技术人员在固定温室气体排放点位踏勘(资料照片)。 受访单位供图

本报记者 李欣泽

在铜川市耀州区高家村的田野上,一座60余米高的通信铁塔巍然耸立。这座看似寻常的铁塔,搭载着高家村温室气体地面自动监测站,可以实时精准捕捉二氧化碳、甲烷等温室气体的浓度变化,为城市降碳减排提供科学依据。

铜川市环境监测站副站长刘科介绍,想要高效控碳减碳,必先摸清“碳”家底。这座监测站正是铜川市为国家“双碳”战略织密减碳网络的一个关键节点。

4月3日,走进铁塔下的监测站房,一个白色的塑料过滤头壳体引起了记者的注意。“这是采样过滤头。”刘科拿起它说,“空气从下方进入,经过U形管路从上方出来再进入仪器。它的作用是去除大颗粒物和部分水分。”

经过三级精密过滤,纯净的空气样本进入核心分析仪器,同步进行一氧化碳、二氧化碳和甲烷浓度分析。仪器屏幕上,3组碳浓度数据每15秒跳动一次,实时传输至国家环境监测总站;每12小时,仪器则自动校准,确保数据准确。

“我们的监测精度可以达到ppb(十亿分之一)量级。”刘科说,“这相当于能捕捉到故宫里一粒沙子落地引发的空气扰动。”

铜川共有4个这样的温室气体地面自动监测站。它们如同“末梢神经”,敏锐监测着碳浓度的细微变化。监测数据汇集后构成的“碳地图”,为城市“绿色导航”:

在日常监管中,它实现了精准溯源。环保部门依据不同站点的数据变化,能快速锁定并排查违规燃煤、秸秆焚烧等“热点”区域。

在宏观决策上,它支撑着科学施策。监测数据经过碳同化反演模型,得到该地区碳排放通量与二氧化碳浓度的空间分布结果,清晰地标示出全市五大排放源类的分布与高值区域,使减排措施的部署更加有的放矢。

在长远规划中,它揭示着发展趋势。逐年收集的数据不仅显示交通领域排放强度的攀升,还揭示了农业与废弃物处理领域的低排放现状,为优化资源配置提供了重要参考。

支撑起温室气体地面自动监测站系统运转的是铜川之光光电科技有限公司的硬核科技。这家由西安邮电大学、西安电子科技大学、西安交通大学多位博士共同发起成立的混合所有制高新技术企业,2022年2月成立以来,便成为破解我国温室气体监测设备依赖进口这一“卡脖子”问题的一支先锋队。

“我们响应陕西省高校成果转化‘三项改革’政策,目标是推动先进科技成果就地转化。”公司创始人梁磊教授说。公司与多所高校合作共建创新感知中心,专注于激光光谱监测分析仪器的研发与制造。其产品实现了ppb级的高灵敏度监测,性能达到国际先进水平。

2023年,温室气体地面自动监测站获国家生态环境监测总站认可,相关技术及元器件已实现国产化替代。不止于此,团队还参与制定了陕西省《温室气体高精度自动监测技术规范》和《温室气体碳十四手工监测技术规范》。

“我们提供的是一整套解决方案。”梁磊表示,从站点选址、设备安装到数据联网、平台展示,再到碳同位素采样、无人机监测、高分辨率排放清单编制,公司构建了覆盖“监、管、评”的全链条服务体系,成为我国“天空地”一体化温室气体监测网络的重要组成部分。

为确保“碳地图”的权威性,铜川市建立了严格的质量控制体系。4座地面站在线监测与季度性走航、无人机监测协同,数据捕获率高达98.2%,质控合格率96.5%。

近年来,铜川碳监测项目组累计获得国家发明专利等近30项知识产权,发表高水平论文13篇,出版专著1本,项目成果应用于多行业碳排放监测核算。“铜川持续完善碳监测技术体系,拓展应用场景和领域,为全国碳达峰碳中和目标实现提供更精准的‘标尺’、更智慧的‘大脑’。”铜川市生态环境局相关负责人表示。