摸清能源重化工城市碳排放“家底” 山西太原构建一体化碳监测网

文章来源:中国环境报高岗栓2023-10-17 16:05

要摸清碳排放“家底”，开展“碳监测”是关键。山西省太原市作为全国能源重化工中心城市，也是全国名副其实的碳排放强市，在实现碳达峰碳中和战略目标的过程中，当务之急首先要摸清城市碳排放“家底”，有针对性地制定碳减排方案，实施碳减排行动。

那么，太原市的碳监测点位是怎么设置的？主要监测哪些项目？如何进行有效监测？带着这一系列问题，本报记者来到太原市阳曲县北山头一个碳监测点，一探究竟。

摸清碳排放量“家底”

2021年9月，生态环境部选取13个城市开展大气温室气体监测试点。其中，太原市作为基础试点城市入选。

据介绍，13个试点城市必须监测高精度CO2、高精度CH4、高精度CO、高精度气象参数（风向和风速、温度、湿度、气压、降水量）等项目。

相比PM2.5等大气污染物常规监测，碳监测难度和对精确性要求更高，监测过程更为复杂。以CO2为例，高精度监测设备精度能到0.05％，是常规SO2监测设备精度（5％左右）的近百倍。

“高精度大气温室气体监测点位要求比较高，最好是在开放式高塔上，例如通信塔，以避免周围环境的干扰影响。”太原市生态环境监测与科学研究中心高级工程师段瑞介绍，太原市生态环境局与中国铁塔太原分公司对接，租赁铁塔安装CO2、CH4、CO自动监测设备。

太原市生态环境局自然生态环境保护和环境监测科副科长苏毅告诉记者，开展碳监测试点，主要是通过开展地面大气主要温室气体浓度监测，探索自上而下的碳排放量反演方法，初步形成技术指南，做好可推广、可应用、可示范的技术储备，为城市碳排放量核算结果提供校验参考。

探秘碳监测全过程

近日，记者驾车沿着太原滨河东路一路向北，转而进入太原阳曲县北山头，昔日的荒山秃岭，如今已是绿树成荫。

记者看到，近50米高的通讯铁塔上，装有多种设备传感器以及采样头。采样头分别布设在铁塔3个不同的高度，24小时不停采集原始数据。

采集的空气，通过采样管、过滤器等组件，先经过一级除水设备在4摄氏度条件下去除明水，再经过亲水性渗透膜，最后通过超低温自动冷阱，将气体制冷至零下50摄氏度左右，进一步除去其中的水汽，再进入高精度温室气体分析仪进行分析。

监测数据真实可靠是监测工作的生命线。为保证监测数据不因采样受到干扰，采样管路使用了惰性材质，确保对CO2、CH4、CO等主要温室气体无污染、吸附或破坏作用。

记者在现场看到，温室气体分析仪个头虽然只有一个抽屉大小，但是灵敏度却很高。分析仪采用光腔衰荡光谱技术，可在有限的光腔内实现长达20千米的有效测量光程，仪器独有的内部控温、控压算法，让分析仪具备了优异的精度和准确度——CO2测量达百万级（即百万个分子中有一个CO2，也能测量到），CH4和CO的测量达到十亿级。

据了解，采集的原始数据，则通过铁塔下机房内的仪器，实时传输至太原市温室气体监测数据应用平台。

构建一体化碳监测网

记者在采访中了解到，碳监测在我国尚处于起步阶段，监测技术体系尚不健全，相关的监测标准、规范、指南等也需要在试点进程中不断完善和发展。

同样，太原的碳监测评估体系在建设过程中也是摸着石头过河。通过中国环境监测总站、生态环境部卫星环境应用中心、山西省生态环境监测和应急保障中心的大力帮扶，并吸取兄弟城市的经验，结合城市主导风向和铁塔分布情况等因素，经过数次点位优化调整，太原市分别在CO2高、中、低值区域及背景点，科学设置监测点位。

“我们在碳排放高值区选取了两个监测点位，靠近工业企业，且位于城市下风向；在碳排放中值区（位于城市中心区）和低值区（位于城市上风向）各选取了一个监测点位。”段瑞说，这4个高精度监测点位分别位于阳曲北山植树造林基地、小店区南格村、小店区南中环桥和清徐县马峪乡。

目前，除了固定点位的监测，太原市还开展了碳同位素的人工监测以及无人机、走航监测车对CO2和CH4的遥感监测。

另外，太原市温室气体监测数据应用平台已投入运行，集温室气体监测、气象监测、走航监测及无人机监测等多类型监测数据于一体，具有数据监控、数据审核、数据管理、数据统计及数据分析等功能模块，为摸清太原市碳排放“家底”提供强有力的数据支撑。