摸清能源重化工城市碳排放“家底” 山西太原構建一體化碳監測網

文章來源:中國環境報高崗栓2023-10-17 16:05

要摸清碳排放“家底”，開展“碳監測”是關鍵。山西省太原市作為全國能源重化工中心城市，也是全國名副其實的碳排放強市，在實現碳達峰碳中和戰略目標的過程中，當務之急首先要摸清城市碳排放“家底”，有針對性地制定碳減排方案，實施碳減排行動。

那么，太原市的碳監測點位是怎么設置的？主要監測哪些項目？如何進行有效監測？帶著這一系列問題，本報記者來到太原市陽曲縣北山頭一個碳監測點，一探究竟。

摸清碳排放量“家底”

2021年9月，生態環境部選取13個城市開展大氣溫室氣體監測試點。其中，太原市作為基礎試點城市入選。

據介紹，13個試點城市必須監測高精度CO2、高精度CH4、高精度CO、高精度氣象參數（風向和風速、溫度、濕度、氣壓、降水量）等項目。

相比PM2.5等大氣污染物常規監測，碳監測難度和對精確性要求更高，監測過程更為復雜。以CO2為例，高精度監測設備精度能到0.05％，是常規SO2監測設備精度（5％左右）的近百倍。

“高精度大氣溫室氣體監測點位要求比較高，最好是在開放式高塔上，例如通信塔，以避免周圍環境的干擾影響。”太原市生態環境監測與科學研究中心高級工程師段瑞介紹，太原市生態環境局與中國鐵塔太原分公司對接，租賃鐵塔安裝CO2、CH4、CO自動監測設備。

太原市生態環境局自然生態環境保護和環境監測科副科長蘇毅告訴記者，開展碳監測試點，主要是通過開展地面大氣主要溫室氣體濃度監測，探索自上而下的碳排放量反演方法，初步形成技術指南，做好可推廣、可應用、可示范的技術儲備，為城市碳排放量核算結果提供校驗參考。

探秘碳監測全過程

近日，記者駕車沿著太原濱河東路一路向北，轉而進入太原陽曲縣北山頭，昔日的荒山禿嶺，如今已是綠樹成蔭。

記者看到，近50米高的通訊鐵塔上，裝有多種設備傳感器以及采樣頭。采樣頭分別布設在鐵塔3個不同的高度，24小時不停采集原始數據。

采集的空氣，通過采樣管、過濾器等組件，先經過一級除水設備在4攝氏度條件下去除明水，再經過親水性滲透膜，最后通過超低溫自動冷阱，將氣體制冷至零下50攝氏度左右，進一步除去其中的水汽，再進入高精度溫室氣體分析儀進行分析。

監測數據真實可靠是監測工作的生命線。為保證監測數據不因采樣受到干擾，采樣管路使用了惰性材質，確保對CO2、CH4、CO等主要溫室氣體無污染、吸附或破壞作用。

記者在現場看到，溫室氣體分析儀個頭雖然只有一個抽屜大小，但是靈敏度卻很高。分析儀采用光腔衰蕩光譜技術，可在有限的光腔內實現長達20千米的有效測量光程，儀器獨有的內部控溫、控壓算法，讓分析儀具備了優異的精度和準確度——CO2測量達百萬級（即百萬個分子中有一個CO2，也能測量到），CH4和CO的測量達到十億級。

據了解，采集的原始數據，則通過鐵塔下機房內的儀器，實時傳輸至太原市溫室氣體監測數據應用平臺。

構建一體化碳監測網

記者在采訪中了解到，碳監測在我國尚處于起步階段，監測技術體系尚不健全，相關的監測標準、規范、指南等也需要在試點進程中不斷完善和發展。

同樣，太原的碳監測評估體系在建設過程中也是摸著石頭過河。通過中國環境監測總站、生態環境部衛星環境應用中心、山西省生態環境監測和應急保障中心的大力幫扶，并吸取兄弟城市的經驗，結合城市主導風向和鐵塔分布情況等因素，經過數次點位優化調整，太原市分別在CO2高、中、低值區域及背景點，科學設置監測點位。

“我們在碳排放高值區選取了兩個監測點位，靠近工業企業，且位于城市下風向；在碳排放中值區（位于城市中心區）和低值區（位于城市上風向）各選取了一個監測點位。”段瑞說，這4個高精度監測點位分別位于陽曲北山植樹造林基地、小店區南格村、小店區南中環橋和清徐縣馬峪鄉。

目前，除了固定點位的監測，太原市還開展了碳同位素的人工監測以及無人機、走航監測車對CO2和CH4的遙感監測。

另外，太原市溫室氣體監測數據應用平臺已投入運行，集溫室氣體監測、氣象監測、走航監測及無人機監測等多類型監測數據于一體，具有數據監控、數據審核、數據管理、數據統計及數據分析等功能模塊，為摸清太原市碳排放“家底”提供強有力的數據支撐。