中国环境监测总站探索完善碳监测体系

实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会变革。从“双碳”目标作为我国的重大战略决策被提出到现在已一年多，这期间中国环境监测总站在建立、完善碳监测体系和支撑碳管理的道路上不断探索，做了大量工作。

 

出台指南，为碳监测夯实技术基础

 

我国的碳达峰碳中和是国际上排放规模最大、排放降速最快、转型任务最重、投入成本最高的复杂系统工程。

 

为贯彻2021年全国生态环境保护工作会议精神，支撑应对气候变化工作成效评估，2021年9月，生态环境部印发《碳监测评估试点工作方案》（环办监测函〔2021〕435号）(以下简称《方案》)，通过试点工作先行示范，稳步推进碳监测评估体系建设，为落实减污降碳总要求作出积极贡献。

 

《方案》的出台就像是一声发令枪响，中国环境监测总站（以下简称总站）立即行动起来。在调研和查阅大量国内外文献资料的基础上，总站积极探索建立了碳监测评估技术方法体系。

 

《城市大气温室气体监测点位布设技术指南（第一版）》《城市大气二氧化碳同化反演试点方案编制技术指南（第一版）》《碳监测试点城市高空间分辨率温室气体排放清单编制技术指南（试行）》《环境空气二氧化碳手工监测技术指南（试行）》《高精度CO2、CH4、N2O（光腔衰荡法）分析仪操作规程》等涉及点位布设、同化反演、排放清单、手工监测、操作规程等的系列技术指南相继出台。

 

这些指南不仅指导支持了试点城市大气温室气体监测试点工作开展，而且为点位布设、温室气体监测、高空间分辨率温室气体清单编制和网格化清单生成等提供了技术支持，为推进碳监测评估打下良好基础。

 

总站以现有国家环境空气自动监测数据传输体系为基础，计划开展试点城市大气温室气体监测数据与总站数据平台的联网工作。目前已编写完成《城市大气温室气体监测数据联网方案》《城市大气温室气体监测数据联网技术要求》，并将于近期印发。

 

中国环境监测总站站长陈善荣表示，“当前的首要任务就是按照《碳监测评估试点工作方案》要求，聚焦城市、区域和重点行业3个层面，推进实施好碳监测评估试点工作，到今年年底，探索建立碳监测评估技术方法体系，为‘双碳’目标实现提供有力监测支撑。”

 

开展试点，为各城市和行业碳减排探索道路

 

绵延的福建省武夷山、无数候鸟栖息的山东省长岛、广袤辽阔的内蒙古自治区呼伦贝尔、云缠雾绕的四川省海螺沟、金黄油菜花遍地的青海省门源，都见证了总站专家们的努力和汗水。

 

总站在这5个背景站实现了主要温室气体监测的每日自动标校，校准精度可对标国际，实现了监测数据可比，为开展区域温室气体监测评估，服务支撑国家温室气体清单校核打下良好基础。

 

如今，碳监测评估试点工作在各城市和重点行业如火如荼地开展。

 

在生态系统碳汇方面，总站完成了近两年高分辨率全国生态类型数据收集，并实现逐年更新，为“十四五”期间碳监测评估提供基础数据保障，同时积极探索建立基于生态系统生物量监测—通量观测—遥感监测的生态系统碳源汇立体监测体系。今年总站在内蒙古自治区和云南省分别选择典型草原、森林生态系统开展生物量试点监测，在其他典型区域开展生态系统通量观测与核算试点研究以及生态系统碳汇核算模型国内外调研等。

 

在北京市、广东省深圳市等城市，总站开展CO2通量监测与核算，建立通量监测技术规程。同时依托国家生态环境监测网络的全国生态质量监测业务体系，基于2米分辨率的国产高分卫星遥感影像，形成了覆盖全国的土地利用类型数据并实现年度更新，为碳试点监测评估中碳同化反演核算提供数据支撑。

 

“自《碳监测评估试点工作方案》发布8个月以来，各项试点工作有序推进，其中火电行业碳排放监测评估试点取得积极进展。”中国环境监测总站污染源监测室业务主管刘通浩说。

 

纳入本次国家试点的22台机组已全部完成CO2自动监测设备安装调试并向国家报送监测数据。“试点过程中，最重要也最困难的是数据质量控制。”刘通浩说：“为了降低核算法和监测法两者自身误差可能引起的对比结果不确定性，我们不断完善细化质控要求，分别设计了数据内部质控和外部质控指标，与参试的集团公司联合逐项获取精细化的数据，以深入分析误差引入情况，为更准确分析两项结果奠定基础。”

 

控制质量，为碳管理决策提供参考建议

 

目前，我国尚未明确CO2自动监测数据在碳市场等有关工作中的定位，总站借鉴国际经验，利用监测法和核算法二者并存且相互校验的方法，肩负起逐步明确企业自动监测核算碳排放量应用场景的重任。

 

“一是明确企业主体责任，对自动监测质量控制提出明确内控、外控要求；二是明确监管部门的监管责任和监管机制，如由监测机构定期或不定期对自动监测规范性进行技术‘体检’，由执法机构强化‘双随机、一公开’监督执法等；三是提前研究制定相配套的技术标准规范等文件，为管理实施奠定技术基础。”中国环境监测总站污染源监测室正高级工程师夏青说。

 

CO2自动监测数据为进一步加强火电行业碳排放规律分析提供了基础，深化开展碳排放绩效、碳排放与相关参数的关联分析，通过实测数据挖掘火电行业碳排放规律，总结一批共性结论，形成建议供决策参考，服务火电行业碳排放监管。

 

“火电行业碳排放量监测不仅限于烟道复杂环境中CO2浓度的精准测量，也需要精准测量烟道气流速/流量、湿度等关键参量。对CEMS系统中CO2、流速/流量、湿度等监测仪开展定期校准是确保碳排放量监测数据准确可比的重要技术基础。”中国环境监测总站监测质量管理室（计量中心）主管师耀龙说。“为此，监测总站联合中国计量院等共同开展了相关量值溯源技术工作，取得了多项进展。”

 

在碳排放量监测量值溯源体系构建方面，总站系统梳理了影响碳排放量监测的关键量值、量传方法、规程规范与计量标准器具，绘制了碳排放量监测量值溯源框架图，保障相关量值能够统一、规范。

 

在碳排放量监测量值溯源关键技术方面，一是以中国计量院在郑州建成的我国烟道流量/流速领域社会公用计量标准装置（不确定度为0.6%左右）为基础，合作建设烟道流量/流速校准实验室，探索通过大型烟道模拟装置（风洞）模仿烟道气体流场，校准烟道流量/流速传递标准与便携式烟道流量/流速监测仪；二是以三维皮托管原理等高精度烟道流量/流速仪为传递标准，研究CEMS系统烟道流量/流速监测仪的现场校准方法（现场校准结果不确定度优于5%），通过修正其流量场系数，保障CEMS烟道流量监测数据的准确性与计量溯源性；三是根据正在修订的《烟气含湿量测量仪校准规范》等计量技术规范，研发模拟烟道高湿度环境的烟气湿度计量标准器具，开展烟气湿度监测仪校准试验。

 

在碳排放量计量技术规范方面，依托全国生态环境监管专用计量测试技术委员会审核通过并向国家市场监管总局报送的《固定源二氧化碳在线监测系统校准规范》等计量技术规范立项建议，逐步规范碳监测系统计量校准工作。