【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院遙感衛(wèi)星應(yīng)用國家工程研究中心石玉勝研究團(tuán)隊(duì)在燃煤電廠二氧化碳(CO2)排放的遙感反演估算研究方面取得進(jìn)展。2月22日，相關(guān)研究成果以《基于軌道碳觀測者2號和3號衛(wèi)星觀測和高斯羽流模型反演燃煤電廠二氧化碳排放》(CO2 emissions retrieval from coal-fired power plants based on OCO-2/3 satellite observations and a Gaussian plume model)為題，在線發(fā)表在《清潔生產(chǎn)》(Journal of Cleaner Production)上。
 

　　為應(yīng)對氣候變化對人類可持續(xù)發(fā)展的威脅，聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)13(SDG 13)設(shè)立為“采取緊急行動(dòng)應(yīng)對氣候變化及其影響”，中國積極響應(yīng)氣候行動(dòng)，實(shí)施“雙碳”國家戰(zhàn)略。二氧化碳作為最重要的溫室氣體之一，主要來自化石燃料燃燒。中國燃煤電廠二氧化碳排放量約占全國二氧化碳總排放量的50%。然而，現(xiàn)有的燃煤電廠溫室氣體排放清單由于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)更新滯后和排放因子不準(zhǔn)確，已無法代表電廠真實(shí)排放量。
 

　　隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，地面上的氣體排放信息可以由空間的傳感器通過電磁波輻射感知，利用大氣模型對衛(wèi)星識別排放信息進(jìn)行反演，為估算電廠二氧化碳排放量提供了新方法。該方法基于實(shí)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)，較少受到人為因素影響且時(shí)間分辨率較高，為不同地區(qū)的估算提供了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。因此，開展衛(wèi)星遙感監(jiān)測與反演，準(zhǔn)確估算中國燃煤電廠二氧化碳排放量，不僅是電力行業(yè)開展碳減排的前提條件，而且可以提供獨(dú)立客觀的碳排放監(jiān)測數(shù)據(jù)，助力中國碳盤點(diǎn)以及評估重點(diǎn)行業(yè)碳減排效力。
 

　　該研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合多源碳衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)(軌道碳觀測者2號和3號)和優(yōu)化后的高斯羽流模型開展長時(shí)間序列燃煤電廠二氧化碳排放量自上而下的遙感反演工作，在針對不同裝機(jī)容量電廠【超大型(≥5000 兆瓦)、特大型(4000-5000兆瓦)、大型(≥3000兆瓦)】開展二氧化碳排放衛(wèi)星識別的基礎(chǔ)上，結(jié)合高斯羽流模型反演中國區(qū)域燃煤電廠的最新二氧化碳排放量數(shù)值，并優(yōu)化模型大氣背景值確定子模塊，有效提高模型擬合相關(guān)系數(shù)，從而提高反演結(jié)果的精度。
 

　　結(jié)果顯示，風(fēng)速是影響碳衛(wèi)星數(shù)據(jù)觀測二氧化碳柱濃度大小的主要影響因素。當(dāng)風(fēng)速增加到10米/秒附近時(shí)，本研究中所有電廠的大氣二氧化碳柱平均干空氣混合比(XCO2)增強(qiáng)量均小于1百萬分率(ppm)，意味著衛(wèi)星碳排放反演精度將受到限制。研究估算的二氧化碳排放數(shù)值范圍從超大型電廠(中國托克托)的63千噸/天到大型電廠(中國上都)的37千噸/天，經(jīng)過驗(yàn)證，與大多數(shù)燃煤電廠自下而上的排放清單數(shù)值一致性較高，但部分電廠排放清單由于年限過長、機(jī)組更新?lián)Q代、燃煤類型等原因與本研究顯示出差異。該研究擴(kuò)充了重要點(diǎn)源碳排放實(shí)時(shí)監(jiān)測的技術(shù)手段，有助于國家和地區(qū)制定有針對性的碳減排政策。此外，預(yù)估的具體排放值可用于優(yōu)化排放清單，監(jiān)測識別偷排漏排問題，為大氣化學(xué)模型提供更準(zhǔn)確的輸入數(shù)據(jù)。
 

　　研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和中科院等的支持。