碳排放監測常用技術與方法

    我國目前的碳排放數據是根據ICPP提供的排放因子和核算方法估算的，然而這些排放因子和計算結果是否與我國實際排放情況一致仍需驗證，因此直接監測碳排放就成為重要的評估和驗證手段之一。

    發展可靠的碳排放監測技術，準確而全面獲取碳排放數據，可以為碳減排措施的制定及其減排效果評估提供有力的技術支撐。本文對幾種常見的碳排放監測技術和方法進行綜述。

    一：非分散紅外監測技術（NDIR）

    NDIR監測技術利用普通紅外光源，根據氣體在紅外波段的“指紋”特性，吸收紅外輻射，產生熱效應變化并將其轉換為電信號，以此測定氣體的濃度。該方法具有穩定性好、測量范圍寬、功耗小等優點，在溫室氣體監測中應用比較廣泛。

    二：光腔衰蕩光譜技術（CRDS）

    幾乎每種小的氣相分子（例如，CO2，H2O，H2S，NH3）都具有近紅外吸收光譜。在低于大氣壓的壓強下，它由一系列狹窄、分辨良好的尖銳波譜曲線組成，每條曲線都具有特征波長。因為這些曲線間隔良好并且它們的波長是已知的，所以可以通過測量該波長吸收度，即特定吸收峰的高度來確定任何物質的濃度。但是，在傳統的紅外光譜儀中，因痕量氣體產生的吸收量太少而無法測量，通常靈敏度只能達到ppm級別。CRDS-光腔衰蕩光譜-通過使用長達數公里的有效吸收光程來突破這種靈敏度限制。CRDS能在幾秒鐘或更短的時間內對氣體進行監測，靈敏度可以達到ppb級別，甚至有些氣體可以達到ppt級別。

    三：可調諧激光光譜分析技術（TDLAS）

    可調諧半導體激光吸收光譜（TDLAS）技術主要利用可調諧半導體激光器的特性，即窄線寬和波長可通過控制注入電流的變化來實現對分子的單個或幾個距離非常接近且難以區分的吸收線進行測量。TDLAS通常采用單一窄帶激光頻率掃描獨立的氣體吸收線。為了獲得最高的選擇性，一般選擇在低壓條件下進行分析，以避免壓力對吸收線寬度的影響。

    目前已經發展成為非常敏感和廣泛應用于大氣中痕量氣體監測的技術。它具有高靈敏度、實時性、動態性以及多組分同時測量的優點。

    四：離軸積分腔輸出光譜技術原理（ICOS）

    OA-ICOS技術采用離軸耦合方式，當激光以特定角度入射并實現離軸耦合時，激發了光學腔的高階模式，從而導致腔透射光場的幅度變得相對穩定，這樣可以直接進行吸收光譜的測量。另外，結合波長調制光譜技術，還可以進一步提高探測靈敏度。由于激光和腔之間的耦合處于非共振模式，激光與腔的耦合效率極低，因此需要采用高功率激光或高靈敏光電探測器來完成測量任務。在溫室氣體監測領域，該技術具有高精度和高靈敏度的特點。

    五：連續排放監測系統（CEMS）

    CEMS采用高精度電化學氣體傳感器，通過傳感器、光譜分析等技術，連續、自動地監測環境中的CO2、CH4、NH3、N2O濃度等參數得到碳排放量，精度高、響應速度快、重復性好，實現碳排放核算的實時化、自動化。

    同時，利用實時監測數據，建立基于監測數據的碳排放核算方法體系，可進一步提升碳排放核算數據的準確性和實時性。

    除以上幾種碳監測方法外，還有基于遙感、衛星定位導航和無人機的三維空間碳排放監測系統、基于物聯網的碳排放量監測方法等。

    為更好的落實“減污降碳”的總要求，提升綜合試點城市溫室氣體業務化監測能力監測以及重點行業碳排放監測能力，我公司推出了一系列碳監測儀器，涵蓋了低中高精度溫室氣體分析儀，可廣泛用于污染源溫室氣體在線/便攜監測，環境空氣溫室氣體在線/便攜監測，化工園區企業廠界溫室氣體的網格化監測等方面。