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减排刻不容缓 在线检测追踪企业“碳足迹”

2020年7月2日是全国低碳日。在又一次提出绿色低碳主题的背后，是对目前全球温室效应发展趋势的担忧。工业革命以来人类对煤炭、石油等化石燃料的大规模开放利用，亿万年来埋藏在地层中的碳被大量释放到大气层中，全球温室气体的浓度大幅上升，随之而来的是不断加剧的温室效应与日益严峻的全球气候变化问题。

从冰川消退、海平面上升到极端气候事件增加，人类活动造成的严重后果正在逐步显现。节能减排不是空喊的口号，而是保护人类赖以生存的环境的必要措施。我国是世界上碳排放量最大的国家，2018年排放了137亿吨二氧化碳当量，占全球总排放量的1/4以上。因此我国也承担了更大的减排责任。而无论是制定合理的减排措施开展有效的减排工作，还是评估减排的效果，都需要准确的碳排放数据。

目前计算碳排放的数据有两种方法：根据国际提供的排放因子和核算方法估算或者利用碳排放检测技术直接进行监测。我国采用的方法主要是估算法，然而估算法认为干扰多、误差大较多等不足无法准确反映我国实际的碳排放情况。随着检测技术的发展，碳排放在线监测系统开始得到更多的应用。

一般的大气监测主要以氮氧化物、SO2、CO或者VOCs等环境污染物为对象，而CO2、CH4等温室气体的检测技术较为落后，目前的碳排放检测技术主要是基于有害气体的相关研究成果而逐步发展起来的。碳排放的指标是CO2排放量，因此碳排放检测技术主要针对的也是废气排放中的CO2含量。

当前在企业生产过程中使用的连续在线检测技术主要是光学检测技术。光学检测技术以光电检测技术和计算机技术为基础，根据分子吸收光谱的原理，利用光强被气体吸收的程度来计算待测气体的浓度。常见的光学检测技术有差分吸收激光雷达技术(DIAL)、差分光学吸收光谱技术(DOAS)、非分散红外检测技术(NDIR)、可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)等。这些光学检测技术不仅具有可靠的测量精度，而且相应时间短、可非接触测量，还能实现高温、高粉尘、强腐蚀性等工业现场环境下的CO2在线检测。

虽然部分技术已经实现了对CO2的定量分析，但是由于发展时间较短，CO2在线检测技术也有很多不足。例如NDIR无法消除碳氢化合物和水气的干扰，需要对被测样品进行预处理，会延长响应时间；DIAL难以应用于空气环境复杂的工业现场；TDLAS会受到工业现场飞灰的阻隔及对反射镜面和接收镜面的污染腐蚀，还有震动导致探测器与激光偏离等情况很大的影响等。

自2013年以来，我国陆续启动了七个试点碳市场，预计全国碳市场不久也将开始正式运行。碳排放权交易体系将对我国电力、工业、民航、建筑、交通等多个行业产生巨大影响，与此同时，碳排放量的准确检测也显得更为重要。碳排放检测技术面临着更高的要求，还需要更进一步的发展。

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