中國環(huán)境監(jiān)測總站探索完善碳監(jiān)測體系

實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)變革。從“雙碳”目標(biāo)作為我國的重大戰(zhàn)略決策被提出到現(xiàn)在已一年多，這期間中國環(huán)境監(jiān)測總站在建立、完善碳監(jiān)測體系和支撐碳管理的道路上不斷探索，做了大量工作。

 

出臺指南，為碳監(jiān)測夯實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)

 

我國的碳達(dá)峰碳中和是國際上排放規(guī)模最大、排放降速最快、轉(zhuǎn)型任務(wù)最重、投入成本最高的復(fù)雜系統(tǒng)工程。

 

為貫徹2021年全國生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作會(huì)議精神，支撐應(yīng)對氣候變化工作成效評估，2021年9月，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《碳監(jiān)測評估試點(diǎn)工作方案》（環(huán)辦監(jiān)測函〔2021〕435號）(以下簡稱《方案》)，通過試點(diǎn)工作先行示范，穩(wěn)步推進(jìn)碳監(jiān)測評估體系建設(shè)，為落實(shí)減污降碳總要求作出積極貢獻(xiàn)。

 

《方案》的出臺就像是一聲發(fā)令槍響，中國環(huán)境監(jiān)測總站（以下簡稱總站）立即行動(dòng)起來。在調(diào)研和查閱大量國內(nèi)外文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，總站積極探索建立了碳監(jiān)測評估技術(shù)方法體系。

 

《城市大氣溫室氣體監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)技術(shù)指南（第一版）》《城市大氣二氧化碳同化反演試點(diǎn)方案編制技術(shù)指南（第一版）》《碳監(jiān)測試點(diǎn)城市高空間分辨率溫室氣體排放清單編制技術(shù)指南（試行）》《環(huán)境空氣二氧化碳手工監(jiān)測技術(shù)指南（試行）》《高精度CO2、CH4、N2O（光腔衰蕩法）分析儀操作規(guī)程》等涉及點(diǎn)位布設(shè)、同化反演、排放清單、手工監(jiān)測、操作規(guī)程等的系列技術(shù)指南相繼出臺。

 

這些指南不僅指導(dǎo)支持了試點(diǎn)城市大氣溫室氣體監(jiān)測試點(diǎn)工作開展，而且為點(diǎn)位布設(shè)、溫室氣體監(jiān)測、高空間分辨率溫室氣體清單編制和網(wǎng)格化清單生成等提供了技術(shù)支持，為推進(jìn)碳監(jiān)測評估打下良好基礎(chǔ)。

 

總站以現(xiàn)有國家環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸體系為基礎(chǔ)，計(jì)劃開展試點(diǎn)城市大氣溫室氣體監(jiān)測數(shù)據(jù)與總站數(shù)據(jù)平臺的聯(lián)網(wǎng)工作。目前已編寫完成《城市大氣溫室氣體監(jiān)測數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)方案》《城市大氣溫室氣體監(jiān)測數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要求》，并將于近期印發(fā)。

 

中國環(huán)境監(jiān)測總站站長陳善榮表示，“當(dāng)前的首要任務(wù)就是按照《碳監(jiān)測評估試點(diǎn)工作方案》要求，聚焦城市、區(qū)域和重點(diǎn)行業(yè)3個(gè)層面，推進(jìn)實(shí)施好碳監(jiān)測評估試點(diǎn)工作，到今年年底，探索建立碳監(jiān)測評估技術(shù)方法體系，為‘雙碳’目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供有力監(jiān)測支撐。”

 

開展試點(diǎn)，為各城市和行業(yè)碳減排探索道路

 

綿延的福建省武夷山、無數(shù)候鳥棲息的山東省長島、廣袤遼闊的內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾、云纏霧繞的四川省海螺溝、金黃油菜花遍地的青海省門源，都見證了總站專家們的努力和汗水。

 

總站在這5個(gè)背景站實(shí)現(xiàn)了主要溫室氣體監(jiān)測的每日自動(dòng)標(biāo)校，校準(zhǔn)精度可對標(biāo)國際，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)可比，為開展區(qū)域溫室氣體監(jiān)測評估，服務(wù)支撐國家溫室氣體清單校核打下良好基礎(chǔ)。

 

如今，碳監(jiān)測評估試點(diǎn)工作在各城市和重點(diǎn)行業(yè)如火如荼地開展。

 

在生態(tài)系統(tǒng)碳匯方面，總站完成了近兩年高分辨率全國生態(tài)類型數(shù)據(jù)收集，并實(shí)現(xiàn)逐年更新，為“十四五”期間碳監(jiān)測評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障，同時(shí)積極探索建立基于生態(tài)系統(tǒng)生物量監(jiān)測—通量觀測—遙感監(jiān)測的生態(tài)系統(tǒng)碳源匯立體監(jiān)測體系。今年總站在內(nèi)蒙古自治區(qū)和云南省分別選擇典型草原、森林生態(tài)系統(tǒng)開展生物量試點(diǎn)監(jiān)測，在其他典型區(qū)域開展生態(tài)系統(tǒng)通量觀測與核算試點(diǎn)研究以及生態(tài)系統(tǒng)碳匯核算模型國內(nèi)外調(diào)研等。

 

在北京市、廣東省深圳市等城市，總站開展CO2通量監(jiān)測與核算，建立通量監(jiān)測技術(shù)規(guī)程。同時(shí)依托國家生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的全國生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測業(yè)務(wù)體系，基于2米分辨率的國產(chǎn)高分衛(wèi)星遙感影像，形成了覆蓋全國的土地利用類型數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)年度更新，為碳試點(diǎn)監(jiān)測評估中碳同化反演核算提供數(shù)據(jù)支撐。

 

“自《碳監(jiān)測評估試點(diǎn)工作方案》發(fā)布8個(gè)月以來，各項(xiàng)試點(diǎn)工作有序推進(jìn)，其中火電行業(yè)碳排放監(jiān)測評估試點(diǎn)取得積極進(jìn)展。”中國環(huán)境監(jiān)測總站污染源監(jiān)測室業(yè)務(wù)主管劉通浩說。

 

納入本次國家試點(diǎn)的22臺機(jī)組已全部完成CO2自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備安裝調(diào)試并向國家報(bào)送監(jiān)測數(shù)據(jù)。“試點(diǎn)過程中，最重要也最困難的是數(shù)據(jù)質(zhì)量控制。”劉通浩說：“為了降低核算法和監(jiān)測法兩者自身誤差可能引起的對比結(jié)果不確定性，我們不斷完善細(xì)化質(zhì)控要求，分別設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)內(nèi)部質(zhì)控和外部質(zhì)控指標(biāo)，與參試的集團(tuán)公司聯(lián)合逐項(xiàng)獲取精細(xì)化的數(shù)據(jù)，以深入分析誤差引入情況，為更準(zhǔn)確分析兩項(xiàng)結(jié)果奠定基礎(chǔ)。”

 

控制質(zhì)量，為碳管理決策提供參考建議

 

目前，我國尚未明確CO2自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)在碳市場等有關(guān)工作中的定位，總站借鑒國際經(jīng)驗(yàn)，利用監(jiān)測法和核算法二者并存且相互校驗(yàn)的方法，肩負(fù)起逐步明確企業(yè)自動(dòng)監(jiān)測核算碳排放量應(yīng)用場景的重任。

 

“一是明確企業(yè)主體責(zé)任，對自動(dòng)監(jiān)測質(zhì)量控制提出明確內(nèi)控、外控要求；二是明確監(jiān)管部門的監(jiān)管責(zé)任和監(jiān)管機(jī)制，如由監(jiān)測機(jī)構(gòu)定期或不定期對自動(dòng)監(jiān)測規(guī)范性進(jìn)行技術(shù)‘體檢’，由執(zhí)法機(jī)構(gòu)強(qiáng)化‘雙隨機(jī)、一公開’監(jiān)督執(zhí)法等；三是提前研究制定相配套的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等文件，為管理實(shí)施奠定技術(shù)基礎(chǔ)。”中國環(huán)境監(jiān)測總站污染源監(jiān)測室正高級工程師夏青說。

 

CO2自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)為進(jìn)一步加強(qiáng)火電行業(yè)碳排放規(guī)律分析提供了基礎(chǔ)，深化開展碳排放績效、碳排放與相關(guān)參數(shù)的關(guān)聯(lián)分析，通過實(shí)測數(shù)據(jù)挖掘火電行業(yè)碳排放規(guī)律，總結(jié)一批共性結(jié)論，形成建議供決策參考，服務(wù)火電行業(yè)碳排放監(jiān)管。

 

“火電行業(yè)碳排放量監(jiān)測不僅限于煙道復(fù)雜環(huán)境中CO2濃度的精準(zhǔn)測量，也需要精準(zhǔn)測量煙道氣流速/流量、濕度等關(guān)鍵參量。對CEMS系統(tǒng)中CO2、流速/流量、濕度等監(jiān)測儀開展定期校準(zhǔn)是確保碳排放量監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可比的重要技術(shù)基礎(chǔ)。”中國環(huán)境監(jiān)測總站監(jiān)測質(zhì)量管理室（計(jì)量中心）主管師耀龍說。“為此，監(jiān)測總站聯(lián)合中國計(jì)量院等共同開展了相關(guān)量值溯源技術(shù)工作，取得了多項(xiàng)進(jìn)展。”

 

在碳排放量監(jiān)測量值溯源體系構(gòu)建方面，總站系統(tǒng)梳理了影響碳排放量監(jiān)測的關(guān)鍵量值、量傳方法、規(guī)程規(guī)范與計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具，繪制了碳排放量監(jiān)測量值溯源框架圖，保障相關(guān)量值能夠統(tǒng)一、規(guī)范。

 

在碳排放量監(jiān)測量值溯源關(guān)鍵技術(shù)方面，一是以中國計(jì)量院在鄭州建成的我國煙道流量/流速領(lǐng)域社會(huì)公用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置（不確定度為0.6%左右）為基礎(chǔ)，合作建設(shè)煙道流量/流速校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室，探索通過大型煙道模擬裝置（風(fēng)洞）模仿煙道氣體流場，校準(zhǔn)煙道流量/流速傳遞標(biāo)準(zhǔn)與便攜式煙道流量/流速監(jiān)測儀；二是以三維皮托管原理等高精度煙道流量/流速儀為傳遞標(biāo)準(zhǔn)，研究CEMS系統(tǒng)煙道流量/流速監(jiān)測儀的現(xiàn)場校準(zhǔn)方法（現(xiàn)場校準(zhǔn)結(jié)果不確定度優(yōu)于5%），通過修正其流量場系數(shù)，保障CEMS煙道流量監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與計(jì)量溯源性；三是根據(jù)正在修訂的《煙氣含濕量測量儀校準(zhǔn)規(guī)范》等計(jì)量技術(shù)規(guī)范，研發(fā)模擬煙道高濕度環(huán)境的煙氣濕度計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具，開展煙氣濕度監(jiān)測儀校準(zhǔn)試驗(yàn)。

 

在碳排放量計(jì)量技術(shù)規(guī)范方面，依托全國生態(tài)環(huán)境監(jiān)管專用計(jì)量測試技術(shù)委員會(huì)審核通過并向國家市場監(jiān)管總局報(bào)送的《固定源二氧化碳在線監(jiān)測系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范》等計(jì)量技術(shù)規(guī)范立項(xiàng)建議，逐步規(guī)范碳監(jiān)測系統(tǒng)計(jì)量校準(zhǔn)工作。