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“采取緊急行動應(yīng)對氣候變化及其影響”，中國積極響應(yīng)氣候行動，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，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)計劃和中科院等的支持。