中國環境監測總站探索完善碳監測體系

實現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略決策被提出到現在已一年多,這期間中國環境監測總站在建立、完善碳監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,為碳監測夯實技術基礎

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

為貫徹2021年全國生態環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,生態環境部印發《碳監測評估試點工作方案》(環辦監測函〔2021〕435號)(以下簡稱《方案》),通過試點工作先行示范,穩步推進碳監測評估體系建設,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令槍響,中國環境監測總站(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測評估技術方法體系。

《城市大氣溫室氣體監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)》《環境空氣二氧化碳手工監測技術指南(試行)》《高精度CO2、CH4、N2O(光腔衰蕩法)分析儀操作規程》等涉及點位布設、同化反演、排放清單、手工監測、操作規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測試點工作開展,而且為點位布設、溫室氣體監測、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,為推進碳監測評估打下良好基礎。

總站以現有國家環境空氣自動監測數據傳輸體系為基礎,計劃開展試點城市大氣溫室氣體監測數據與總站數據平臺的聯網工作。目前已編寫完成《城市大氣溫室氣體監測數據聯網方案》《城市大氣溫室氣體監測數據聯網技術要求》,并將于近期印發。

中國環境監測總站站長陳善榮表示,“當前的首要任務就是按照《碳監測評估試點工作方案》要求,聚焦城市、區域和重點行業3個層面,推進實施好碳監測評估試點工作,到今年年底,探索建立碳監測評估技術方法體系,為‘雙碳’目標實現提供有力監測支撐?!?/p>

開展試點,為各城市和行業碳減排探索道路

綿延的福建省武夷山、無數候鳥棲息的山東省長島、廣袤遼闊的內蒙古自治區呼倫貝爾、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個背景站實現了主要溫室氣體監測的每日自動標校,校準精度可對標國際,實現了監測數據可比,為開展區域溫室氣體監測評估,服務支撐國家溫室氣體清單校核打下良好基礎。

如今,碳監測評估試點工作在各城市和重點行業如火如荼地開展。

在生態系統碳匯方面,總站完成了近兩年高分辨率全國生態類型數據收集,并實現逐年更新,為“十四五”期間碳監測評估提供基礎數據保障,同時積極探索建立基于生態系統生物量監測—通量觀測—遙感監測的生態系統碳源匯立體監測體系。今年總站在內蒙古自治區和云南省分別選擇典型草原、森林生態系統開展生物量試點監測,在其他典型區域開展生態系統通量觀測與核算試點研究以及生態系統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通量監測與核算,建立通量監測技術規程。同時依托國家生態環境監測網絡的全國生態質量監測業務體系,基于2米分辨率的國產高分衛星遙感影像,形成了覆蓋全國的土地利用類型數據并實現年度更新,為碳試點監測評估中碳同化反演核算提供數據支撐。

“自《碳監測評估試點工作方案》發布8個月以來,各項試點工作有序推進,其中火電行業碳排放監測評估試點取得積極進展?!敝袊h境監測總站污染源監測室業務主管劉通浩說。

納入本次國家試點的22臺機組已全部完成CO2自動監測設備安裝調試并向國家報送監測數據?!霸圏c過程中,最重要也最困難的是數據質量控制?!眲⑼ê普f:“為了降低核算法和監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,分別設計了數據內部質控和外部質控指標,與參試的集團公司聯合逐項獲取精細化的數據,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?!?/p>

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自動監測數據在碳市場等有關工作中的定位,總站借鑒國際經驗,利用監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自動監測核算碳排放量應用場景的重任。

“一是明確企業主體責任,對自動監測質量控制提出明確內控、外控要求;二是明確監管部門的監管責任和監管機制,如由監測機構定期或不定期對自動監測規范性進行技術‘體檢’,由執法機構強化‘雙隨機、一公開’監督執法等;三是提前研究制定相配套的技術標準規范等文件,為管理實施奠定技術基礎?!敝袊h境監測總站污染源監測室正高級工程師夏青說。

CO2自動監測數據為進一步加強火電行業碳排放規律分析提供了基礎,深化開展碳排放績效、碳排放與相關參數的關聯分析,通過實測數據挖掘火電行業碳排放規律,總結一批共性結論,形成建議供決策參考,服務火電行業碳排放監管。

“火電行業碳排放量監測不僅限于煙道復雜環境中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系統中CO2、流速/流量、濕度等監測儀開展定期校準是確保碳排放量監測數據準確可比的重要技術基礎?!敝袊h境監測總站監測質量管理室(計量中心)主管師耀龍說?!盀榇?,監測總站聯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?!?/p>

在碳排放量監測量值溯源體系構建方面,總站系統梳理了影響碳排放量監測的關鍵量值、量傳方法、規程規范與計量標準器具,繪制了碳排放量監測量值溯源框架圖,保障相關量值能夠統一、規范。

在碳排放量監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系統煙道流量/流速監測儀的現場校準方法(現場校準結果不確定度優于5%),通過修正其流量場系數,保障CEMS煙道流量監測數據的準確性與計量溯源性;三是根據正在修訂的《煙氣含濕量測量儀校準規范》等計量技術規范,研發模擬煙道高濕度環境的煙氣濕度計量標準器具,開展煙氣濕度監測儀校準試驗。

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

關鍵詞: 環境監測

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