空天院科研團隊利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)精準量化大型燃煤電廠碳排放
來源：中國日報網(wǎng) 時間：2025-06-24 10:45
近日，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院（空天院）遙感與數(shù)字地球全國重點實驗室石玉勝研究團隊在大型燃煤電廠碳排放遙感反演估算領(lǐng)域取得重要突破。相關(guān)研究成果《基于軌道碳觀測衛(wèi)星 3 號和改進高斯羽流模型的全球重點燃煤電廠CO?排放觀測研究》于近日在環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)領(lǐng)域 TOP 期刊《清潔生產(chǎn)》（Journal of Cleaner Production，影響因子 9.8）在線發(fā)表。
全球燃煤電廠煙羽可視化
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)精準地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，其精準監(jiān)測與識別已成為當(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，既無法體現(xiàn)不同電廠、地區(qū)的實際排放差異，又因國際缺乏統(tǒng)一核算標準，導(dǎo)致估算結(jié)果難以對比驗證。衛(wèi)星遙感技術(shù)雖在重點源碳排放監(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（煙羽指煙囪中連續(xù)排出外形呈羽狀的煙體）抬升偏差等難題，致使碳排放反演誤差高達 50%，成為全球碳衛(wèi)星遙感監(jiān)測體系的關(guān)鍵漏洞。
針對上述問題，該研究團隊基于美國軌道碳觀測衛(wèi)星3 號（OCO-3），創(chuàng)新提出"兩段線性回歸融合高斯函數(shù)擬合"模式優(yōu)化算法，大幅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，精確刻畫煙氣動態(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。
研究數(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（21.54至82.3千噸/日），反演精度顯著提升（R值最高達0.863、平均達0.703，R值為觀測值與模擬值的擬合程度）。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。該成果標志著碳排放監(jiān)測從靜態(tài)清單向動態(tài)管控的重要轉(zhuǎn)變。
此項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新方法，為碳交易稽查與減排政策校準提供科學(xué)依據(jù)。不僅有助于全球、國家及熱點區(qū)域制定碳補償與減緩政策，助力我國碳盤點及重點行業(yè)減排效力評估，還為厘清全球碳循環(huán)過程與機制、實現(xiàn)精準全球碳盤點提供關(guān)鍵科學(xué)數(shù)據(jù)支撐。
空天院碩士生周志濤為論文第一作者，研究員石玉勝為論文通訊作者。該研究得到國家重點研發(fā)計劃和中國科學(xué)院等項目的支持。（李夢涵）
責(zé)任編輯：沈馨蕊
