環(huán)境監(jiān)測之碳排放監(jiān)管 智易時代二氧化碳監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案

一、項目背景：

全球氣候變化問題日益嚴(yán)峻，其中導(dǎo)致全球溫度上升的溫室效應(yīng)受到國際社會越來越多的重視，CO2的排放是溫室效應(yīng)產(chǎn)生的主導(dǎo)因素，自工業(yè)革命以來，人類活動對地球的影響逐步增強，特別是煤炭、石油及天然氣等化石燃料的大量使用直接導(dǎo)致了全球CO2濃度在近代以來大幅升高，帶來了全球變暖、冰川融化和海平面上升等一系列嚴(yán)峻的環(huán)境氣候問題。
近日，國家發(fā)展改革委、市場監(jiān)管總局、生態(tài)環(huán)境部發(fā)布關(guān)于進一步強化碳達(dá)峰碳中和標(biāo)準(zhǔn)計量體系建設(shè)行動方案（2024—2025年）的通知。方案提出要按照統(tǒng)籌發(fā)展、需求牽引、創(chuàng)新突破的原則，加強碳計量基礎(chǔ)能力建設(shè)，完善碳計量體系，提升碳計量服務(wù)支撐水平。
碳達(dá)峰、碳中和的實現(xiàn)路徑主要有兩種：碳源減排和增加碳匯，而能否很好的評價以上兩個“路徑抓手”的進展質(zhì)量是順利開展相關(guān)工作的前提，因此CO2高可靠性監(jiān)測技術(shù)的研究意義非常重要，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）研究CO2在線監(jiān)測技術(shù)，對于國際碳排放量核算技術(shù)的先進水平接軌及未來我國納入國際碳市場具有重要意義；
（2）用儀器測量法測度CO2排放量可滿足碳排放交易市場對排放量數(shù)據(jù)質(zhì)量、時效性的需求，是目前計算法的有效補充，能大力推動碳排放市場的發(fā)展；
（3）開展碳監(jiān)測技術(shù)裝備研究，有利于加快推進CO2氣體監(jiān)測體系的搭建，能更好評估“碳達(dá)峰行動方案”的實施質(zhì)量，在國內(nèi)碳排放管理大局中爭取話語權(quán)有重要意義；
（4）CO2監(jiān)測是長期戰(zhàn)略，有利支撐國家溫室氣體監(jiān)測體系的建設(shè)，在國際上爭取更權(quán)威的話語權(quán)；
（5）開展碳監(jiān)測領(lǐng)域的研究和研發(fā)對于推動國內(nèi)相關(guān)政策法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的完善有重要的意義。

二、遵循標(biāo)準(zhǔn)：

《固定污染源二氧化碳排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求》（TCAEPI 47－2022）

《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》（HJ/T 76-2001)）

《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)驗收技術(shù)規(guī)范》（HJ 75-2017）

《污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》（HJ 212-2017）

《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》（GB/T 16157-1996）

三、系統(tǒng)架構(gòu)?：

本系統(tǒng)?主要由監(jiān)測站點、?數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、?數(shù)據(jù)中心及用戶終端四部分組成。?監(jiān)測站點負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場CO2濃度數(shù)據(jù)，?通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)中心進行處理、?存儲與分析，?最終通過用戶終端（?如PC、?移動設(shè)備等）?提供數(shù)據(jù)訪問與分析服務(wù)。

四、建設(shè)方案：

1.總體思路和原則?

?（1）面向管理，輔助核算。根據(jù)落實應(yīng)對氣候變化國家自主貢獻目標(biāo)，建設(shè)性參與和引領(lǐng)國際履約，適應(yīng)氣候變化管理支撐需要開展監(jiān)測試點，將監(jiān)測作為排放量核算的重要支撐、校核和輔助手段。

（2）立足業(yè)務(wù)、兼顧科研。初步建立業(yè)務(wù)化運行的碳監(jiān)測評估試點網(wǎng)絡(luò)。注重碳達(dá)峰、碳中和監(jiān)測關(guān)鍵科技問題研究，先行先試，積累經(jīng)驗。

（3）統(tǒng)籌融合、協(xié)同聯(lián)動。將碳監(jiān)測納入常規(guī)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)籌設(shè)計，發(fā)揮對減污降碳協(xié)同增效的支撐服務(wù)作用。

2.設(shè)計方案

（1）?監(jiān)測站點布局?：?根據(jù)地理位置、?氣候條件、?人類活動密集度等因素，?在全國或特定區(qū)域內(nèi)科學(xué)布局監(jiān)測站點，?確保數(shù)據(jù)的代表性和全面性。?

（2）?數(shù)據(jù)采集設(shè)備?：?選用高精度、?高穩(wěn)定性的CO2傳感器，?結(jié)合氣象參數(shù)監(jiān)測設(shè)備（?如溫度、?濕度、?風(fēng)速等）?，?實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集。?

（3）?數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)?：?構(gòu)建穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，?包括有線和無線傳輸方式，?確保監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r、?準(zhǔn)確地上傳至數(shù)據(jù)中心。?

（4）?數(shù)據(jù)中心與云平臺?：?建立大型數(shù)據(jù)中心，?用于存儲、?處理和分析監(jiān)測數(shù)據(jù)。?開發(fā)云端平臺，?實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化展示、?歷史數(shù)據(jù)查詢、?異常報警等功能。?

（5）?數(shù)據(jù)分析與預(yù)警系統(tǒng)?：?運用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，?對收集到的CO2濃度數(shù)據(jù)進行深度分析，?建立預(yù)警模型，?及時發(fā)現(xiàn)并預(yù)測CO2濃度的異常變化。??

?3.數(shù)據(jù)傳輸與存儲?

?無線傳輸?：?利用4G/5G無線通信技術(shù)，?實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時上傳。?為了確保數(shù)據(jù)的完整性和安全性，?還需采用加密技術(shù)對傳輸過程進行保護。?
?云存儲?：?采用云計算平臺，?實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的安全存儲與高效訪問。?通過分布式存儲和備份機制，?確保數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。?同時，?還將提供便捷的數(shù)據(jù)訪問接口和工具，?支持用戶進行歷史數(shù)據(jù)回溯和分析。?

?4.數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用?

?實時監(jiān)控?：?開發(fā)可視化監(jiān)控平臺，?實時展示各監(jiān)測點CO2濃度變化，?支持預(yù)警通知功能。?通過地圖、?圖表等多種形式展示監(jiān)測數(shù)據(jù)，?方便用戶直觀了解CO2濃度的分布和變化趨勢。?

?趨勢分析?：?運用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，?對長期監(jiān)測數(shù)據(jù)進行深度挖掘，?分析CO2濃度變化趨勢，?為政策制定提供依據(jù)。?通過時間序列分析、?相關(guān)性分析等方法，?揭示CO2濃度與氣象條件、?人類活動等因素的關(guān)系。?

?模型預(yù)測?：?結(jié)合氣象數(shù)據(jù)、?人類活動信息等，?建立CO2排放預(yù)測模型，?輔助決策制定。?通過機器學(xué)習(xí)算法對歷史數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，?構(gòu)建預(yù)測模型，?對未來的CO2排放趨勢進行預(yù)測和評估。?

?5.系統(tǒng)安全與維護?

?數(shù)據(jù)加密?：?采用加密技術(shù)保護數(shù)據(jù)傳輸與存儲過程中的信息安全。?對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密處理，?確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中不被竊取或篡改。?同時，?對存儲的數(shù)據(jù)進行加密和權(quán)限管理。?
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遠(yuǎn)程維護?：?設(shè)計遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，?實現(xiàn)對監(jiān)測站點的遠(yuǎn)程監(jiān)控、?故障診斷與軟件升級，?降低運維成本。?通過遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，?可以實時監(jiān)測站點的運行狀態(tài)和性能指標(biāo)，?及時發(fā)現(xiàn)并處理故障問題。?同時，?還可以遠(yuǎn)程對站點進行軟件升級和配置調(diào)整，?確保系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運行。??

五、產(chǎn)品介紹：

（1）硬件設(shè)備
溫室氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)（固定源）

溫室氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)由采樣單元、預(yù)處理單元、分析單元、數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)等組成；監(jiān)測數(shù)據(jù)可通過多種方式進行傳輸，并進行各種報表的統(tǒng)計工作，能夠滿足政府及環(huán)保部門對溫室氣體的監(jiān)測和評價需求。系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，維護、安裝方便，可靠性高、適應(yīng)強等特點。
監(jiān)測原理：采用先進的NDIR技術(shù)與長光程技術(shù)聯(lián)用，分辨率高、探測下限低、漂移小、設(shè)備穩(wěn)定性強、響應(yīng)時間快。
產(chǎn)品特點：采用單線吸收光譜和激光長波長掃描技術(shù)，不受背景氣體干擾；獨特的采樣探頭設(shè)計、簡單的預(yù)處理流路、保證系統(tǒng)氣路的長期穩(wěn)定運行。
溫室氣體在線監(jiān)測儀

溫室氣體在線監(jiān)測儀是集成CO2、CH4、N2O、風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、大氣壓等環(huán)境監(jiān)測因素，數(shù)據(jù)采集傳輸、視頻監(jiān)控管理及信息技術(shù)平臺為一體的模塊化環(huán)境空氣溫室氣體在線監(jiān)測設(shè)備。設(shè)備采用泵吸式采樣方式，高度集成電化學(xué)傳感器與非分散紅外傳感器模組及氣象參數(shù)傳感器，模塊化的搭配突出高性價比，為環(huán)境空氣溫室氣體在線監(jiān)測提供數(shù)據(jù)支撐及溯源分析。
污染源溫室氣體排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)

污染源溫室氣體排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)主要由溫室氣體監(jiān)測子系統(tǒng)（CO2、CO）、煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)（溫度、壓力、流速、濕度）、系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)構(gòu)成，可以有效監(jiān)管碳排放濃度及水平。
產(chǎn)品特點
?可靠性高：標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計，組裝簡單可靠；
??自動化程度高，采集系統(tǒng)的詳細(xì)狀態(tài)信息，可作為數(shù)據(jù)有效性審核的最有利資源；
??簡潔合理的預(yù)處理流路，系統(tǒng)集成布線簡單，安裝維護方便，穩(wěn)定性強；
??智能化設(shè)計，支持自動調(diào)零、異常報警、故障報警。
（2）軟件平臺

碳排放及能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)是我公司自主開發(fā)的一款服務(wù)于環(huán)保局和涉及碳排放核查的九大行業(yè)的碳排放及能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)各行業(yè)企業(yè)碳排放核查方法與報告指南中提到的方法進行計算，充分利用移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)云計算等智能化信息化手段，在現(xiàn)有手工核查基礎(chǔ)上接入在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)企業(yè)與生態(tài)環(huán)境局的信息化資源互聯(lián)互通，協(xié)同聯(lián)動，建立科學(xué)、高效、統(tǒng)一的碳排放及能耗監(jiān)管體系，助力我國早日達(dá)成碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)。

駕駛艙清晰展示市重點碳排放企業(yè)相關(guān)信息，并做數(shù)據(jù)分析及排放排名，實時動態(tài)展示各企業(yè)排放指標(biāo)及參數(shù)。

系統(tǒng)內(nèi)所有監(jiān)測點位按所屬行政區(qū)域進行歸類和展示，監(jiān)測點位圖標(biāo)顏色按其當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)表示顏色動態(tài)顯示，圖標(biāo)上方注有具體的地理位置，方便用戶直觀、一目了然掌握各個行政區(qū)域內(nèi)監(jiān)測點位的部署情況和碳排放現(xiàn)狀，系統(tǒng)提供多種方式的地圖效果（矢量、衛(wèi)星、三維）來實時顯示位置和實時數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)報表：系統(tǒng)自動生成日報、月報、年報，輸出平臺數(shù)據(jù)報表，展示碳排放數(shù)據(jù)及說明等信息，輔助環(huán)保監(jiān)管部門進行統(tǒng)計分析，做出對應(yīng)相關(guān)工作降低碳排放。

數(shù)據(jù)分析：支持折線圖等展示形式并具有導(dǎo)出功能，有效的表現(xiàn)出各企業(yè)各監(jiān)測因子的歷史分鐘值、小時值監(jiān)測因子的變化趨勢。方便用戶查看時間段內(nèi)空氣質(zhì)量變化趨勢和污染物濃度變化情況，同時可以進行監(jiān)測點位之間的各項參數(shù)的對比分析。

設(shè)備管理：統(tǒng)計安裝好的企業(yè)及設(shè)備數(shù)量，隨時隨地了解各企業(yè)參與碳排放設(shè)備及相關(guān)治理設(shè)備運行情況，針對超排預(yù)警企業(yè)采取對應(yīng)監(jiān)管手段，保證系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運行。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

用戶管理：系統(tǒng)設(shè)置多種用戶等級（系統(tǒng)用戶、管理用戶、普通用戶），不同用戶配有相應(yīng)的功能權(quán)限，保證從政府到企業(yè)自身全方位多角度的了解碳排放及能源消耗情況，及時作出相應(yīng)管理。