碳監(jiān)測(cè)破局：從“算出來”到“測(cè)出來”的綠色進(jìn)階

近年來，我國溫室氣體監(jiān)測(cè)領(lǐng)域呈現(xiàn)“兩頭開花”的態(tài)勢(shì)。一方面，設(shè)備供應(yīng)商積極進(jìn)行產(chǎn)品和技術(shù)研發(fā)，設(shè)備國產(chǎn)化方面取得硬核突破；另一方面，政策積極引導(dǎo)，中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站牽頭的碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)工作不斷深化，在終端應(yīng)用領(lǐng)域邊試邊行，積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

 

近日，在設(shè)備國產(chǎn)化方面，中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站公布了截至今年6月30日的固定污染源廢氣（CO2、CH4、N2O）排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)適用性檢測(cè)合格名錄。數(shù)十款國產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的性能得到權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)可，拿到了高含金量的“合格證書”。

 

今年年初，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)了鋼鐵行業(yè)和水泥行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算與報(bào)告指南，鼓勵(lì)有條件的企業(yè)加強(qiáng)煙氣二氧化碳排放自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，試運(yùn)行煙氣二氧化碳排放自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備。

 

此后，生態(tài)環(huán)境部等15部門聯(lián)合印發(fā)《國家應(yīng)對(duì)氣候變化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)方案》，要求加快制定發(fā)電、水泥、鋼鐵等重點(diǎn)行業(yè)溫室氣體監(jiān)測(cè)急需的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位設(shè)置、自動(dòng)監(jiān)測(cè)、煙氣流速監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

 

這些實(shí)踐和進(jìn)展表明，我國對(duì)溫室氣體測(cè)量精度的要求日益提高，自動(dòng)監(jiān)測(cè)法的應(yīng)用范圍將逐步擴(kuò)大，監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)有望加速織就。

 

探索監(jiān)測(cè)與核算“雙軌并行”

 

碳排放的監(jiān)測(cè)方法主要有兩種，即核算法與自動(dòng)監(jiān)測(cè)法。在我國，一邊是自動(dòng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域不斷取得顯著成效，一邊是核算法仍占據(jù)主流位置。

 

這二者到底有何優(yōu)劣？

 

中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站污染源室夏青告訴記者，在技術(shù)層面，核算法的優(yōu)勢(shì)在于操作相對(duì)簡單，且可以通過生產(chǎn)信息多源數(shù)據(jù)交叉驗(yàn)證（如能源消耗量、購銷臺(tái)賬、生產(chǎn)工藝參數(shù)等）構(gòu)建證據(jù)鏈，在嚴(yán)格質(zhì)量控制下確保年度排放總量計(jì)算的準(zhǔn)確性。但需注意，核算法依賴統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與排放因子，存在較大不確定性。

 

與核算法不同，自動(dòng)監(jiān)測(cè)法的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)崟r(shí)掌握碳排放量的動(dòng)態(tài)變化，快速發(fā)現(xiàn)異常波動(dòng)，并具備較高的技術(shù)可實(shí)現(xiàn)性。例如，針對(duì)重點(diǎn)行業(yè)二氧化碳排放的情況，目前采用非分散紅外技術(shù)或傅立葉紅外技術(shù)已無難度。

 

然而，自動(dòng)監(jiān)測(cè)時(shí)，流量監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性仍面臨挑戰(zhàn)，主要受監(jiān)測(cè)點(diǎn)位合理性、煙道氣流分布均勻性等因素影響，導(dǎo)致現(xiàn)有監(jiān)測(cè)方法存在一定局限。

 

夏青介紹，理論上，在質(zhì)量控制體系完善的情況下，自動(dòng)監(jiān)測(cè)法與核算法的結(jié)果應(yīng)當(dāng)趨于一致。

 

這一點(diǎn)在生態(tài)環(huán)境部開展的碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)工作中已得到驗(yàn)證。

 

為支撐減污降碳協(xié)同增效工作，生態(tài)環(huán)境部于2021年和2023年先后印發(fā)了《碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)工作方案》和《深化碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)工作方案》，并開展了兩期碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)工作。試點(diǎn)覆蓋6個(gè)重點(diǎn)行業(yè)，包括火電、鋼鐵、水泥、煤炭開采、石油天然氣開采及廢棄物處理。其中，火電、鋼鐵、水泥行業(yè)因直接關(guān)聯(lián)全國碳排放權(quán)交易市場（以下簡稱全國碳市場）應(yīng)用場景而備受關(guān)注。試點(diǎn)中安裝了130余套二氧化碳自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，大部分設(shè)備自2021年至2024年底持續(xù)運(yùn)行，部分水泥行業(yè)試點(diǎn)稍晚啟動(dòng)。

 

據(jù)這項(xiàng)工作的牽頭單位中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站污染源室主任王軍霞介紹：“在碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)工作中，我們選取天然氣等成分穩(wěn)定的燃料進(jìn)行監(jiān)測(cè)法與核算法的對(duì)比，結(jié)果顯示兩種方法的數(shù)據(jù)吻合度較高。但從國內(nèi)試點(diǎn)實(shí)踐來看，火電行業(yè)的結(jié)果一致性存在差異。這主要受煤質(zhì)穩(wěn)定性影響，我國煤炭來源多樣，煤質(zhì)波動(dòng)較大，部分火電企業(yè)煙道條件較差。而水泥行業(yè)因原料和工況都相對(duì)穩(wěn)定，目前看結(jié)果一致性表現(xiàn)更好。”

 

自動(dòng)監(jiān)測(cè)法為何沒有大規(guī)模推廣？哪些行業(yè)可優(yōu)先推廣？

 

目前，我國仍處于碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)階段，僅在6個(gè)重點(diǎn)行業(yè)開展相關(guān)驗(yàn)證，尚未大規(guī)模推廣。

 

“這種審慎推進(jìn)的策略，既考慮到監(jiān)測(cè)技術(shù)本身的成熟度（如流量測(cè)量精度），也兼顧了企業(yè)實(shí)際運(yùn)營條件（如煙道條件、生產(chǎn)波動(dòng)）對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響。”王軍霞說道。

 

就自動(dòng)監(jiān)測(cè)法而言，“系統(tǒng)性保障整體數(shù)據(jù)質(zhì)量”是專業(yè)人士強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)。

 

夏青說：“監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，但要滿足碳監(jiān)測(cè)需求，必須建立更完善的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系。這不僅是儀器本身的技術(shù)問題，還涉及企業(yè)運(yùn)維規(guī)范、測(cè)量點(diǎn)位優(yōu)化等系統(tǒng)性因素。因此，需要從技術(shù)規(guī)范、運(yùn)維管理和質(zhì)量控制等多方面共同提升監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。”

 

那么，哪些行業(yè)可優(yōu)先推廣自動(dòng)監(jiān)測(cè)法，哪些行業(yè)仍需保留核算法？

 

王軍霞認(rèn)為，對(duì)于排放源集中、監(jiān)測(cè)條件成熟的行業(yè)（如水泥、火電），可優(yōu)先推廣監(jiān)測(cè)法，僅需加裝二氧化碳監(jiān)測(cè)模塊即可實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)測(cè)，其成本可能低于核算法。而對(duì)于排放源分散或工況波動(dòng)大的行業(yè)，仍需保留核算法。政策制定需綜合考慮數(shù)據(jù)質(zhì)量可控性、管理可行性和成本效益比等多重因素，特別是參與全國碳市場的過程中涉及重大經(jīng)濟(jì)利益時(shí)，更需審慎決策。在火電、鋼鐵、水泥等重點(diǎn)行業(yè)，碳監(jiān)測(cè)技術(shù)的潛在應(yīng)用場景主要集中在全國碳市場和減排措施評(píng)估領(lǐng)域。

 

催生監(jiān)測(cè)服務(wù)新生態(tài)

 

近年來，在我國溫室氣體監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，企業(yè)參與度顯著提升，各類市場主體（包括傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)企業(yè)和新進(jìn)入者）紛紛加大研發(fā)投入，取得顯著成效。

 

以某款經(jīng)過檢測(cè)的儀器為例，中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站以嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行“大考”。這款產(chǎn)品憑借自主研發(fā)技術(shù)通過測(cè)試，對(duì)于我國解決溫室氣體監(jiān)測(cè)設(shè)備被國外“卡脖子”的難題提供了新方案。

 

然而，在企業(yè)不斷推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新、加大研發(fā)投入的同時(shí)，也有不少企業(yè)感到落差——“雙碳”市場的熱度沒有達(dá)到企業(yè)預(yù)期，近兩年設(shè)備的市場需求不算旺盛。

 

對(duì)此，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，當(dāng)前溫室氣體監(jiān)測(cè)行業(yè)存在一定的認(rèn)知偏差，不能將“雙碳”戰(zhàn)略簡單等同于監(jiān)測(cè)設(shè)備的市場需求爆發(fā)。實(shí)際上，技術(shù)路線的選擇必須建立在嚴(yán)格的行業(yè)評(píng)估基礎(chǔ)上，這是一個(gè)需要科學(xué)論證、循序漸進(jìn)的過程。

 

王軍霞向記者介紹說，在碳監(jiān)測(cè)技術(shù)推廣的過程中，精度要求與成本效益的平衡是關(guān)鍵考量因素。對(duì)于已納入或即將納入全國碳市場的行業(yè)而言，高精度溫室氣體監(jiān)測(cè)設(shè)備的需求最為迫切，因其直接關(guān)系到碳配額核算的準(zhǔn)確性和企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益。生態(tài)環(huán)境部正通過技術(shù)規(guī)范制定和設(shè)備研發(fā)推動(dòng)這類行業(yè)采用更高精度的流量和濃度監(jiān)測(cè)技術(shù)。

 

對(duì)于尚未納入全國碳市場的行業(yè)（如煤炭開采）而言，雖然當(dāng)前自動(dòng)監(jiān)測(cè)并非強(qiáng)制要求，但仍存在自發(fā)需求。一方面，企業(yè)希望通過實(shí)際監(jiān)測(cè)獲取本地化的排放因子，避免使用國際通用因子可能造成的核算偏差（如優(yōu)質(zhì)煤礦可能被高估碳排放量而處于競爭劣勢(shì)）；另一方面，國家層面也需要建立本土化的甲烷等溫室氣體排放特征數(shù)據(jù)庫。這類監(jiān)測(cè)雖不與碳交易直接掛鉤，但對(duì)完善國家溫室氣體清單、促進(jìn)行業(yè)公平競爭具有重要價(jià)值。

 

王軍霞說：“總體而言，提升監(jiān)測(cè)精度是長期趨勢(shì)，但在實(shí)施路徑上需區(qū)分優(yōu)先級(jí)——全國碳市場相關(guān)行業(yè)優(yōu)先推進(jìn)高精度監(jiān)測(cè)，其他行業(yè)則根據(jù)實(shí)際需求和成本可行性逐步完善。這種差異化推進(jìn)策略既能保障重點(diǎn)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)質(zhì)量，又能為技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)完善預(yù)留必要時(shí)間。”