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清华大学研究团队:面向碳中和的近实时碳排放量化技术

2023-04-07

  气候变化是21世纪人类和地球面临的最大环境威胁,全球人为温室气体排放是造成极端气候事件日益增多的主要原因之一。自前工业化阶段以来,二氧化碳累计排放量与累计温升呈线性关系,约占人为温室气体排放总量的80%,因此准确可靠的碳排放数据是大多数减排政策制定和目标设定的基础和科学依据。目前,中国已明确制定了2030年前碳排放达到峰值、2060年前实现碳中和的宏伟目标。为实现更准确的碳排放监测,从而保证减排政策的持续实施和迭代完善,急需开发一个细粒度时空碳排放数据库;碳排放近实时监测不仅是国家重大需求,也是该学科前沿的科学问题。

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  清华大学刘竹研究团队在中国工程院院刊《Engineering》2022年7期刊发表了题目为《面向碳中和的近实时碳排放量化技术》的研究性文章,回顾了现有以年为基础的碳核算方法,并重点介绍了最新开发的实时碳排放技术及其当前应用趋势。文章提出了一个可广泛使用的最新近实时碳排放核算技术框架,相关数据和方法的开发将为中国碳中和战略的相关政策制定提供强有力的数据支持,最后文章对碳排放实时监测技术的未来发展进行了展望。

  

  由于现有碳排放核算方法存在局限性,文章回顾的近实时碳排放技术旨在通过解决技术问题并克服当前方法的缺陷,解决这些问题,从而为碳中和战略提供基本数据支持。在确保数据精度的前提下,该方法为中国开展更精细的时间尺度碳排放监测奠定了坚实的科学基础。这种实时碳排放技术已经得到国内和国际学术界的广泛认可,这种技术的主要优势在于能够在多个行业层面实时监测和跟踪碳排放,同时该技术提供了主要碳排放国家之间更加系统的每日比较。

  

  文章表明,这种近实时核算方法可作为国际气候变化相关谈判的一个重要参考。理论上,基于气候变化委员会推荐的碳核算方法,通过合理近似(比如排放因子)和大量的数据收集,这种技术可以缩小从一年或两年的数据统计延迟到近实时监测的差距,有助于中国对碳监测做出迅速响应。尽管如此,文章还指出其技术和数据方面均存在障碍。对于一些国家来说,碳排放数据的连续年度更新仍然是一个挑战。具体而言,如果当前使用的数据源停止更新或变得不可靠,那么就需要新的数据源;因此亟需开发和利用能够适应这些最新利用的数据源的新方法。

  

  文章认为,未来近实时碳排放技术的发展和应用将集中在以下3个方面:①监测近实时CO2排放和开发实时人为碳排放监测系统,以揭示人为碳排放波动;②开发基于消费者端的实时碳排放技术,以更高时空分辨率获取由国际贸易产生的具体的碳排放流,同时考虑生命周期;③整合基于卫星的“自上而下”的数据和方法。多个国际碳卫星项目为在全球范围内精确监测CO2浓度提供了很好的机会。总体来说,未来需要进一步开发近实时碳排放技术,以便为更好地理解全球气候变化提供更加准确及时的数据支持。

  

  以上内容来自:Zhu Liu, Taochun Sun, Ying Yu, Piyu Ke, Zhu Deng, Chenxi Lu, Da Huo, Xiang Ding. Real-time carbon emission accounting technology toward carbon neutrality [J]. Engineering, 2022, 14(7): 44-51.

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  责任编辑:宫在芹
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