素。

2、濱海濕地碳庫(kù)

濱海藍(lán)碳廣義上指鹽沼濕地、紅樹林和海草床等海岸帶高等植物以及浮游植物、藻類和貝類生物等，在自身生長(zhǎng)和微生物共同作用下，將大氣中的CO2吸收、轉(zhuǎn)化并長(zhǎng)期保存到海岸帶底泥中的這部分碳，以及其中一部分從海岸帶向近海大洋輸出的有機(jī)碳。

濱海濕地類型中的紅樹林、鹽沼濕地和海草床是公認(rèn)的三大濱海藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)。相比于陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳匯作用，海洋生態(tài)系統(tǒng)的碳匯具有碳循環(huán)周期長(zhǎng)、固碳效果持久等特點(diǎn)。

渦度相關(guān)觀測(cè)技術(shù)和理論的不斷發(fā)展為探討生態(tài)系統(tǒng)尺度的CO2和CH4交換的時(shí)空變化提供了新途徑，成為長(zhǎng)期測(cè)算生態(tài)系統(tǒng)碳通量最可靠和切實(shí)可行的方法，被認(rèn)為是現(xiàn)今能直接測(cè)定陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣間物質(zhì)與能量交換通量的標(biāo)準(zhǔn)方法。

05

碳監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

一、系統(tǒng)組成

1、開路碳排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成（基本型）：

IRGASON一體式開路：

IRGASON探頭：測(cè)量CO2和H2O的氣體濃度、三維風(fēng)速和超聲溫度

空氣溫度傳感器：測(cè)量慢速空氣溫度

EC100電子單元：將測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步，傳輸給數(shù)據(jù)采集器

數(shù)據(jù)采集器：采集，運(yùn)算，存儲(chǔ)（根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算并輸出通量數(shù)值）

EC150分體式開路：

EC150紅外氣體分析儀：測(cè)量CO2和H2O的氣體濃度

CSAT3A三維超聲風(fēng)速儀：測(cè)量三維風(fēng)速和超聲溫度

空氣溫度傳感器：測(cè)量慢速空氣溫度

EC100電子單元：將測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步，傳輸給數(shù)據(jù)采集器

數(shù)據(jù)采集器：采集，運(yùn)算，存儲(chǔ)（根據(jù)探頭監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算并輸出通量（排放吸收）數(shù)值。

2、閉路碳排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成（基本型）：

CPEC310閉路

CPEC310探頭：測(cè)量CO2和H2O的氣體濃度、三維風(fēng)速和超聲溫度

空氣溫度傳感器：測(cè)量慢速空氣溫度

EC100電子單元：將測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步，傳輸給數(shù)據(jù)采集器

清洗模塊：提供零氣參考源

CPEC310主機(jī)箱：采集，運(yùn)算，存儲(chǔ)（根據(jù)探頭監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算并輸出通量（排放吸收）數(shù)值）

二、一體式和分離式的選擇

一體式開路和分體式開路的區(qū)別：

一體式紅外氣體分析儀和三維超聲風(fēng)速儀測(cè)量空間為同一空間，如果主要測(cè)量碳通量（碳排放吸收），這樣可以減少測(cè)量誤差，計(jì)算結(jié)果更加精準(zhǔn)；

分體式紅外氣體分析儀往外突出一部分，與三維超聲風(fēng)速儀測(cè)量不是同一位置。如下圖所示，紅線為氣體分析儀測(cè)量區(qū)域。

左為EC150分體式開路，右為IRGASON一體式開路

IRGASON一體式的優(yōu)點(diǎn)：

• 便于安裝

• 可同步測(cè)量CO2，H2O，三維風(fēng)速

• 減小WPL密度校正的不確定性

• 消除因空間分離導(dǎo)致的高頻通量損失

• 無(wú)需加熱控制，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償氣體分析儀測(cè)量結(jié)果

• 可以得到更準(zhǔn)確的快速空氣溫度

三、開路和閉路的選擇

開路和閉路的區(qū)別在于開路是直接進(jìn)行測(cè)量分析，閉路則是將氣體抽取到腔室內(nèi)進(jìn)行測(cè)量分析，如下圖所示。

1、開路碳排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度：數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高

系統(tǒng)維護(hù)：總體維護(hù)工作量大，理論上每次惡劣天氣過(guò)后都需要維護(hù)鏡頭；通常每3個(gè)月就需要一次人工標(biāo)定

功耗與供電：太陽(yáng)能供電，功耗低，僅6W

數(shù)據(jù)連續(xù)性和可靠性：紅外氣體分析儀暴露在大氣環(huán)境中，容易受到天氣影響

通量校正算法：測(cè)量結(jié)果受到大氣影響，需要進(jìn)行算法校正

測(cè)量速度：每秒10次

2、閉路碳排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度：數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度相較于開路較低

系統(tǒng)維護(hù)：維護(hù)周期可降低至平均6~8個(gè)月一次；系統(tǒng)可以自動(dòng)標(biāo)定，標(biāo)定所需材料可維持18~24個(gè)月

功耗與供電：太陽(yáng)能供電，功耗對(duì)比開路較高，為12W

數(shù)據(jù)連續(xù)性和可靠性：紅外氣體分析儀處于密閉腔室內(nèi)，不與大氣直接連通，幾乎不會(huì)受到這些天氣過(guò)程的影響

通量校正算法：管道去除大氣影響，幾乎不需要算法校正

測(cè)量速度：每秒4-5次

四、基于維護(hù)成本的推薦

大多數(shù)環(huán)境條件及場(chǎng)景，在不考慮維護(hù)成本的情況下，開路和閉路渦動(dòng)系統(tǒng)都可以應(yīng)用，以下是根據(jù)維護(hù)成本推薦的。

1、如果您所在的地區(qū)，經(jīng)常會(huì)有惡劣天氣，如風(fēng)沙、降雨、霧霾、降雪，需要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)，那么推薦您使用幾乎不受這些天氣影響CPEC310閉路碳排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2、在部分北方地區(qū)，降雨、風(fēng)沙較少的情況下，推薦您使用測(cè)量數(shù)值更加精準(zhǔn)的IRGASON一體式開路碳排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

3、在極地區(qū)域，可能會(huì)遭受極端天氣，如極夜并且無(wú)交流電可用，設(shè)備是使用太陽(yáng)能電池板供電，這種情況推薦您使用功耗更低的IRGASON一體式開路碳排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

4、在部分西北地區(qū)，因?yàn)轱L(fēng)沙較多，推薦您使用幾乎不受這些天氣影響的CPEC310閉路碳排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

5、在部分南方地區(qū)，因?yàn)槎嘤辍⒍囔F、潮濕等原因，推薦您使用幾乎不受這些天氣影響的CPEC310閉路碳排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

6、另外，如果您設(shè)備的安裝地點(diǎn)不方便進(jìn)行維護(hù)，推薦您使用維護(hù)周期長(zhǎng)的CPEC310閉路碳排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

06

碳監(jiān)測(cè)案例

1、京津冀城市群碳監(jiān)測(cè)網(wǎng)略

京津冀地區(qū)面積21.6萬(wàn)平方公里，人口達(dá)到1.1億。GDP占全國(guó)的11%，其中鋼鐵產(chǎn)量占全國(guó)的28.4%，煤炭消費(fèi)強(qiáng)度更是達(dá)到全球平均的30倍。因此京津冀區(qū)域是全球碳排放強(qiáng)度最大的區(qū)域之一。

在科技部重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)項(xiàng)目“京津冀城市群高時(shí)空分辨率碳排放監(jiān)測(cè)及應(yīng)用示范”支持下，中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所牽頭，國(guó)內(nèi)16家單位參與，于2018年起逐步建立了京津冀城市群碳監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

京津冀碳監(jiān)測(cè)項(xiàng)目高精度基準(zhǔn)站外景及CO2高精度觀測(cè)系統(tǒng)

該網(wǎng)絡(luò)首次在中國(guó)建立了國(guó)際前沿的城市群天、空、地大氣CO2綜合觀測(cè)體系。如下圖所示，觀測(cè)體系包括3顆國(guó)際碳衛(wèi)星和3顆我國(guó)自主碳衛(wèi)星或碳載荷、6個(gè)高精度CO2基準(zhǔn)站、200余個(gè)站點(diǎn)組成的高密度CO2觀測(cè)網(wǎng)、十余輛移動(dòng)觀測(cè)車、2架大氣探測(cè)飛機(jī)、大氣廓線采樣、CO2激光雷達(dá)掃描等，其中高精度基準(zhǔn)站和高密度觀測(cè)網(wǎng)開展連續(xù)觀測(cè)，而飛機(jī)、觀測(cè)車、激光雷達(dá)開展定期強(qiáng)化觀測(cè)。

京津冀碳監(jiān)測(cè)項(xiàng)目綜合監(jiān)測(cè)體系示意圖

高精度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的進(jìn)樣口一般安裝在具有較高高度的觀測(cè)塔塔頂，結(jié)合高精度光腔衰蕩光譜（CRDS）法CO2分析儀配套了進(jìn)樣模塊、除水模塊以及自動(dòng)標(biāo)定模塊，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守站點(diǎn)的全自動(dòng)化觀測(cè)。

在垂直觀測(cè)方面，建立了不同高度層的溫室氣體垂直觀測(cè)體系，綜合利用梯度塔、CO2激光雷達(dá)、大氣探測(cè)飛機(jī)和平流層探空氣球?qū)崿F(xiàn)了從近地面到30km高度的分層CO2高精度觀測(cè)技術(shù)，各項(xiàng)技術(shù)分別針對(duì)近地層、邊界層內(nèi)、對(duì)流層內(nèi)的溫室氣體分布。

不同高度層的溫室氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)

此外，針對(duì)城市群CO2濃度變化大的特點(diǎn)，還研制了低成本中精度傳感器，200多個(gè)站的高密度監(jiān)測(cè)網(wǎng)的CO2精度為1-5ppm（1%），揭示城市CO2高時(shí)空變化特征和規(guī)律。

2、鄭州碳監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)

鄭州碳監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)由鄭州計(jì)量先進(jìn)技術(shù)研究院建立，這也是我國(guó)首個(gè)針對(duì)城市中心區(qū)的碳監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

針對(duì)目前國(guó)際社會(huì)對(duì)排放量數(shù)據(jù)提出的“可測(cè)量、可報(bào)告、 可核查”的要求，可獲得空間分辨率為1km×1km、時(shí)間分辨率為1小時(shí)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)網(wǎng)格化排放量數(shù)據(jù)，從而滿足不同層級(jí)管控部門的溫室氣體減排建議、污染精準(zhǔn)治理方案制定及政策評(píng)估等需求。

在企業(yè)排放精準(zhǔn)計(jì)量方面，建立了煙道連續(xù)排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）的排放量量值溯源體系，確保測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量，使企業(yè)能夠采用CEMS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)企業(yè)排放量；

在交通碳排放精準(zhǔn)計(jì)量方面，城市交通路網(wǎng)以每一個(gè)路段為一個(gè)單元，可以獲得每小時(shí)的排放數(shù)據(jù)。

鄭州碳監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的技術(shù)路線圖

鄭州碳監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)基于模式分析及統(tǒng)計(jì)算法在鄭州市高新區(qū)進(jìn)行高精度CO2和高精度CH4的城市監(jiān)測(cè)點(diǎn)和背景點(diǎn)的選址，結(jié)合走航車移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和碳通量同化反演系統(tǒng)，建立覆蓋鄭州市范圍低、中、高空范圍的全方位、立體化溫室氣體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，獲得準(zhǔn)確的溫室氣體濃度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

通過(guò)應(yīng)用企業(yè)精準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)、交通路網(wǎng)排放實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)及高精度的居民天然氣排放數(shù)據(jù)，優(yōu)化現(xiàn)有鄭州市溫室氣體排放清單，提高反演輸入清單的準(zhǔn)確性和分辨率。

3、法國(guó)巴黎碳監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)

巴黎是全世界最早建立碳監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的城市之一。巴黎空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)協(xié)會(huì)（AirParif）在巴黎地區(qū)共設(shè)有五個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，負(fù)責(zé)CO2和其他污染物的排放情況監(jiān)測(cè)。

AirParif將溫室氣體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)同已知的污染物排放清單和大氣輸送模型相結(jié)合，得出日/月時(shí)間尺度溫室氣體排放。

巴黎中心地區(qū)的三個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)（EIF、MON、GON）配備高精度CRDS法分析儀，另外兩個(gè)站點(diǎn)GIF和TRN為AirParif和歐洲綜合碳觀測(cè)系統(tǒng)（ICOS）合作運(yùn)行，使用氣相色譜分析儀，儀器測(cè)量精度均顯著高于CO2-Megaparis項(xiàng)目中5分鐘均值的精度（0.17ppm）。

巴黎溫室氣體監(jiān)測(cè)站點(diǎn)基本情況

由于巴黎城市布局具有密集、排放強(qiáng)、地勢(shì)平坦的特點(diǎn)，站點(diǎn)布設(shè)采用沿著主導(dǎo)風(fēng)向的方式。溫室氣體監(jiān)測(cè)結(jié)果結(jié)合巴黎市現(xiàn)有溫室氣體清單和大氣同化反演模式，可用于估算巴黎地區(qū)CO2排放量。

4、美國(guó)洛杉磯城市群碳監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)

加利福尼亞州南海岸盆地（SCB）地區(qū)擁有大約1630萬(wàn)居民，占地面積約17100平方公里。SCB在地表復(fù)雜性、氣象學(xué)及其CO2和CH4排放的時(shí)空變異性方面具備獨(dú)特的挑戰(zhàn)。

SCB地區(qū)具備獨(dú)特的地理?xiàng)l件：西面是太平洋，北面和東面是山脈，在特大城市洛杉磯上空觀測(cè)到的中尺度環(huán)流模式在大氣傳輸模型中具有挑戰(zhàn)性，且盆地內(nèi)復(fù)雜的地形可以形成微氣象帶，導(dǎo)致物質(zhì)輸送模型更加復(fù)雜。因此，需要一個(gè)具有高度空間和時(shí)間分辨率的密集監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)為洛杉磯溫室氣體通量計(jì)算提供可靠數(shù)據(jù)。

洛杉磯城市群碳監(jiān)測(cè)的目標(biāo)是測(cè)量SCB的多年溫室氣體排放趨勢(shì)，包括溫室氣體整體排放量以及重點(diǎn)部分的排放量，這些重點(diǎn)部門包括電力、工業(yè)、運(yùn)輸和農(nóng)業(yè)。

洛杉磯溫室氣體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)基于CO2的網(wǎng)絡(luò)受體足跡敏感性分析，使用模式模擬（WRF+STILT）初步篩選站點(diǎn)位置并確定站點(diǎn)數(shù)量。

各站點(diǎn)除溫室氣體高精度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)外，都配備了氣象站，用于測(cè)量風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、氣溫、濕度、露點(diǎn)溫度和入射太陽(yáng)輻射。

洛杉磯城市群溫室氣體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)示意圖

洛杉磯碳監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)是在可能的情況下，可以在開放式通信塔上尋找監(jiān)測(cè)位置，因?yàn)樗鼈冏陨淼慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得其受擾動(dòng)氣流和附近排放源影響較少。

當(dāng)關(guān)鍵采樣區(qū)域沒有可用的塔址時(shí)，可以在目標(biāo)監(jiān)測(cè)區(qū)域的高層、多層建筑屋頂上尋找適合的位置，在評(píng)估屋頂場(chǎng)地情況時(shí)，進(jìn)行大渦模擬以探究附近結(jié)構(gòu)對(duì)建筑物屋頂周圍流場(chǎng)的影響。