摸清能源重化工城市碳排放“家底” 山西太原構(gòu)建一體化碳監(jiān)測網(wǎng)

要摸清碳排放“家底”，開展“碳監(jiān)測”是關(guān)鍵。山西省太原市作為全國能源重化工中心城市，也是全國名副其實的碳排放強市，在實現(xiàn)碳達峰碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)的過程中，當(dāng)務(wù)之急首先要摸清城市碳排放“家底”，有針對性地制定碳減排方案，實施碳減排行動。

 

那么，太原市的碳監(jiān)測點位是怎么設(shè)置的？主要監(jiān)測哪些項目？如何進行有效監(jiān)測？帶著這一系列問題，本報記者來到太原市陽曲縣北山頭一個碳監(jiān)測點，一探究竟。

 

摸清碳排放量“家底”

 

2021年9月，生態(tài)環(huán)境部選取13個城市開展大氣溫室氣體監(jiān)測試點。其中，太原市作為基礎(chǔ)試點城市入選。

 

據(jù)介紹，13個試點城市必須監(jiān)測高精度CO2、高精度CH4、高精度CO、高精度氣象參數(shù)（風(fēng)向和風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓、降水量）等項目。

 

相比PM2.5等大氣污染物常規(guī)監(jiān)測，碳監(jiān)測難度和對精確性要求更高，監(jiān)測過程更為復(fù)雜。以CO2為例，高精度監(jiān)測設(shè)備精度能到0.05％，是常規(guī)SO2監(jiān)測設(shè)備精度（5％左右）的近百倍。

 

“高精度大氣溫室氣體監(jiān)測點位要求比較高，最好是在開放式高塔上，例如通信塔，以避免周圍環(huán)境的干擾影響。”太原市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與科學(xué)研究中心高級工程師段瑞介紹，太原市生態(tài)環(huán)境局與中國鐵塔太原分公司對接，租賃鐵塔安裝CO2、CH4、CO自動監(jiān)測設(shè)備。

 

太原市生態(tài)環(huán)境局自然生態(tài)環(huán)境保護和環(huán)境監(jiān)測科副科長蘇毅告訴記者，開展碳監(jiān)測試點，主要是通過開展地面大氣主要溫室氣體濃度監(jiān)測，探索自上而下的碳排放量反演方法，初步形成技術(shù)指南，做好可推廣、可應(yīng)用、可示范的技術(shù)儲備，為城市碳排放量核算結(jié)果提供校驗參考。

 

探秘碳監(jiān)測全過程

 

近日，記者駕車沿著太原濱河?xùn)|路一路向北，轉(zhuǎn)而進入太原陽曲縣北山頭，昔日的荒山禿嶺，如今已是綠樹成蔭。

 

記者看到，近50米高的通訊鐵塔上，裝有多種設(shè)備傳感器以及采樣頭。采樣頭分別布設(shè)在鐵塔3個不同的高度，24小時不停采集原始數(shù)據(jù)。

 

采集的空氣，通過采樣管、過濾器等組件，先經(jīng)過一級除水設(shè)備在4攝氏度條件下去除明水，再經(jīng)過親水性滲透膜，最后通過超低溫自動冷阱，將氣體制冷至零下50攝氏度左右，進一步除去其中的水汽，再進入高精度溫室氣體分析儀進行分析。

 

監(jiān)測數(shù)據(jù)真實可靠是監(jiān)測工作的生命線。為保證監(jiān)測數(shù)據(jù)不因采樣受到干擾，采樣管路使用了惰性材質(zhì)，確保對CO2、CH4、CO等主要溫室氣體無污染、吸附或破壞作用。

 

記者在現(xiàn)場看到，溫室氣體分析儀個頭雖然只有一個抽屜大小，但是靈敏度卻很高。分析儀采用光腔衰蕩光譜技術(shù)，可在有限的光腔內(nèi)實現(xiàn)長達20千米的有效測量光程，儀器獨有的內(nèi)部控溫、控壓算法，讓分析儀具備了優(yōu)異的精度和準(zhǔn)確度——CO2測量達百萬級（即百萬個分子中有一個CO2，也能測量到），CH4和CO的測量達到十億級。

 

據(jù)了解，采集的原始數(shù)據(jù)，則通過鐵塔下機房內(nèi)的儀器，實時傳輸至太原市溫室氣體監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺。

 

構(gòu)建一體化碳監(jiān)測網(wǎng)

 

記者在采訪中了解到，碳監(jiān)測在我國尚處于起步階段，監(jiān)測技術(shù)體系尚不健全，相關(guān)的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、指南等也需要在試點進程中不斷完善和發(fā)展。

 

同樣，太原的碳監(jiān)測評估體系在建設(shè)過程中也是摸著石頭過河。通過中國環(huán)境監(jiān)測總站、生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心、山西省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和應(yīng)急保障中心的大力幫扶，并吸取兄弟城市的經(jīng)驗，結(jié)合城市主導(dǎo)風(fēng)向和鐵塔分布情況等因素，經(jīng)過數(shù)次點位優(yōu)化調(diào)整，太原市分別在CO2高、中、低值區(qū)域及背景點，科學(xué)設(shè)置監(jiān)測點位。

 

“我們在碳排放高值區(qū)選取了兩個監(jiān)測點位，靠近工業(yè)企業(yè)，且位于城市下風(fēng)向；在碳排放中值區(qū)（位于城市中心區(qū)）和低值區(qū)（位于城市上風(fēng)向）各選取了一個監(jiān)測點位。”段瑞說，這4個高精度監(jiān)測點位分別位于陽曲北山植樹造林基地、小店區(qū)南格村、小店區(qū)南中環(huán)橋和清徐縣馬峪鄉(xiāng)。  

 

目前，除了固定點位的監(jiān)測，太原市還開展了碳同位素的人工監(jiān)測以及無人機、走航監(jiān)測車對CO2和CH4的遙感監(jiān)測。

 

另外，太原市溫室氣體監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺已投入運行，集溫室氣體監(jiān)測、氣象監(jiān)測、走航監(jiān)測及無人機監(jiān)測等多類型監(jiān)測數(shù)據(jù)于一體，具有數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)審核、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計及數(shù)據(jù)分析等功能模塊，為摸清太原市碳排放“家底”提供強有力的數(shù)據(jù)支撐。