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碳监测比常规空气质量监测复杂在哪?今年13个试点城市方案准备如何?

发表于:2022年03月04日

作为辅助核算体系的重要支撑,碳监测在服务国家碳达峰碳中和战略全局中任重道远。2022全国生态环境保护工作会议就对碳监测试点工作作出部署。日前生态环境部召开的党组会议也对碳监测提出要求:“要推动减污降碳协同增效,建立完善温室气体数据统计核算、数据管理及履约长效机制,继续实施碳监测评估试点,加强甲烷等非二氧化碳温室气体管控。”

距离上海、杭州、宁波、济南、唐山等13个城市入选为大气温室气体监测试点城市已过去近5月,各试点城市进行了哪些探索?有何经验?

方案均“出台”,资金有保障

2021年9月,生态环境部印发《碳监测评估试点工作方案》,选取13个城市开展大气温室气体监测试点。其中唐山、太原、鄂尔多斯、丽水和铜川作为基础试点城市;上海、杭州、宁波、济南、郑州、深圳、重庆和成都作为综合试点城市。
“据统计,截至目前,13个城市的本地化实施方案已编写完成,处于专家论证及完善的阶段。有些城市的进展较快,完成后的方案已经报送至省级主管部门,个别城市的方案已经报送至生态环境部。”中国环境监测总站工程师孙康告诉记者。
一些城市的监测方案划分了任务阶段的进度目标。例如丽水市试点分为建设阶段和探索研究阶段,将于2022年6月开展城市大气地面高精度温室气体监测和碳同位素监测;计划2022年底,完成监测数据上传、试点监测经验总结,规划整体的长期部署已至2035年。而成都市出台的《成都市城市大气温室气体监测综合试验详细设计方案》主要包括项目背景、项目目标、设计原则及技术路线、项目内容、计划进度、基础保障等六大板块的内容。
试点推行落地中比较关键的资金保障,目前也有较好的落实。据了解,这些试点城市的工作经费,由试点城市自行解决,或由所在省份统筹解决。“虽然数额多少不一,但各地基本上都有专项资金保障,其中有4个城市保障资金在1500万元以上。有个别城市保障充足,例如唐山申请了3000多万元的经费,杭州经费也超2000万元。”
各试点城市量身定制布点方案

据了解,中国环境监测总站编制的《城市大气温室气体监测点位布设技术指南》已于2021年12月31日编制并发送至各地,指南中明确了监测点位布设的5条原则。其中“整体性”原则要求考虑城市地形地貌、气象等综合环境因素,以及能源结构、产业布局等社会经济特点,反映城市主要温室气体排放状况。
这就意味着试点城市需在温室气体监测方面做好“量身定制”工作,所以试点城市大气温室气体监测点位的选址、评估、现场勘查等工作也要进行综合性考量。
孙康说:“各城市都在探索本地化的方案,比如重庆属于典型山地城市,布点就需要充分考量山地地形的实际,可以采用一些梯度采样。比如丽水,它的城市绿地面积大、生态好,布点会侧重生态系统碳通量监测,而不是仅仅围绕着大气温室气体一方面。再比如唐山作为典型的工业密集、排放强度大的城市,布点上可能要统筹考虑高精度监测点位与中精度监测点位、原位监测与遥感走航监测等多种方法,这类探索对于我国工业城市较多的特点具有重要帮助。”
一些“碳监测”点位布设也面临“个性化”挑战,相应解决方案也在探索过程中。
孙康以上海举例,“高精度大气温室气体监测点位要求比较高,最好是在开放式高塔上,例如通信塔,避免周围环境的干扰影响。由于上海这类大都市城区大多建筑物密集,没有合适高度的通信塔,只能选择高层建筑。但是,高层建筑的楼顶风向风速等微气象条件复杂,同时,楼顶通常有排气口会对监测造成严重干扰。”
这种情况下,如何在高层建筑上把大气温室气体监测得更“准”成为上海一直在攻克的方向。孙康介绍:“像国外有在建筑物的4个角设立采样口,只要保证一个角的采样正常即可。除了这类学习之外,上海也在做建筑物楼顶微气象条件的研究,以求尽量降低对监测的干扰。”
自动监测设备仪器应有增加

此次13个试点城市有一些共同的监测项目要求:高精度CO2、高精度CH4、高精度CO、高精度气象参数(风向和风速、温度、湿度、气压、降水量)等,而且要求至少有1个点位监测碳同位素(14CO2)。
综合性试点城市比基础性试点城市还多出了一些选测项目,例如边界层高度、风速的垂直廓线、生态系统CO/CH4通量、地基遥感CO2/CH4柱浓度、碳同位素(CO2)等项目。据悉,碳同位素(14CO2)等项目采用手工监测外,其他项目要采用在线监测。
中国环境监测总站高级工程师梁宵介绍,由于监测的精度要求高,项目种类多,碳监测要比常规的空气质量监测更复杂。“原有的监测网络中,并不能涵盖大气温室气体的监测因子。所以现行的监测网络仪器构成方面,可能会有一个相应的增加。”梁宵说。
因此,各试点城市也会自行开展一些仪器的比对测试。据了解,像上海、成都、重庆等经济实力和技术力量有条件的城市,都在计划展开仪器应用的研究,还有的在做一些卫星、遥感监测资料的分析,为当地建立“碳污同源”温室气体动态排放清单做准备。
除了地方自行自试,中国环境监测总站也正在组织开展碳监测仪器的性能质量适用性应用测试研究。“应用验证测试包括环境空气和重点行业废气排放碳监测相关的在线和便携监测仪器,基本上涵盖了目前市场上主流原理、技术相对成熟的国产和进口仪器设备,总站将在仪器验证测试和应用比对的基础上,形成环境空气和废气温室气体自动监测仪器相关技术标准和规范,为全国环境空气温室气体监测网络建设和重点行业温室气体排放监测管理提供科学可靠的技术支持。”梁宵透露,本项应用验证测试工作目前进展顺利,预计在2022年完成。
被问及在相关国产仪器能为碳监测试点城市提供多少支撑辅助能力时,梁宵表示“对于的固定源排放来讲,无论是CO2还是CH4的监测,国产仪器设备成熟度相对较高。对于环境空气来讲,属于比较新的领域,监测方式和技术难度较大,国产仪器需加大研发力度,部分产品已经有了一定的突破,但仍需根据应用测试情况来进行综合评估,用数据来说话。”

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