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碳市場(chǎng)來(lái)了！碳監(jiān)測(cè)怎么做？
中國(guó)環(huán)境報(bào) / 2021-07-30 / ：234
7月16日，全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)碳市場(chǎng)）正式啟動(dòng)。這是利用市場(chǎng)機(jī)制控制和減少溫室氣體排放、推進(jìn)綠色低碳發(fā)展的一項(xiàng)重大制度創(chuàng)新，也是推動(dòng)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)與碳中和愿景的重要政策工具。全國(guó)碳市場(chǎng)的建設(shè)運(yùn)行，意味著相關(guān)行業(yè)碳排放量核算已具備較為完善的機(jī)制。
如今，碳監(jiān)測(cè)也正在加緊推進(jìn)。為落實(shí)碳達(dá)峰目標(biāo)和碳中和愿景，按照生態(tài)環(huán)境部安排，中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站于今年2月成立了碳監(jiān)測(cè)工作組（以下簡(jiǎn)稱(chēng)工作組），在全國(guó)牽頭率先開(kāi)展系統(tǒng)的碳監(jiān)測(cè)調(diào)研、方案設(shè)計(jì)和試點(diǎn)工作。碳監(jiān)測(cè)的技術(shù)難點(diǎn)在哪？目前有哪些進(jìn)展？記者近日對(duì)工作組進(jìn)行了采訪(fǎng)。
01什么是碳監(jiān)測(cè)？為什么要開(kāi)展碳監(jiān)測(cè)？
“隨著二氧化碳等溫室氣體在大氣中的濃度逐年攀升，導(dǎo)致全球范圍內(nèi)的氣候變暖，對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)和生活造成了很大影響，掌握溫室氣體濃度水平及其變化趨勢(shì)很有必要。另一方面，為應(yīng)對(duì)氣候變化，包括我國(guó)在內(nèi)的多國(guó)政府制定了溫室氣體減排政策和目標(biāo)。為評(píng)估政策有效性，國(guó)際上構(gòu)建了溫室氣體排放量的核算體系，而碳監(jiān)測(cè)是輔助核算體系的重要支撐。”工作組負(fù)責(zé)環(huán)境濃度監(jiān)測(cè)的成員孫康告訴記者。
碳監(jiān)測(cè)是指通過(guò)綜合觀測(cè)、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)碳匯以及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響等碳源匯狀況及其變化趨勢(shì)信息，以服務(wù)于應(yīng)對(duì)氣候變化研究和管理工作的過(guò)程。主要監(jiān)測(cè)對(duì)象為《京都議定書(shū)》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）。
從源匯角度看，碳監(jiān)測(cè)獲取的基礎(chǔ)信息包括溫室氣體排放強(qiáng)度、環(huán)境中濃度和碳匯狀況等三個(gè)方面的數(shù)據(jù)。“排放是源頭，是‘加’的過(guò)程，碳匯是消解，是‘減’的過(guò)程，而環(huán)境中濃度可以理解為加減后的存量。”孫康向記者解釋。
通過(guò)碳監(jiān)測(cè)，服務(wù)國(guó)內(nèi)減排控制，支持督促各層級(jí)落實(shí)減污降碳、源頭治理要求；服務(wù)國(guó)際履約，支持國(guó)家溫室氣體清單編制和國(guó)際談判；主動(dòng)適應(yīng)氣候變化需求，加強(qiáng)氣候變暖對(duì)我國(guó)承受力脆弱地區(qū)影響的觀測(cè)和評(píng)估等。
國(guó)際通用指南是采用“自下而上”的核算方法報(bào)告國(guó)家溫室氣體排放和吸收量，那怎樣理解碳核算和碳監(jiān)測(cè)之間的關(guān)系？孫康介紹，“簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，前者主要是基于活動(dòng)水平和排放因子的乘積計(jì)算溫室氣體排放量，后者是結(jié)合大氣中溫室氣體濃度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和同化反演模式計(jì)算溫室氣體排放量。監(jiān)測(cè)可以推動(dòng)完善核算體系，支撐排放因子本地化更新，也可以對(duì)核算結(jié)果進(jìn)行校核。”
02碳監(jiān)測(cè)有哪些基礎(chǔ)？如何著手？
生態(tài)環(huán)境部在碳監(jiān)測(cè)方面已具備一定工作基礎(chǔ)。工作組目前從排放源監(jiān)測(cè)、環(huán)境濃度監(jiān)測(cè)、生態(tài)系統(tǒng)碳匯監(jiān)測(cè)，及技術(shù)方法和質(zhì)量控制等四個(gè)方面著手開(kāi)展工作。
環(huán)境濃度監(jiān)測(cè)方面，我國(guó)自2008年起陸續(xù)建成16個(gè)國(guó)家背景監(jiān)測(cè)站，其中11個(gè)站點(diǎn)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)CO2和CH4，部分背景站還開(kāi)展了N2O監(jiān)測(cè)。在具備條件的福建武夷山、四川海螺溝、青海門(mén)源、山東長(zhǎng)島、內(nèi)蒙古呼倫貝爾等5個(gè)站點(diǎn)完成了溫室氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)升級(jí)改造，改造后CO2、CH4監(jiān)測(cè)精度達(dá)到世界氣象組織全球大氣監(jiān)測(cè)計(jì)劃（WMO/GAW）針對(duì)全球本底觀測(cè)提出的要求。此外，2011-2015年在31個(gè)省會(huì)城市開(kāi)展了城市尺度溫室氣體試點(diǎn)監(jiān)測(cè)。
“環(huán)境濃度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為溫室氣體排放量數(shù)據(jù)需要借助數(shù)值模擬手段。下一步，中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站擬聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院等科研院所，基于嵌套式高分辨率碳同化反演模式，綜合利用地面和衛(wèi)星等多源觀測(cè)數(shù)據(jù)，開(kāi)展我國(guó)不同尺度的CO2排放量動(dòng)態(tài)變化反演研究，加強(qiáng)數(shù)據(jù)應(yīng)用。”孫康介紹。
生態(tài)系統(tǒng)碳匯監(jiān)測(cè)方面，依靠現(xiàn)有生態(tài)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)體系，一是建立了土地生態(tài)類(lèi)型及變化監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)，基于衛(wèi)星遙感輔助地面校驗(yàn)技術(shù)手段，每年完成我國(guó)陸域范圍內(nèi)土地利用現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。二是探索開(kāi)展生態(tài)地面監(jiān)測(cè)，在典型生態(tài)系統(tǒng)布設(shè)監(jiān)測(cè)樣地，開(kāi)展生物量、植物群落物種組成、結(jié)構(gòu)與功能監(jiān)測(cè)。工作組負(fù)責(zé)生態(tài)系統(tǒng)碳匯監(jiān)測(cè)的成員劉海江指出，“研究表明森林生態(tài)系統(tǒng)是全球陸地植被最大的碳庫(kù)，儲(chǔ)存了超過(guò)一半的碳，因此碳匯監(jiān)測(cè)優(yōu)先重點(diǎn)關(guān)注森林生態(tài)系統(tǒng)，同時(shí)也兼顧草原、濕地等其他生態(tài)系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)區(qū)域在重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)、生態(tài)保護(hù)紅線(xiàn)區(qū)、自然保護(hù)地、生物多樣性?xún)?yōu)先保護(hù)區(qū)，以及兩屏三帶國(guó)家生態(tài)安全屏障區(qū)。”
在排放源監(jiān)測(cè)方面，政府層面發(fā)布了CO2、CH4、煙氣流量等指標(biāo)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)方法，持續(xù)推動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)一監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)；企業(yè)層面，電力生產(chǎn)、石油天然氣開(kāi)采等重點(diǎn)行業(yè)骨干企業(yè)依托廢氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)、揮發(fā)性有機(jī)物泄漏檢測(cè)等相關(guān)工作基礎(chǔ)，開(kāi)展了溫室氣體排放監(jiān)測(cè)前期研究工作并積累了一定經(jīng)驗(yàn)。“綜合考慮，首期試點(diǎn)工作選取對(duì)火電行業(yè)、鋼鐵行業(yè)重點(diǎn)開(kāi)展CO2排放監(jiān)測(cè)試點(diǎn)，對(duì)石油天然氣開(kāi)采、煤炭開(kāi)采行業(yè)重點(diǎn)開(kāi)展CH4排放監(jiān)測(cè)試點(diǎn)，對(duì)廢棄物處理行業(yè)統(tǒng)籌開(kāi)展CO2、CH4和N2O排放監(jiān)測(cè)試點(diǎn)。” 工作組負(fù)責(zé)排放源監(jiān)測(cè)的成員劉通浩介紹道。
03碳監(jiān)測(cè)難點(diǎn)在哪？怎樣保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性？
相對(duì)于常規(guī)污染物監(jiān)測(cè)，碳監(jiān)測(cè)技術(shù)難點(diǎn)主要在于對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度要求非常高。工作組負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)技術(shù)和質(zhì)量控制的成員師耀龍進(jìn)一步解釋?zhuān)?ldquo;環(huán)境濃度監(jiān)測(cè)方面，以WMO組建的GAW監(jiān)測(cè)網(wǎng)為例，其對(duì)背景空氣CO2在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的可比性要求為0.1ppm，而一般情況下CO2在環(huán)境中的實(shí)際濃度是400ppm左右，這就要求兩套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)間結(jié)果差異要低于萬(wàn)分之2.5，可以說(shuō)是目前所有環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度要求最高的一類(lèi)項(xiàng)目。”
拿排放監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō)，溫室氣體排放形式更加復(fù)雜，既包括點(diǎn)源排放，又包括逸散排放，既包括生產(chǎn)工藝排放，又包括治理設(shè)施排放；排放濃度范圍更大，由于多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有針對(duì)溫室氣體的治理設(shè)施，溫室氣體排放水平與原輔料密切相關(guān)；對(duì)廢氣流量監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性需求也更高。“我們對(duì)常規(guī)污染物主要關(guān)注其排放濃度是否超標(biāo)，對(duì)溫室氣體主要關(guān)注其排放總量，這就要求我們能夠準(zhǔn)確測(cè)定氣體流量。而多數(shù)廢氣現(xiàn)場(chǎng)直管段長(zhǎng)度不足，流速不均，且流速監(jiān)測(cè)設(shè)備難以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)和溯源，這些因素都會(huì)影響流量監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性。”劉通浩補(bǔ)充道。
此外，部分溫室氣體監(jiān)測(cè)存在較大技術(shù)難度。師耀龍分析指出，“如碳14同位素為指示CO2來(lái)源的重要同位素，但由于其不是穩(wěn)定同位素，濃度極低，需要采用加速器質(zhì)譜等大型儀器開(kāi)展監(jiān)測(cè)，并配套相應(yīng)的采樣方法，需要大量的經(jīng)費(fèi)、人員和場(chǎng)地保障。”
為保障監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確，需要從量值溯源和標(biāo)準(zhǔn)化兩方面著手。一是要建立國(guó)際等效可比、國(guó)內(nèi)高精度傳遞的量值溯源/傳遞技術(shù)體系，即統(tǒng)一溫室氣體監(jiān)測(cè)的“度量衡”，特別是要跟國(guó)際公認(rèn)的溫室氣體監(jiān)測(cè)“度量衡”等效可比。二是要在儀器、點(diǎn)位布置、自動(dòng)監(jiān)測(cè)等方面加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化工作。
工作組介紹，我國(guó)研制的CO2、CH4和N2O超高精度標(biāo)準(zhǔn)氣體在相關(guān)國(guó)際比對(duì)中，已與WMO所屬GAW監(jiān)測(cè)網(wǎng)三種“標(biāo)尺”氣體量值等效可比，為下一步建立我國(guó)溫室氣體“標(biāo)尺”并開(kāi)展各類(lèi)溫室氣體監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制和標(biāo)校工作奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
