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碳衛(wèi)星商業(yè)化為什么這么難？

時(shí)間：2023-06-09 來源：瀏覽：

碳衛(wèi)星商業(yè)化為什么這么難？

原創(chuàng) 環(huán)球零碳研究中心環(huán)球零碳

環(huán)球零碳

微信號 carbon-done

功能介紹聚焦全球碳達(dá)峰、碳中和背景下的能源轉(zhuǎn)型、科技創(chuàng)新、政策解讀、工業(yè)體系升級、資本財(cái)富流動(dòng)、企業(yè)社會(huì)責(zé)任、零碳與可持續(xù)的文明等話題，致力于成為零碳領(lǐng)域決策者、創(chuàng)新者、商界領(lǐng)袖、研究者、投資者的信息匯聚策源地和思想觀點(diǎn)交流碰撞平臺(tái)

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環(huán)球零碳

碳中和領(lǐng)域的《新青年》

撰文 | Sueyl

編輯 | 郭郭

→ 這是《環(huán)球零碳》的第665篇原創(chuàng)

要實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，掌握碳排放數(shù)據(jù)是前提。但是二氧化碳、甲烷等溫室氣體，看不見摸不著，到底源頭在哪里，排放量是多少，是一個(gè)技術(shù)含量很高的事情。

計(jì)算一家企業(yè)的碳排放相對比較容易，但如果計(jì)算一個(gè)工業(yè)園區(qū)、一座城市、一片區(qū)域，甚至一個(gè)國家的碳排放情況，難度就更大。

這個(gè)時(shí)候，碳衛(wèi)星就成為解決這個(gè)問題的利器。

碳衛(wèi)星是指用于監(jiān)測地球大氣中二氧化碳（CO2）濃度和其他相關(guān)參數(shù)的人造衛(wèi)星。這些衛(wèi)星通過搭載特定的傳感器和儀器，可以實(shí)時(shí)觀測和記錄地球上的大氣層中的二氧化碳水平。

2022年，中國科學(xué)院大氣物理研究所聯(lián)合芬蘭氣象研究所團(tuán)隊(duì)首次利用中國碳衛(wèi)星（TanSat）觀測定量識別和計(jì)算城市碳排放，證實(shí)了我國碳衛(wèi)星具有城市級別碳排放監(jiān)測的能力。

這顆碳衛(wèi)星搭載了主載荷“高光譜分辨率大氣二氧化碳探測儀”和輔助載荷“云和氣溶膠偏振成像儀”。其中，主載荷高光譜分辨率大氣二氧化碳探測儀，利用對地球反射的近紅外/短波紅外太陽輻射對大氣中二氧化碳的含量進(jìn)行探測。

來源：中科院大氣物理研究所

目前，一些國家和國際組織已經(jīng)發(fā)射了碳衛(wèi)星，例如美國的OCO-2和OCO-3衛(wèi)星、日本的GOSAT衛(wèi)星等。這些衛(wèi)星的數(shù)據(jù)為全球氣候研究和環(huán)境保護(hù)提供了重要支持。

哪些應(yīng)用場景？

基于衛(wèi)星觀測的方式可以提供多種重要的信息，用于研究和監(jiān)測碳通量、碳匯變化以及其他與碳循環(huán) 相關(guān)的活動(dòng)。

很長一段時(shí)間以來，人們主要通過地面站點(diǎn)監(jiān)測二氧化碳排放，雖然絕對精度較高，但因地面監(jiān)測站數(shù)量有限，很難覆蓋全球，無法得出全球范圍二氧化碳及碳源、碳匯的空間分布情況。

基于衛(wèi)星觀測的方式，可準(zhǔn)確觀測碳通量，實(shí)時(shí)監(jiān)測碳匯變化，彌補(bǔ)植被模型方法的不足。通過觀測植被的生長和光合作用活動(dòng)，可以評估不同地區(qū)的碳匯能力和變化趨勢。這對于研究氣候變化和評估碳儲(chǔ)存策略的有效性非常重要。

芬蘭VTT技術(shù)研究中心牽頭的歐盟（EU）北部國家項(xiàng)目開發(fā)了一種基于衛(wèi)星圖像進(jìn)行森林碳平衡評估的新方法。碳平衡展示每年森林碳封存或碳釋放量。這使得碳平衡將可以通過數(shù)字地圖呈現(xiàn)，精度高達(dá)10米。

來源：[3]

不僅如此，碳衛(wèi)星覆蓋范圍廣，能夠提供地面觀測站點(diǎn)稀疏或缺乏的區(qū)域的額外觀測信息。這有助于填補(bǔ)數(shù)據(jù)空白區(qū)域，提供更全面和全球范圍的碳循環(huán)數(shù)據(jù)，使研究人員能夠獲得更全面的了解和評估。

當(dāng)前溫室氣體減排的成效評估多依賴于清單方法，而利用碳監(jiān)測衛(wèi)星進(jìn)行全球人為排放的監(jiān)測更具優(yōu)越性。

碳衛(wèi)星可以用于監(jiān)測森林覆蓋變化、森林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)以及土地利用變化。 通過測量植被的生長和光合作用活動(dòng)，可以評估森林的碳儲(chǔ)量和碳吸收能力，從而進(jìn)行森林管理和保護(hù)。

不止監(jiān)測二氧化碳，不同的光譜特征可推斷不同的溫室或有害氣體濃度，碳衛(wèi)星也能夠監(jiān)測到，如甲烷。甲烷排放對全球變暖的貢獻(xiàn)率可達(dá)四分之一，因此，如何監(jiān)測和測量甲烷的排放是進(jìn)行甲烷減排以及應(yīng)對氣候變化的重要內(nèi)容。

來源：[6]

美國宇航局高光譜衛(wèi)星AVIRIS-NG在2020年夏季檢測到的甲烷氣流表明加利福尼亞油田的天然氣管道泄漏，管理部門隨后確認(rèn)并修復(fù)了泄漏

對油氣田、煤礦、天然氣供應(yīng)鏈的場站管線施行監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏，避免重大安全事故。

為何商業(yè)化困難？

盡管碳衛(wèi)星能夠提供諸多用途，目前中國可用于商業(yè)化的遙感衛(wèi)星數(shù)量占比不高。

衛(wèi)星在軌運(yùn)行只是第一步，如何利用衛(wèi)星遙感進(jìn)行準(zhǔn)確有效的監(jiān)測、獲取高質(zhì)量數(shù)據(jù)、對數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)解析以及數(shù)據(jù)產(chǎn)品的應(yīng)用等環(huán)節(jié)才是重頭戲。

事實(shí)上，就國家隊(duì)而言，中國衛(wèi)星的硬件、航天技術(shù)已經(jīng)足以比肩世界一流水平。然而，衛(wèi)星采集到的信息回傳后，如何快速處理信息，拿出普通商業(yè)客戶需要的碳匯數(shù)據(jù)，才是更加重要的問題。

開發(fā)、制造和發(fā)射碳衛(wèi)星需要大量的資金投入。 衛(wèi)星的設(shè)計(jì)、傳感器的研發(fā)、衛(wèi)星組裝和測試、發(fā)射等環(huán)節(jié)都需要大量的資金支持。此外，碳衛(wèi)星的運(yùn)行和數(shù)據(jù)處理也需要持續(xù)的投入。

一般的碳衛(wèi)星監(jiān)測服務(wù)是根據(jù)觀測時(shí)間付費(fèi)的，觀測時(shí)間越長，越準(zhǔn)確，當(dāng)然價(jià)格就越貴。會(huì)有實(shí)時(shí)觀測，回看一天，回看一個(gè)月，或者一年幾種選項(xiàng)。

客戶是否愿意為這些高昂的成本買單，對于商業(yè)企業(yè)來說是一個(gè)重要的考慮因素。

相關(guān)專家表示，國家隊(duì)衛(wèi)星的數(shù)據(jù)用戶往往是國家級的科研單位，他們的需求主要瞄準(zhǔn)更宏觀的全球變化研究或國家層面需求，和市場上的商業(yè)化應(yīng)用很多時(shí)候并不完全匹配，這也導(dǎo)致沒有發(fā)射能力的衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用公司即使拿到這類數(shù)據(jù)之后，可以施展的空間也非常有限。

注：首圖來源于ESA

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