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从“算出来”走向“测出来”,碳监测开辟绿色进阶路!

2025-08-07 14:5440

 转自:中国环境报

  近年来,我国温室气体监测领域呈现“两头开花”的态势。一方面,设备供应商积极进行产品和技术研发,设备国产化方面取得突破;另一方面,政策积极引导,中国环境监测总站牵头的碳监测评估试点工作不断深化,在终端应用领域边试边行,积累了宝贵经验。

  近日,在设备国产化方面,中国环境监测总站公布了截至今年6月30日的固定污染源废气(CO2、CH4、N2O)排放连续监测系统适用性检测合格名录。数十款国产监测系统的性能得到权威机构认可,拿到了高含金量的“合格证书”。

  今年年初,生态环境部印发了钢铁行业和水泥行业企业温室气体排放核算与报告指南,鼓励有条件的企业加强烟气二氧化碳排放自动监测技术的应用,试运行烟气二氧化碳排放自动监测设备。

  此后,生态环境部等15部门联合印发《国家应对气候变化标准体系建设方案》,要求加快制定发电、水泥、钢铁等重点行业温室气体监测急需的监测点位设置、自动监测、烟气流速监测标准。

  这些实践和进展表明,我国对温室气体测量精度的要求日益提高,自动监测法的应用范围将逐步扩大,监测网络有望加速织就。

  探索监测与核算“双轨并行”

  碳排放的监测方法主要有两种,即核算法与自动监测法。在我国,一边是自动监测领域不断取得显著成效,一边是核算法仍占据主流位置。

  这二者到底有何优劣?

  中国环境监测总站污染源室夏青告诉记者,在技术层面,核算法的优势在于操作相对简单,且可以通过生产信息多源数据交叉验证(如能源消耗量、购销台账、生产工艺参数等)构建证据链,在严格质量控制下确保年度排放总量计算的准确性。但需注意,核算法依赖统计数据与排放因子,存在较大不确定性。

  与核算法不同,自动监测法的优势在于能够实时掌握碳排放量的动态变化,快速发现异常波动,并具备较高的技术可实现性。例如,针对重点行业二氧化碳排放的情况,目前采用非分散红外技术或傅立叶红外技术已无难度。

  然而,自动监测时,流量监测的准确性仍面临挑战,主要受监测点位合理性、烟道气流分布均匀性等因素影响,导致现有监测方法存在一定局限。

  夏青介绍,理论上,在质量控制体系完善的情况下,自动监测法与核算法的结果应当趋于一致。

  这一点在生态环境部开展的碳监测评估试点工作中已得到验证。

  为支撑减污降碳协同增效工作,生态环境部于2021年和2023年先后印发了《碳监测评估试点工作方案》和《深化碳监测评估试点工作方案》,并开展了两期碳监测评估试点工作。试点覆盖6个重点行业,包括火电、钢铁、水泥、煤炭开采、石油天然气开采及废弃物处理。其中,火电、钢铁、水泥行业因直接关联全国碳排放权交易市场(以下简称全国碳市场)应用场景而备受关注。试点中安装了130余套二氧化碳自动监测设备,大部分设备自2021年至2024年底持续运行,部分水泥行业试点稍晚启动。

  据这项工作的牵头单位中国环境监测总站污染源室主任王军霞介绍:“在碳监测评估试点工作中,我们选取天然气等成分稳定的燃料进行监测法与核算法的对比,结果显示两种方法的数据吻合度较高。但从国内试点实践来看,火电行业的结果一致性存在差异。这主要受煤质稳定性影响,我国煤炭来源多样,煤质波动较大,部分火电企业烟道条件较差。而水泥行业因原料和工况都相对稳定,目前看结果一致性表现更好。”

  自动监测法为何没有大规模推广?哪些行业可优先推广?

  目前,我国仍处于碳监测评估试点阶段,仅在6个重点行业开展相关验证,尚未大规模推广。

  “这种审慎推进的策略,既考虑到监测技术本身的成熟度(如流量测量精度),也兼顾了企业实际运营条件(如烟道条件、生产波动)对数据质量的影响。”王军霞说道。

  就自动监测法而言,“系统性保障整体数据质量”是专业人士强调的重点。

  夏青说:“监测技术的优势在于能够实现实时数据采集,但要满足碳监测需求,必须建立更完善的监测标准体系。这不仅是仪器本身的技术问题,还涉及企业运维规范、测量点位优化等系统性因素。因此,需要从技术规范、运维管理和质量控制等多方面共同提升监测数据的可靠性。”

  那么,哪些行业可优先推广自动监测法,哪些行业仍需保留核算法?

  王军霞认为,对于排放源集中、监测条件成熟的行业(如水泥、火电),可优先推广监测法,仅需加装二氧化碳监测模块即可实现有效监测,其成本可能低于核算法。而对于排放源分散或工况波动大的行业,仍需保留核算法。政策制定需综合考虑数据质量可控性、管理可行性和成本效益比等多重因素,特别是参与全国碳市场的过程中涉及重大经济利益时,更需审慎决策。在火电、钢铁、水泥等重点行业,碳监测技术的潜在应用场景主要集中在全国碳市场和减排措施评估领域。

  催生监测服务新生态

  近年来,在我国温室气体监测领域,企业参与度显著提升,各类市场主体(包括传统监测企业和新进入者)纷纷加大研发投入,取得显著成效。

  以某款经过检测的仪器为例,中国环境监测总站以严苛标准对其进行“大考”。这款产品凭借自主研发技术通过测试,对于我国解决温室气体监测设备被国外“卡脖子”的难题提供了新方案。

  然而,在企业不断推进技术创新、加大研发投入的同时,也有不少企业感到落差——“双碳”市场的热度没有达到企业预期,近两年设备的市场需求不算旺盛。

  对此,业内人士认为,当前温室气体监测行业存在一定的认知偏差,不能将“双碳”战略简单等同于监测设备的市场需求爆发。实际上,技术路线的选择必须建立在严格的行业评估基础上,这是一个需要科学论证、循序渐进的过程。

  王军霞向记者介绍说,在碳监测技术推广的过程中,精度要求与成本效益的平衡是关键考量因素。对于已纳入或即将纳入全国碳市场的行业而言,高精度温室气体监测设备的需求最为迫切,因其直接关系到碳配额核算的准确性和企业经济利益。生态环境部正通过技术规范制定和设备研发推动这类行业采用更高精度的流量和浓度监测技术。

  对于尚未纳入全国碳市场的行业(如煤炭开采)而言,虽然当前自动监测并非强制要求,但仍存在自发需求。一方面,企业希望通过实际监测获取本地化的排放因子,避免使用国际通用因子可能造成的核算偏差(如优质煤矿可能被高估碳排放量而处于竞争劣势);另一方面,国家层面也需要建立本土化的甲烷等温室气体排放特征数据库。这类监测虽不与碳交易直接挂钩,但对完善国家温室气体清单、促进行业公平竞争具有重要价值。

  王军霞说:“总体而言,提升监测精度是长期趋势,但在实施路径上需区分优先级——全国碳市场相关行业优先推进高精度监测,其他行业则根据实际需求和成本可行性逐步完善。这种差异化推进策略既能保障重点领域的数据质量,又能为技术研发和标准完善预留必要时间。”


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