近日，中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院遙感衛(wèi)星應(yīng)用國(guó)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)研究成果在線發(fā)表在環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)TOP期刊《清潔生產(chǎn)》上。

為應(yīng)對(duì)氣候變化對(duì)人類可持續(xù)發(fā)展的威脅，聯(lián)合國(guó)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(duì)氣候變化及其影響”，中國(guó)積極響應(yīng)氣候行動(dòng)，實(shí)施“雙碳”國(guó)家戰(zhàn)略。

二氧化碳作為最重要的溫室氣體之一，主要來(lái)自化石燃料燃燒，中國(guó)燃煤電廠二氧化碳排放量約占全國(guó)二氧化碳總排放量的50%。但現(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)確的問(wèn)題已無(wú)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(guò)電磁波輻射感知，利用大氣模型對(duì)衛(wèi)星識(shí)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一種新的方法。該方法基于實(shí)測(cè)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)一的標(biāo)準(zhǔn)。

因此，開(kāi)展衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)與反演，準(zhǔn)確估算中國(guó)燃煤電廠二氧化碳排放量，不僅是電力行業(yè)開(kāi)展碳減排的前提條件，還可以提供獨(dú)立客觀的碳排放監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，助力中國(guó)碳盤點(diǎn)以及評(píng)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(cè)者2號(hào)和3號(hào)）和優(yōu)化后的高斯羽流模型開(kāi)展長(zhǎng)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(duì)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(kāi)展二氧化碳排放衛(wèi)星識(shí)別的基礎(chǔ)上，結(jié)合高斯羽流模型，反演中國(guó)區(qū)域燃煤電廠的最新二氧化碳排放量數(shù)值，并通過(guò)優(yōu)化提高反演結(jié)果精度。

結(jié)果顯示，風(fēng)速是影響碳衛(wèi)星數(shù)據(jù)觀測(cè)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(wàn)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的63千噸/天到大型電廠的37千噸/天。經(jīng)過(guò)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，但是在部分電廠排放清單由于年限過(guò)長(zhǎng)、機(jī)組更新?lián)Q代、燃煤類型等原因與本研究結(jié)果顯示出差異。

這項(xiàng)研究擴(kuò)充了重要點(diǎn)源碳排放實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的技術(shù)手段，有助于國(guó)家和地區(qū)制定有針對(duì)性的碳減排政策。此外，估計(jì)的具體排放值可用于優(yōu)化排放清單，監(jiān)測(cè)識(shí)別偷排漏排問(wèn)題，為大氣化學(xué)模型提供更準(zhǔn)確的輸入數(shù)據(jù)。

空天信息創(chuàng)新研究院碩士生郭文月為論文第一作者，副研究員石玉勝為論文通訊作者。該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和中科院等項(xiàng)目的支持。