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新聞資訊

研究利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)精準(zhǔn)量化大型燃煤電廠碳排放

2025-06-22 

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  ——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

  1949年,伴隨著新中國(guó)的誕生,中國(guó)科學(xué)院成立。作為國(guó)家在科學(xué)技術(shù)方面的最高學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和全國(guó)自然科學(xué)與高新技術(shù)的綜合研究與發(fā)展中心,建院以來,中國(guó)科學(xué)院時(shí)刻牢記使命,與科學(xué)共進(jìn),與祖國(guó)同行,以國(guó)家富強(qiáng)、人民幸福為己任,人才輩出,碩果累累,為我國(guó)科技進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家安全做出了不可替代的重要貢獻(xiàn)。更多簡(jiǎn)介 +

  中國(guó)科學(xué)院院級(jí)科技專項(xiàng)體系包括戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、重點(diǎn)部署科研專項(xiàng)、科技人才專項(xiàng)、科技合作專項(xiàng)、科技平臺(tái)專項(xiàng)5類一級(jí)專項(xiàng),實(shí)行分類定位、分級(jí)管理。

  為方便科研人員全面快捷了解院級(jí)科技專項(xiàng)信息并進(jìn)行項(xiàng)目申報(bào)等相關(guān)操作,特搭建中國(guó)科學(xué)院院級(jí)科技專項(xiàng)信息管理服務(wù)平臺(tái)。了解科技專項(xiàng)更多內(nèi)容,請(qǐng)點(diǎn)擊進(jìn)入→

  中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)(簡(jiǎn)稱“中國(guó)科大”)于1958年由中國(guó)科學(xué)院創(chuàng)建于北京,1970年學(xué)校遷至安徽省合肥市。中國(guó)科大堅(jiān)持“全院辦校、所系結(jié)合”的辦學(xué)方針,是一所以前沿科學(xué)和高新技術(shù)為主、兼有特色管理與人文學(xué)科的研究型大學(xué)。

  中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(簡(jiǎn)稱“國(guó)科大”)始建于1978年,其前身為中國(guó)科學(xué)院研究生院,2012年經(jīng)教育部批準(zhǔn)更名為中國(guó)科學(xué)院大學(xué)。國(guó)科大實(shí)行“科教融合”的辦學(xué)方針,與中國(guó)科學(xué)院直屬研究機(jī)構(gòu)(包括所、院、臺(tái)、中心等),在管理體制、師資隊(duì)伍、培養(yǎng)體系、科研工作等方面高度融合,是一所以研究生教育為主的獨(dú)具特色的高等學(xué)校。

  上??萍即髮W(xué)(簡(jiǎn)稱“上科大”),由上海市人民政府與中國(guó)科學(xué)院共同舉辦、共同建設(shè),由上海市人民政府主管,2013年經(jīng)教育部正式批準(zhǔn)。上科大致力于服務(wù)國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展戰(zhàn)略,培養(yǎng)科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才,努力建設(shè)一所小規(guī)模、高水平、國(guó)際化的研究型、創(chuàng)新型大學(xué)。

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

  燃煤電廠作為全球規(guī)模最大的點(diǎn)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(dòng)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(duì)全球碳盤點(diǎn)和電力行業(yè)碳核算意義重大,已成為當(dāng)前國(guó)際研究熱點(diǎn)。然而,傳統(tǒng)計(jì)算方式高度依賴電廠自報(bào)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(shí)際排放差異,又因國(guó)際缺乏統(tǒng)一核算標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致估算結(jié)果難以對(duì)比驗(yàn)證。衛(wèi)星遙感技術(shù)在重點(diǎn)源碳排放監(jiān)測(cè)上優(yōu)勢(shì)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(dá)50%,成為全球碳衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)體系的關(guān)鍵漏洞。

  該團(tuán)隊(duì)基于美國(guó)軌道碳觀測(cè)衛(wèi)星3號(hào),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(shí)別效率;運(yùn)用曼惠特尼秩和檢驗(yàn),開發(fā)動(dòng)態(tài)風(fēng)向校正算法,增強(qiáng)煙羽軌跡反演精準(zhǔn)度;構(gòu)建基于大氣穩(wěn)定性分級(jí)響應(yīng)機(jī)制的煙羽抬升模型,刻畫煙氣動(dòng)態(tài)抬升過程,首次實(shí)現(xiàn)大型燃煤電廠二氧化碳排放的高精度動(dòng)態(tài)量化與制圖。

  數(shù)據(jù)顯示,改進(jìn)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(dòng)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(kuò)散導(dǎo)致的誤差。這一成果標(biāo)志著碳排放監(jiān)測(cè)從靜態(tài)清單向動(dòng)態(tài)管控的重要轉(zhuǎn)變。

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  上述研究為全球重點(diǎn)源碳排放盤點(diǎn)核查提供了客觀有效的技術(shù)手段,為監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和中國(guó)科學(xué)院相關(guān)項(xiàng)目等的支持。

研究利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)精準(zhǔn)量化大型燃煤電廠碳排放(圖1)

  近日,中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院石玉勝研究團(tuán)隊(duì)在大型燃煤電廠碳排放遙感反演估算方面取得進(jìn)展。燃煤電廠作為全球規(guī)模最大的點(diǎn)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(dòng)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(duì)全球碳盤點(diǎn)和電力行業(yè)碳核算意義重大,已成為當(dāng)前國(guó)際研究熱點(diǎn)。然而,傳統(tǒng)計(jì)算方式高度依賴電廠自報(bào)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(shí)際排放差異,又因國(guó)際缺乏統(tǒng)一核算標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致估算結(jié)果難以對(duì)比驗(yàn)證。衛(wèi)星遙感技術(shù)在重點(diǎn)源碳排放監(jiān)測(cè)上優(yōu)勢(shì)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(dá)50%,成為全球碳衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)體系的關(guān)鍵漏洞。該團(tuán)隊(duì)基于美國(guó)軌道碳觀測(cè)衛(wèi)星3號(hào),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(shí)別效率;運(yùn)用曼惠特尼秩和檢驗(yàn),開發(fā)動(dòng)態(tài)風(fēng)向校正算法,增強(qiáng)煙羽軌跡反演精準(zhǔn)度;構(gòu)建基于大氣穩(wěn)定性分級(jí)響應(yīng)機(jī)制的煙羽抬升模型,刻畫煙氣動(dòng)態(tài)抬升過程,首次實(shí)現(xiàn)大型燃煤電廠二氧化碳排放的高精度動(dòng)態(tài)量化與制圖。數(shù)據(jù)顯示,改進(jìn)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(dòng)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(kuò)散導(dǎo)致的誤差。這一成果標(biāo)志著碳排放監(jiān)測(cè)從靜態(tài)清單向動(dòng)態(tài)管控的重要轉(zhuǎn)變。上述研究為全球重點(diǎn)源碳排放盤點(diǎn)核查提供了客觀有效的技術(shù)手段,為監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和中國(guó)科學(xué)院相關(guān)項(xiàng)目等的支持。論文鏈接研究利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)精準(zhǔn)量化大型燃煤電廠碳排放