近日，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院石玉勝研究團隊在大型燃煤電廠碳排放遙感反演估算方面取得進展。

燃煤電廠作為全球規(guī)模最大的點源碳排放主體，其碳排放量約占全球化石燃料燃燒總碳排放量的50%，是人類活動碳排放估算的核心環(huán)節(jié)。因此，科學(xué)精準(zhǔn)核算燃煤電廠碳排放，對全球碳盤點和電力行業(yè)碳核算意義重大，已成為當(dāng)前國際研究熱點。然而，傳統(tǒng)計算方式高度依賴電廠自報的燃料用量與碳排放系數(shù)乘積，無法體現(xiàn)不同電廠、地區(qū)的實際排放差異，又因國際缺乏統(tǒng)一核算標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致估算結(jié)果難以對比驗證。衛(wèi)星遙感技術(shù)在重點源碳排放監(jiān)測上優(yōu)勢顯著，卻面臨背景干擾、大氣穩(wěn)定性誤差及煙羽抬升偏差等難題，致使碳排放反演誤差達50%，成為全球碳衛(wèi)星遙感監(jiān)測體系的關(guān)鍵漏洞。

該團隊基于美國軌道碳觀測衛(wèi)星3號，提出“兩段線性回歸融合高斯函數(shù)擬合”模式優(yōu)化算法，提升碳排放背景值識別效率；運用曼惠特尼秩和檢驗，開發(fā)動態(tài)風(fēng)向校正算法，增強煙羽軌跡反演精準(zhǔn)度；構(gòu)建基于大氣穩(wěn)定性分級響應(yīng)機制的煙羽抬升模型，刻畫煙氣動態(tài)抬升過程，首次實現(xiàn)大型燃煤電廠二氧化碳排放的高精度動態(tài)量化與制圖。

數(shù)據(jù)顯示，改進后的高斯煙羽模型成功量化全球14座大型燃煤電廠二氧化碳排放量，且反演精度顯著提升。其中，風(fēng)向優(yōu)化技術(shù)有效降低衛(wèi)星捕捉的二氧化碳煙羽軌跡誤差；動態(tài)背景校正策略精準(zhǔn)過濾數(shù)據(jù)干擾；融合大氣穩(wěn)定度的煙羽抬升模擬減少垂直擴散導(dǎo)致的誤差。這一成果標(biāo)志著碳排放監(jiān)測從靜態(tài)清單向動態(tài)管控的重要轉(zhuǎn)變。

上述研究為全球重點源碳排放盤點核查提供了客觀有效的技術(shù)手段，為監(jiān)測點源碳排放偷排漏排提供了新方法，并為碳交易稽查與減排政策校準(zhǔn)提供了科學(xué)依據(jù)。

相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《清潔生產(chǎn)》（Journal of Cleaner Production）上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃和中國科學(xué)院相關(guān)項目等的支持。