本文來自鈦媒體（www.tmtpost.com），作者/韓敬嫻。
衛(wèi)星正在成為支持“雙碳”的重要工具。
2020年，我國正式提出了“碳中和”、“碳達(dá)峰”的戰(zhàn)略目標(biāo)。在實(shí)現(xiàn)“雙碳”愿景的過程中，既要減碳，構(gòu)建低碳產(chǎn)業(yè)體系，又要植樹造林，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，將排放的碳吸收掉。
但問題是，二氧化碳看不見也摸不著，這個排放和吸收的過程該如何進(jìn)行量化跟蹤？
“遙感技術(shù)作為溫室氣體監(jiān)測、碳源碳匯評估、清潔能源評估和預(yù)測、空間規(guī)劃等有效手段，是空天地一體化業(yè)務(wù)體系的重要組成部分。結(jié)合衛(wèi)星遙感監(jiān)測，可有效提升區(qū)域和背景尺度溫室氣體監(jiān)測能力。”銀河航天解決方案產(chǎn)品總監(jiān)趙霄洋向鈦媒體解釋了遙感技術(shù)在碳排放監(jiān)測方面的價值。
4月16日2時16分，伴隨著巨大的轟隆聲，我國長征四號丙運(yùn)載火箭在太原衛(wèi)星發(fā)射中心升空，將大氣環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。
這并不是中國的第一顆碳監(jiān)測衛(wèi)星，這顆新在哪里？從技術(shù)的角度來看，這是世界上首顆具備二氧化碳激光探測能力的衛(wèi)星，這也就意味著它可以實(shí)現(xiàn)全天候的觀測。
另外，這或許會是一個信號，未來會有更多的碳監(jiān)測衛(wèi)星發(fā)射升空，而衛(wèi)星在“雙碳”中的價值可能會為商業(yè)航天公司打開一個發(fā)展的新空間。
碳監(jiān)測數(shù)據(jù)關(guān)乎國際主動權(quán)
2014年，國際對地觀測衛(wèi)星委員會(CEOS)發(fā)布了《天基碳觀測戰(zhàn)略》。同一年，美國發(fā)射了OCO-2碳監(jiān)測衛(wèi)星。2019年，美國又將OCO-3部署到國際空間站上，與其姊妹碳監(jiān)測衛(wèi)星OCO-2協(xié)同工作。
我國也早在2011年，正式立項(xiàng)了“全球二氧化碳監(jiān)測科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星與應(yīng)用示范”重大項(xiàng)目（中國碳衛(wèi)星）。2016年12月，中國碳衛(wèi)星成功發(fā)射。這也是繼日本GOSAT-1、美國OCO-2后，國際上第三顆具有高精度溫室氣體探測能力的衛(wèi)星。
再往更廣的范圍看，歐洲也在“哥白尼”對地觀測計(jì)劃的資助下，研制了一個用于二氧化碳監(jiān)測的大規(guī)模Sentinel衛(wèi)星群。法國國家太空研究中心(Centre National d’Etudes Spatiales)正與英國合作開展一個基于衛(wèi)星的氣候監(jiān)測項(xiàng)目，項(xiàng)目名為Microcarb。
為什么這么多國家都對部署碳監(jiān)測衛(wèi)星如此積極？
這個可以從2015年說起，當(dāng)時全球有近200個國家達(dá)成減碳共識，并且簽署了《巴黎協(xié)定》?！秴f(xié)定》中明確提出，自2023年起，每五年進(jìn)行一次全球盤點(diǎn)，評估各國減排成績，并對行動不力的國家實(shí)施問責(zé)。
在這樣的背景下，誰掌握碳排放的全球數(shù)據(jù)，自然就掌握了主動權(quán)。畢竟，二氧化碳看不見也摸不著，來去自由，到底源頭在哪里，排放量多少……有了衛(wèi)星監(jiān)測，一目了然。
2021年，中國科研團(tuán)隊(duì)在2016年發(fā)射的碳衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，發(fā)布了全球碳通量數(shù)據(jù)集。簡單來說，就是把全球碳排放總數(shù)據(jù)攥在了自己手里。
就像去年9月，航天科技集團(tuán)五院遙感衛(wèi)星總體部衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師曹海翊在“碳達(dá)峰、碳中和”國家戰(zhàn)略和空間遙感技術(shù)高峰論壇上所說的那樣，利用天基遙感技術(shù)，宏觀上，可以“一把尺子量全球”，使我國掌握氣候協(xié)商主動權(quán)，建設(shè)性參與全球環(huán)境治理，也能有效助力政府掌握碳源匯動態(tài)，實(shí)現(xiàn)發(fā)展決策和過程管控；微觀上，通過遙感衛(wèi)星“巡天督察”能夠發(fā)現(xiàn)違排、毀林等具體問題，切實(shí)服務(wù)于“碳達(dá)峰、碳中和”各項(xiàng)舉措落地。
千億碳市場要求碳排放監(jiān)測更準(zhǔn)、更細(xì)
2021年7月16日，全國碳市場啟動儀式在北京、上海、武漢三地同時舉辦，備受矚目的全國碳市場正式開始上線交易。
根據(jù)生態(tài)環(huán)境部測算，納入首批碳市場覆蓋的企業(yè)碳排放量超過40億噸二氧化碳。這意味著中國碳市場將成為全球覆蓋溫室氣體排放量規(guī)模最大的市場。業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，按照目前的碳價水平，到碳達(dá)峰的2030年，全國碳市場累計(jì)交易額有望達(dá)到1000億元。
支撐如此大規(guī)模碳交易的基礎(chǔ)是什么？就是碳核算。
目前，國際社會對于碳排放核查和計(jì)算的方法，依據(jù)的是政府間氣候變化專門委員會開發(fā)的國家溫室氣體清單編制方法學(xué)，我國碳排放計(jì)算也遵循了這一國際通用的方法。
方法雖然是統(tǒng)一的，但是不同機(jī)構(gòu)基于不同口徑統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得到的結(jié)果會有較大的差異。而影響核算的一個重要因素就是：數(shù)據(jù)采集，也就是碳排放監(jiān)測的數(shù)據(jù)。
在實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星監(jiān)測碳排放之前，主要應(yīng)用的地面監(jiān)測的方式。世界氣象組織協(xié)調(diào)建立了31個溫室氣體全球大氣本底觀測站，以及400多個區(qū)域本底觀測站。
但是，單純依靠地面站點(diǎn)觀測大氣中的二氧化碳含量會有區(qū)域性、局地性的缺陷，比如對于占地球表面積71%的海洋，地面站點(diǎn)是無法監(jiān)測到的，而利用衛(wèi)星技術(shù)，則可以監(jiān)測到海洋上空的二氧化碳含量，與地面觀測形成有效互補(bǔ)。
至于衛(wèi)星是如何監(jiān)測碳排放的，趙霄洋向鈦媒體詳細(xì)介紹了目前的兩種形式：一種是以高光譜載荷為代表的被動遙感技術(shù)，通過不同物質(zhì)的光譜特性識別各類觀測對象，監(jiān)測范圍廣、數(shù)據(jù)信息豐富。
另一種是以激光雷達(dá)為代表的主動遙感技術(shù)，通過從衛(wèi)星向地面發(fā)射多個波長的脈沖激光，激光穿過大氣層時碰到氣溶膠顆粒物、云和大氣化學(xué)成分（如空氣中的二氧化碳）等發(fā)生散射或者吸收，利用這些變化特征可以非常敏銳地捕捉大氣中這些成分的變化，并且可以實(shí)現(xiàn)全天候觀測。
在衛(wèi)星監(jiān)測到碳排放原始數(shù)據(jù)后，航天公司時空道宇的衛(wèi)星總體專家對鈦媒體介紹道，地面通過反演算法對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行校正和計(jì)算，可計(jì)算出衛(wèi)星在觀測路徑上CO2的柱濃度來計(jì)算二氧化碳在大氣中的含量，進(jìn)而計(jì)算碳排放和碳吸收。有了這些數(shù)據(jù)，就能繪制一張張二氧化碳分布的動態(tài)全景圖。
有了這些準(zhǔn)確的碳排放數(shù)據(jù)后，對于企業(yè)來說，無論是在國內(nèi)的碳市場交易還是出海，幫助顯而易見。
4月20日，證監(jiān)會副主席方星海在博鰲亞洲論壇2022年年會分論壇上表示，國際可持續(xù)發(fā)展準(zhǔn)則委員會（ISSB）計(jì)劃年底出臺一套ESG披露準(zhǔn)則，這個準(zhǔn)則很可能會被全球采用。目前已經(jīng)在國際上征求意見，預(yù)計(jì)年底就要頒布。
這也就意味著，如果這套準(zhǔn)則被采用，國內(nèi)的公司到境外上市就需要披露ESG信息，這里面自然就會包括這家企業(yè)生產(chǎn)活動中的碳排放數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)是否精準(zhǔn)就會直接聯(lián)動企業(yè)的經(jīng)濟(jì)、社會形象等切身利益。
商業(yè)航天發(fā)展的新空間
從現(xiàn)階段來看，國家隊(duì)仍舊是碳監(jiān)測衛(wèi)星的主力，但商業(yè)航天公司也沒閑著。
3月1日，銀河航天與生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心在京簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，后續(xù)雙方共同推進(jìn)通遙一體生態(tài)環(huán)境即時遙感智能監(jiān)測衛(wèi)星星座系統(tǒng)和空基衛(wèi)星生態(tài)環(huán)境智慧感知系統(tǒng)研發(fā)和建設(shè)。
另一家民營航天公司航天宏圖也宣布計(jì)劃發(fā)射多顆衛(wèi)星星座，或許有搭載碳排放監(jiān)測載荷的可能。
接二連三的官宣背后不難看出，商業(yè)航天公司正在積極尋找機(jī)會通過“雙碳”開拓B端和G端市場。
在趙霄洋看來，與國家隊(duì)相比，商業(yè)航天企業(yè)的側(cè)重有所不同。
民營企業(yè)在碳排放監(jiān)測衛(wèi)星方面，側(cè)重依托由單一載荷小衛(wèi)星組成的商業(yè)衛(wèi)星星座能力，重點(diǎn)提升碳排放監(jiān)測領(lǐng)域的空間和時間分辨率，對全球重點(diǎn)區(qū)域目標(biāo)的重訪能力提升至小時級、分鐘級，實(shí)現(xiàn)碳排放的連續(xù)變化監(jiān)測，支撐區(qū)域碳排放管理和“雙碳”規(guī)劃。
而國家隊(duì)在高分專項(xiàng)、民用空間基礎(chǔ)設(shè)施等任務(wù)領(lǐng)域，以搭載多載荷的大衛(wèi)星為主，圍繞碳源和碳匯等領(lǐng)域涉及的多種要素進(jìn)行高精度探測，可實(shí)現(xiàn)對CO2、顆粒物、氣態(tài)污染物、云和氣溶膠、森林植被等定量化遙感監(jiān)測。
事實(shí)上，在國際上，政府、商業(yè)組織、非政府組織互為補(bǔ)充也是一種趨勢。比如GHGSat公司、Bluefield Technologies公司以及美國環(huán)境保護(hù)基金會(EDF)等都在通過不同的合作形式發(fā)射溫室氣體監(jiān)測衛(wèi)星，以補(bǔ)充國際衛(wèi)星對地觀測委員會（CEOS）成員機(jī)構(gòu)正在部署的全球天基溫室氣體監(jiān)測能力。
尤其是加拿大衛(wèi)星公司GHGSat，給我們提供了一個觀察商業(yè)組織布局溫室氣體監(jiān)測衛(wèi)星的不錯視角。
自2020年9月以來，GHGSat已成功將兩顆衛(wèi)星送入軌道。這些衛(wèi)星收集的數(shù)據(jù)現(xiàn)在被工業(yè)類企業(yè)、政府和監(jiān)管機(jī)構(gòu)使用，客戶可以借助GHGSat的數(shù)據(jù)了解自己的碳足跡并采取必要措施減少碳足跡。2021年6月，GHGSat還推出了一個排放數(shù)據(jù)管理門戶——SPECTRA，這個工具會將GHGSat的高分辨率數(shù)據(jù)與客戶信息結(jié)合，為客戶提供排放風(fēng)險的完整視圖，從而為用戶提供更好的ESG問責(zé)方法。
這些也為GHGSat帶來了十分亮眼的的客戶名單：荷蘭皇家殼牌石油公司(Royal Dutch Shell PLC)、雪佛龍(Chevron Corp.)、道達(dá)爾能源（TotalEnergies）。
參考?xì)w參考，回到國內(nèi)來看，衛(wèi)星在“雙碳”中的價值，仍需要一些時間被看到。不過我們希望就像時空道宇衛(wèi)星總體專家所說的那樣，未來，國家隊(duì)和商業(yè)航天公司之間會形成互相補(bǔ)充的關(guān)系。“未來地球遙感一定是三高結(jié)合：高時間分辨率、高空間分辨率和高光譜分辨率，這個龐大的系統(tǒng)以前主要是國家建設(shè)，以后會有越來越多的民營公司參與建設(shè)或應(yīng)用。”
