碳排放监测常用技术与方法

    我国目前的碳排放数据是根据ICPP提供的排放因子和核算方法估算的，然而这些排放因子和计算结果是否与我国实际排放情况一致仍需验证，因此直接监测碳排放就成为重要的评估和验证手段之一。

    发展可靠的碳排放监测技术，准确而全面获取碳排放数据，可以为碳减排措施的制定及其减排效果评估提供有力的技术支撑。本文对几种常见的碳排放监测技术和方法进行综述。

    一：非分散红外监测技术（NDIR）

    NDIR监测技术利用普通红外光源，根据气体在红外波段的“指纹”特性，吸收红外辐射，产生热效应变化并将其转换为电信号，以此测定气体的浓度。该方法具有稳定性好、测量范围宽、功耗小等优点，在温室气体监测中应用比较广泛。

    二：光腔衰荡光谱技术（CRDS）

    几乎每种小的气相分子（例如，CO2，H2O，H2S，NH3）都具有独特的近红外吸收光谱。在低于大气压的压强下，它由一系列狭窄、分辨良好的尖锐波谱曲线组成，每条曲线都具有特征波长。因为这些曲线间隔良好并且它们的波长是已知的，所以可以通过测量该波长吸收度，即特定吸收峰的高度来确定任何物质的浓度。但是，在传统的红外光谱仪中，因痕量气体产生的吸收量太少而无法测量，通常灵敏度只能达到ppm级别。CRDS-光腔衰荡光谱-通过使用长达数公里的有效吸收光程来突破这种灵敏度限制。CRDS能在几秒钟或更短的时间内对气体进行监测，灵敏度可以达到ppb级别，甚至有些气体可以达到ppt级别。

    三：可调谐激光光谱分析技术（TDLAS）

    可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术主要利用可调谐半导体激光器的特性，即窄线宽和波长可通过控制注入电流的变化来实现对分子的单个或几个距离非常接近且难以区分的吸收线进行测量。TDLAS通常采用单一窄带激光频率扫描独立的气体吸收线。为了获得最高的选择性，一般选择在低压条件下进行分析，以避免压力对吸收线宽度的影响。

    目前已经发展成为非常敏感和广泛应用于大气中痕量气体监测的技术。它具有高灵敏度、实时性、动态性以及多组分同时测量的优点。

    四：离轴积分腔输出光谱技术原理（ICOS）

    OA-ICOS技术采用离轴耦合方式，当激光以特定角度入射并实现离轴耦合时，激发了光学腔的高阶模式，从而导致腔透射光场的幅度变得相对稳定，这样可以直接进行吸收光谱的测量。另外，结合波长调制光谱技术，还可以进一步提高探测灵敏度。由于激光和腔之间的耦合处于非共振模式，激光与腔的耦合效率极低，因此需要采用高功率激光或高灵敏光电探测器来完成测量任务。在温室气体监测领域，该技术具有高精度和高灵敏度的特点。

    五：连续排放监测系统（CEMS）

    CEMS采用高精度电化学气体传感器，通过传感器、光谱分析等技术，连续、自动地监测环境中的CO2、CH4、NH3、N2O浓度等参数得到碳排放量，精度高、响应速度快、重复性好，实现碳排放核算的实时化、自动化。

    同时，利用实时监测数据，建立基于监测数据的碳排放核算方法体系，可进一步提升碳排放核算数据的准确性和实时性。

    除以上几种碳监测方法外，还有基于遥感、卫星定位导航和无人机的三维空间碳排放监测系统、基于物联网的碳排放量监测方法等。

    为更好的落实“减污降碳”的总要求，提升综合试点城市温室气体业务化监测能力监测以及重点行业碳排放监测能力，我公司推出了一系列碳监测仪器，涵盖了低中高精度温室气体分析仪，可广泛用于污染源温室气体在线/便携监测，环境空气温室气体在线/便携监测，化工园区企业厂界温室气体的网格化监测等方面。