中國環(huán)境監(jiān)測總站探索完善碳監(jiān)測體系

實現(xiàn)碳達峰碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會變革。從“雙碳”目標作為我國的重大戰(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)測夯實技術基礎

 

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

 

為貫徹2021年全國生態(tài)環(huán)境保護工作會議精神，支撐應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)測評估試點工作方案》（環(huán)辦監(jiān)測函〔2021〕435號）(以下簡稱《方案》)，通過試點工作先行示范，穩(wěn)步推進碳監(jiān)測評估體系建設，為落實減污降碳總要求作出積極貢獻。

 

《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）立即行動起來。在調研和查閱大量國內外文獻資料的基礎上，總站積極探索建立了碳監(jiān)測評估技術方法體系。

 

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

 

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

 

總站以現(xiàn)有國家環(huán)境空氣自動監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸體系為基礎，計劃開展試點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)網方案》《城市大氣溫室氣體監(jiān)測數(shù)據(jù)聯(lián)網技術要求》，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，“當前的首要任務就是按照《碳監(jiān)測評估試點工作方案》要求，聚焦城市、區(qū)域和重點行業(yè)3個層面，推進實施好碳監(jiān)測評估試點工作，到今年年底，探索建立碳監(jiān)測評估技術方法體系，為‘雙碳’目標實現(xiàn)提供有力監(jiān)測支撐。”

 

開展試點，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個背景站實現(xiàn)了主要溫室氣體監(jiān)測的每日自動標校，校準精度可對標國際，實現(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，服務支撐國家溫室氣體清單校核打下良好基礎。

 

如今，碳監(jiān)測評估試點工作在各城市和重點行業(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，并實現(xiàn)逐年更新，為“十四五”期間碳監(jiān)測評估提供基礎數(shù)據(jù)保障，同時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研究以及生態(tài)系統(tǒng)碳匯核算模型國內外調研等。

 

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)測技術規(guī)程。同時依托國家生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網絡的全國生態(tài)質量監(jiān)測業(yè)務體系，基于2米分辨率的國產高分衛(wèi)星遙感影像，形成了覆蓋全國的土地利用類型數(shù)據(jù)并實現(xiàn)年度更新，為碳試點監(jiān)測評估中碳同化反演核算提供數(shù)據(jù)支撐。

 

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

 

納入本次國家試點的22臺機組已全部完成CO2自動監(jiān)測設備安裝調試并向國家報送監(jiān)測數(shù)據(jù)。“試點過程中，最重要也最困難的是數(shù)據(jù)質量控制。”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果不確定性，我們不斷完善細化質控要求，分別設計了數(shù)據(jù)內部質控和外部質控指標，與參試的集團公司聯(lián)合逐項獲取精細化的數(shù)據(jù)，以深入分析誤差引入情況，為更準確分析兩項結果奠定基礎。”

 

控制質量，為碳管理決策提供參考建議

 

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

 

“一是明確企業(yè)主體責任，對自動監(jiān)測質量控制提出明確內控、外控要求；二是明確監(jiān)管部門的監(jiān)管責任和監(jiān)管機制，如由監(jiān)測機構定期或不定期對自動監(jiān)測規(guī)范性進行技術‘體檢’，由執(zhí)法機構強化‘雙隨機、一公開’監(jiān)督執(zhí)法等；三是提前研究制定相配套的技術標準規(guī)范等文件，為管理實施奠定技術基礎。”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自動監(jiān)測數(shù)據(jù)為進一步加強火電行業(yè)碳排放規(guī)律分析提供了基礎，深化開展碳排放績效、碳排放與相關參數(shù)的關聯(lián)分析，通過實測數(shù)據(jù)挖掘火電行業(yè)碳排放規(guī)律，總結一批共性結論，形成建議供決策參考，服務火電行業(yè)碳排放監(jiān)管。

 

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

 

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

 

在碳排放量監(jiān)測量值溯源關鍵技術方面，一是以中國計量院在鄭州建成的我國煙道流量/流速領域社會公用計量標準裝置（不確定度為0.6%左右）為基礎，合作建設煙道流量/流速校準實驗室，探索通過大型煙道模擬裝置（風洞）模仿煙道氣體流場，校準煙道流量/流速傳遞標準與便攜式煙道流量/流速監(jiān)測儀；二是以三維皮托管原理等高精度煙道流量/流速儀為傳遞標準，研究CEMS系統(tǒng)煙道流量/流速監(jiān)測儀的現(xiàn)場校準方法（現(xiàn)場校準結果不確定度優(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)的準確性與計量溯源性；三是根據(jù)正在修訂的《煙氣含濕量測量儀校準規(guī)范》等計量技術規(guī)范，研發(fā)模擬煙道高濕度環(huán)境的煙氣濕度計量標準器具，開展煙氣濕度監(jiān)測儀校準試驗。

 

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