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碳排放监测有哪些方法或仪器设备?

点击次数:1090 发布时间:2022-07-22

碳排放量是指在生产、运输、使用及回收该产品时所产生的平均温室气体排放量。而动态的碳排放量,则是指每单位货品累积排放的温室气体量,同一产品的各个批次之间会有不同的动态碳排放量。我国当前主要的碳排放数据由ICPP提供的排放因子及核算方法估算而来,而这些排放因子及计算结果是否与我国实际的排放情况一致还需要验证,因此碳排放的直接监测就是重要的评估与验证手段之一。


发展可靠的碳排放监测技术,准确而全面获取碳排放数据,可以为碳减排措施的制定及其减排效果评估提供有力的技术支撑。



碳排放遥感监测方法

该方法对研究区的土地覆盖进行分类,反演研究区的地表温度,模拟研究区的碳排放空间分布,对模拟出的研究区碳排放的值和空间位置进行修正。在对研究区的土地覆盖进行分类的步骤中,首先采集TM6多光谱波段数据bandl、band2、band3、band4、band5、band7和DEM数据,并计算反映纹理特征的各特征因子,将计算得到的各特征因子与TM6多光谱波段数据和DEM数据作为特征层;然后利用研究区的TM假彩色合成图像和地图选择研究区样本点;最后基于样本点数据在各个特征层上的统计数据,对研究区进行土地覆盖分类。基于样本点数据在各个特征层上的统计数据,对研究区进行土地覆盖分类时,采用分类回归树CART算法进行。

在反演监测区域的地表温度的步骤中,采用单窗算法。在模拟城市的碳排放空间分布的步骤中,采用基于遥感数据的热量空间分布分析方法来模拟城市的碳排放空间分布。采用支持向量机SVM算法,建立研究区样本点的碳排放数据和城市地表温度反演结果的回归模型。

采用Libsvm软件,建立研究区样本点的碳排放数据和城市地表温度反演结果的回归模型。在对模拟出的研究区碳排放的值和空间位置进行修正的步骤中,以GIS为基础平台,采用改进的高斯模式碳排放扩散修正模型来对模拟出的研究区碳排放的值和空间位置进行修正。


基于激光诱导击穿光谱法的燃煤电厂碳排放在线监测方法

该方法通过连续在线测量燃煤含碳量、飞灰含碳量和炉渣含碳量,可计算二氧化碳实时排放,是一种适应我国燃煤电厂实际情况、可连续在线的二氧化碳排放监测方法。从电厂获取已知数据,包括燃煤质量流量、煤种、锅炉型式和燃煤收到基灰分。燃煤质量流量可以采用电容法测量。使用LIBS方法测量样品的碳谱线强度IC、硅谱线强度ISi、铝谱线强度IAl、铁谱线强度IFe。

根据样品种类(分燃煤、飞灰、炉渣三种)将四种元素谱线强度值代入对应的含碳量线性回归方程(分燃煤、飞灰和炉渣)中,计算出样品的含碳量。将燃煤含碳量、飞灰含碳量、炉渣含碳量、燃煤收到基灰分、飞灰和炉渣的分配比代入碳氧化率的计算公式中,获得燃煤的碳氧化率。基于碳平衡原理,由碳氧化率、燃煤质量流量和燃煤含碳量,计算得燃煤电厂碳排放率和碳排放总量。


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基于遥感、卫星定位导航和无人机的三维空间碳排放监测系统

基于遥感、卫星定位导航和无人机的三维空间碳排放监测系统中具有:基于卫星G-P-S#导航组件、无人机自动驾驶仪组件、碳排放检测传感器组件,集成至电动无人机平台上,与无人机地面指挥控制台组件、组成生态环境立体空间碳排放量监测装置。

卫星GPS定位与导航实现航线全自动规划,飞行航迹、高度和姿态高精度计算机自动控制。可实时传输测碳数据至地面指挥控制台上生成数据分布图,与无人机的地面碳排放采集点的监测数据进行数据集成,形成按区域、空域、时域形成立体空间碳排放量数据的分布与变化趋势图表,解决地面至3000米各高度层的碳排放监测技术难题,实现碳排放环境的立体空间监测的区域时域空域数值分布可视化。

基于遥感RS技术的三维6IS引擎的立体空间,通过系统仿真技术,将碳排量监测数据进行三维空间分布可视化,实现区域间各省市区的碳汇交易数据的海量数据立体透视。


基于物理信息融合技术的建筑预制构件运输碳排放监测电路

基于物理信息融合技术的建筑预制构件运输碳排放监测电路包括监测控制模块,在该监测控制模块的识别端经识别数据传输电路与RFID识别模块连接,监测控制模块的油量采集端经油量采集数据传输电路与油量采集模块连接,油量采集模块包括油量传感器,该油量传感器经油量信号放大电路,油量信号模数转换电路后与油量采集数据传输电路的油量数字信号输入端连接,油量采集数据传输电路数字信号输出端与所述监测控制模块的油量采集端连接。

该电路结合实时定位,实现基于运输距离,运输耗能基础上对碳排放实时监测。



基于物联网的碳排放量监测方法

基于物联网的碳排放量监测方法通过传感器采集物体的基本信息和用于确定碳排放量的原始数据,包括以下至少一种:水量、电量、燃气量、汽油量。传感器通过传感器网关将采集的物体的原始数据、基本信息发送至服务器,服务器根据接收的物体的原始数据、基本信息确定所述物体的碳排放量,服务器对确定的物体的碳排放量以及物体的基本信息进行分析处理,以监测所述物体的碳排放量。

由于通过传感器采集物体的用于确定碳排放量的原始数据、基本信息,因此,在根据采集的物体的原始数据和基本信息计算物体的碳排放量,以及对计算的碳排放量进行分析处理后,得到的分析处理结果更贴近于实际情况,从而提高了碳排放分析处理结果的准确性与可信度。


基于区块链的控碳监测

基于区块链的控碳监测设备,包括测量设备、控制器、微处理器、执行信号输出器、存储单元、通讯模块和区块链服务器。测量设备与微处理器连接,微处理器与执行信号输出器连接,存储单元与微处理器连接,控制器与执行信号输出器连接,控制器与测量设备连接。

区块链服务器通过通讯模块与微处理器连接,控制器连接外部耗能设备,用于控制耗能设备的打开和关闭。该技术采用区块链服务器,区块链作为一种去中心化的全链条可见、全节点可信的分布式账本技术,具备共识机制、智能合约、时间戳、防篡改防抵赖等特点,可以有效防止数据被篡改。

采用有线和无线的通讯方式进行传输数据,满足大多数工程的需要,在施工不便的区域,采用无线方式,不需要单独埋线,施工方便。当碳排超标时,可通过控制器对碳排设备进行限制。



非分散红外监测技术(NDIR)


非分散红外吸收法(NDIR)为核心的新型产品,主要用于污染源排放管道中烟气成分的测量,广泛应用于环境监测以及热工参数测量等部门。采用长光程吸收气室,检测精度高,可同时测多种气体,烟气预处理器独T设计,采用加热采样管线,避免产生冷凝水和灰尘混合;气体制冷器-带温度检测,双级脱水,配备蠕动排水泵,自动排放冷凝水;配合独C软件综合补偿算法,有效防止水汽干扰,保证测试数据准确性。

仪器工作运行预热时间短,以非分散红外分析技术(NDIR)为核心的新型产品,合适的量程、高精度、稳定性好。高效滤尘滤芯,防止大颗粒物进入有效保护气路气泵,完善的系统诊断和联动控制,自动保存并显示测试数据,带微型打印机,即时打印数据并可实现与PC机数据通讯。分析仪用于测量SO2、NOx、CO2等烟气成分的浓度,与使用电化学传感器测量方法的仪器相比,具有测量精度高、可靠性强、响应时间快、使用寿命长等优点。





光腔衰荡光谱技术(CRDS)


光腔衰荡光谱技术是近几年来迅速发展起来的一种高灵敏度的吸收光谱检测技术。几乎每种小的气相分子(例如,CO2,H2O,H2S,NH3)都具有独T的近红外吸收光谱。在低于大气压的压强下,它由一系列狭窄、分辨良好的尖锐波谱曲线组成,每条曲线都具有特征波长。

因为这些曲线间隔良好并且它们的波长是已知的,所以可以通过测量该波长吸收度,即特定吸收峰的高度来确定任何温室气体的浓度CRDS技术与传统吸收光谱检测方法有着本质的区别:CRDS技术测量光在衰荡腔中的衰荡时间,该时间仅与衰荡腔反射镜的反射率和衰荡腔内介质的吸收有关,而与入射光强的大小无关,因此,测量结果不受脉冲激光涨落的影响,具有灵敏度高、信噪比高、抗GANRAO 能力强等优点,被广泛应用于生物、化学、物理及地球和环境科学研究领域。




离轴积分腔输出光谱技术原理(ICOS)


积分腔输出光谱技术的核心是光学谐振腔理论,光学谐振腔作为一种光学谐振器能够允许光束在内来回振荡,通过电磁波理论首先分析了光在空腔内的传输机理得到了透射光强的表达式,其次假设腔内存在吸收介质,那么在吸收介质的作用下满足Beer-Lambert定律光束能量每次被高反射率镜片反射时都会被吸收,最终能量叠加得到ICOS的具体表达式。

另外,ICOS的另一大特点就是离轴入射,当光束偏离光轴入射并满足“再入射"条件时,那么原有共轴状态下光学谐振腔的FSR将会下将到原有的1/μ倍,从表现来看就是光学谐振腔的FSR“致密化",同时光束的能量也会被分隔到每个腔模上。而当FSR趋近于0时,则每个腔模上光束的能量都会相同,此时测量到的吸收光谱信号将不再是离散点,而是类似于直接吸收的连续吸收光谱信号。

正是因为OA-ICOS的这种技术优势,入射光在进入光学谐振腔时将不需要满足严格的模式匹配条件,所以对光学谐振腔的稳定性要求比较低,同时对于外界环境诸如振动等影响的敏感性也会降低,非常适合将此技术应用于大气CO2、CH4监测仪器或样机的集成。




连续排放监测系统(CEMS)


连续排放监测系统分别由气态污染物监测子系统、颗粒物监测子系统、烟气参数监测子系统和数据采集处理与通讯子系统组成。

气态污染物监测子系统主要用于监测气态污染物CO2、SO2、NOx等的浓度和排放总量;颗粒物监测子系统主要用来监测烟尘的浓度和排放总量;烟气参数监测子系统主要用来测量烟气流速、烟气温度、烟气压力、烟气含氧量、烟气湿度等,用于排放总量的积算和相关浓度的折算;数据采集处理与通讯子系统由数据采集器和计算机系统构成,实时采集各项参数,生成各浓度值对应的干基、湿基及折算浓度,生成日、月、年的累积排放量,完成丢失数据的补偿并将报表实时传输到相关部门。

CEMS采用高精度电化学气体传感器,通过传感器、光谱分析等技术,连续、自动地监测环境中的CO2、CH4、NH3、N2O浓度等参数得到碳排放量,精度高、响应速度快、重复性好,实现碳排放核算的实时化、自动化。

同时,利用实时监测数据,建立基于监测数据的碳排放核算方法体系,可进一步提升碳排放核算数据的准确性和实时性。



可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)


可调谐二极管激光吸收光谱技术是将调制光谱技术与长光程吸收技术相结合,所产生的一种痕量气体检测技术,具有高灵敏度、高分辨率、响应速度快、非侵入性等特点,可对痕量气体进行即时分析。

以分布反馈式(DFB)二极管激光器作为光源(中心波长1.431μm),采用波长调制-二次谐波法对二氧化碳浓度进行了高灵敏度探测, 并在此基础上实现了大气中气体的探测与浓度反演,验证了该系统在井下对二氧化碳浓度的实时监测可行性。




用户电表耦合碳排放量监测系统和方法


用户电表耦合碳排放量监测系统包括中央处理器、电量计量模块、碳排放量监测及计算模块、通讯模块,所述通讯模块、电量计量模块、碳排放量监测及计算模块分别与所述中央处理器连接。

中央处理器、电量计量模块和通讯模块设置在常规电表内,碳排放量监测及计算模块和另一通讯模块设置在碳排放监测器内,另一通讯模块和碳排放量监测及计算模块连接,并且与常规电表内的通讯模块通讯连接;另一通讯模块和网络或碳排放碳资产管理云平台通讯连接。

中央处理器、电量计量模块、碳排放量监测及计算模块和通讯模块设置在智能电表内,通讯模块通讯连接于网络或碳排放碳资产管理云平台。碳排放量监测及计算模块采用区块链技术时,碳排放量监测及计算模块利用分布式的节点进行分布式碳排放记账,每个节点的碳排放量数据不可篡改地分布式保存在网络中。碳排放量监测及计算模块采用区块链网络中的公有链、联盟链或私有链技术,并利用区块链技术与其他区块链节点进行点对点的碳资产交易。碳排放量监测及计算模块不采用区块链技术时,碳排放量监测及计算模块利用中心化的碳排放碳资产管理云平台,统一进行碳排放量计算和碳资产管理。电量计量模块和碳排放量监测及计算模块均配置有加密管理单元,所述加密管理单元用于对数据进行加密和管理用户的加密信息。

该方法实现用电量和碳排放量两种数据的直接采集,避免了人工抄表统计和计算所造成的误差和争议,会极大帮助对各省市区域电网内的电用户的碳排放量的监控,从而从硬件上帮助碳排放量和其相关碳资产的统计和计算,增加碳资产的可信度,帮助建立未来全国乃至全球的统一碳市场。




机动车尾气检测法


目前有多种对尾气进行检测的方法,主要包括底盘测功机检测法、遥感检测法、车载尾气检测法等。底盘测功机检测法是传统的尾气检测法,也是当前汽车检测中常用的方法。通过预设车辆行驶工况,结合气体分析仪和底盘测功机来对排放尾气进行检测。

由于行驶工况的复杂性,尤其是城市行驶工况复杂多变,使用该方法时检测结果会存在误差。遥感检测法是利用气体吸收光谱技术来对尾气排行中不同成分的比例进行检测,具有检测速度快、精确度高等优点。但由于采用遥感检测法只能对尾气组成成分的浓度进行检测,且测试时环境要求较高,因此使用范围受到限制。

尾气检测法是目前高校或研究院使用较为广泛的尾气检测方法。通过在安装尾气检测设备,对行驶特征参数和尾气排放情况进行检测。利用该方法进行检测时,可以实时检测行驶工况、时段的尾气排放情况数据,检测精度高,因此应用前景较为广泛。




基于AIS的区域船舶碳排放监测方法


对区域交通流量、ais配备情况和碳排放数据进行调研,确定船舶的登记信息;接收区域内船舶的ais信号以获取实船数据,建立区域船舶碳排放评估模型;根据所述实船数据、所述登记信息和所述区域船舶碳排放评估模型得到区域碳排放评估数据;其中,所述登记信息包括船舶档案信息和燃油供应单信息,所述实船数据包括船舶航速、船舶排水量、船舶航程、船舶停泊时间和船舶实测碳排放。

在本方法中,在建立单船碳排放计算模型后用实船数据进行数值模拟,与实船实测碳排放数据进行对比,优化单船碳排放计算模型,使得单船碳排放计算模型更加准确,从而使依据单船碳排放计算模型建立的区域船舶碳排放评估模型更加准确。




交通碳排放量的监测方法


获取待监测区域中道路交通上行驶车辆的车辆信息,并基于所述车辆信息和与所述车辆信息对应的第一排放系数,获得所述道路交通上的第一交通碳排放量。获取待监测区域中客运枢纽站内车辆的行驶信息,并基于所述行驶信息和与所述行驶信息对应的第二排放系数,获得所述客运枢纽站的第二交通碳排放量。基于所述第一交通碳排放量和所述第二交通碳排放量,获得所述待监测区域的交通碳排放量。


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民用机场桥载设备和APU碳排放监测系统


民用机场桥载设备和APU碳排放监测系统包括电力监测系统,嵌入式控制器,网关设备,内网安全隔离设备,设备管理和互联网接入服务器,客桥车数据采集设备,客桥车数据接收设备及廊桥监测系统。电力监测系统与桥载设备相连,客桥车数据采集设备与客桥车相连,客桥车数据接收设备与客桥车数据采集设备连接,廊桥监测系统与廊桥连接,嵌入式控制器与电力监测系统,客桥车数据接收设备和廊桥监测系统相连,同时通过网关设备与内网安全隔离设备及设备管理和互联网接入服务器相接。

该系统可实时计算和显示民用机场近机位和远机位上桥载设备和飞机APU的碳和其他污染物排放量,有助于提高机场低碳运营管理,促进机场节能减排工作开展。




成像相机和路径集成传感器检测技术


成像相机和路径集成传感器是最有商业化应用前景的甲烷检测技术。成像相机主要为光学气体成像相机,路径集成传感器主要包括激光取样器和气体过滤式关联辐射计。与之前同类仪器相比,这两类仪器质量更轻,价格更低廉, 操作更简单, 泄漏检测与修复的成本也比较低。特别是成像相机,可手持或固定安装,还可通过无人机进行大范围检测,能够即时发现泄漏或排放源。




水稻种植碳排放监测系统


水稻种植碳排放监测步骤如下:建立水稻种植碳排放计算模型;结合遥感技术从区域尺度描述水稻碳足迹时空变化;碳足迹分析与展示平台构建;建设基于B/S架构的农业碳足迹分析与展示系统。

与现有技术相比,该方法的有益效果是:可以支持研究者、管理者或使用者实现对农业生产过程中碳排放的在线获取和可视化分析并对项目中的各类测量数据、分析结果进行集中统一管理,作为共享数据、碳足迹计算,多样化展示的工作平台。



硫化过程嵌入式碳排放监控与检测系统


硫化过程嵌入式碳排放监控与检测系统包括能耗传感器,能耗采集单元,碳排放监控单元和嵌入式碳排放中央处理单元。能耗采集单元通过网络获得能耗传感器采集的能耗数据,并将能耗数据传送给碳排放监控单元和嵌入式碳排放中央处理单元进行处理。碳排放监控单元根据异常检测模型进行异常告警处理,嵌入式碳排放中央处理单元包括碳排放获得单元,碳排放优化识别单元和检测单元。碳排放获得单元包括修正单元和处理单元。

该系统在碳排放监控与检测系统架构等方面有较大突破,同时对于提高企业节能管理水平,加大节能技术改造,减轻环境污染,缓解能源瓶颈制约,实现的节约发展,清洁发展和可持续发展具有十分重要的战略意义和现实意义。




基于激光大气碳排放检测方法


该方法采用2003nm波段的激光器测量CO2,采用1654nm波段的激光器测量CH4,通过主控模块分时产生两路调制信号输出给激光器驱动模块,激光器驱动模块驱动两个激光器发出激光,两束激光采用光纤合束器进行合束,合束后的激光通过固定长度的多次反射吸收池,所述的吸收池内安装有吸气泵,使用内置吸气泵实时置换吸收池内的空气,所述的吸收池的尾部安装有探测器,激光穿出吸收池后被探测器探测,探测器将光信号转换为电信号,并将电信号发送给主控模块,主控模块实时计算出大气中CO2和CH4浓度的波动。




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