短時間內(nèi)，在碳衛(wèi)星領(lǐng)域，國家隊充當(dāng)主力已經(jīng)足夠。但商業(yè)化的衛(wèi)星公司補充必不可少。

“雙碳”目標(biāo)確認(rèn)后，各行各業(yè)都有了旺盛的減碳需求，解決這個需求的第一步，自然是要知道“碳在哪”，即：碳數(shù)據(jù)的監(jiān)測與收集。計算一家企業(yè)的碳排放尚且能夠操作，可如果計算一個工業(yè)園區(qū)、一座城市、甚至一個國家的碳排放情況，難度就會更大。行業(yè)試圖用衛(wèi)星解決這個問題。8月4日，長征四號乙運載火箭將碳監(jiān)測衛(wèi)星“句芒號”送入太空。這顆遙感衛(wèi)星可以觀測森林植被高度、面積、植物散發(fā)的葉綠素?zé)晒獾取Ｍㄟ^這些要素，可以計算森林碳匯，即“森林植被吸收并存儲的二氧化碳量”。過去林業(yè)局要摸底森林碳匯，只能用極其“原始”的監(jiān)測手段：森林調(diào)查員深入山林，依次測量每棵樹的高度和樹木胸徑，再算出碳匯。這種測量數(shù)據(jù)更新不會很及時，通常一個季度更新一次。碳中和成為全球熱點后，碳交易隨之升溫，對數(shù)據(jù)頻次和數(shù)量的要求水漲船高。而人類生活碳排放瞬息萬變，比如用一次谷歌搜索都會產(chǎn)生0.2g碳排放。三四個月更新一次的數(shù)據(jù)不可能滿足快速變化的交易市場。衛(wèi)星觀測也成為目前較為成熟的解決手段。目前國內(nèi)很多數(shù)據(jù)公司追蹤碳匯，使用的衛(wèi)星數(shù)據(jù)都來自海外。“句芒號”是國內(nèi)少數(shù)定位為“碳檢測”的衛(wèi)星，可以給出更有針對性的信息，也是國內(nèi)碳匯監(jiān)測進入遙感時代的重要一步。

句芒號怎么監(jiān)測碳匯？

碳監(jiān)測衛(wèi)星其實不是什么新鮮事物，句芒號使用的探測技術(shù)也早已成熟。過去幾年，僅中國就發(fā)射了不止一顆碳監(jiān)測衛(wèi)星。中國2016年發(fā)射了首顆監(jiān)測二氧化碳的碳衛(wèi)星，今年4月，長征四號丙又發(fā)射了一顆大氣環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星，以激光監(jiān)測二氧化碳濃度變化。此前，太空已經(jīng)有不少溫室氣體觀測衛(wèi)星。2009年，日本就發(fā)射了首顆溫室氣體濃度監(jiān)測衛(wèi)星GOSAT，2014年，NASA發(fā)射了“軌道碳觀測2號”（OCO-2），用以觀察厄爾尼諾等現(xiàn)象如何影響二氧化碳濃度。而“句芒號”的監(jiān)測更細(xì)分，設(shè)計偏向測量森林碳匯。它使用了激光+光學(xué)相機，一方面發(fā)射激光，通過地面物體反射，計算森林高度，一方面能檢測不可見光如紅外線、紫外線的多光譜相機從五個角度觀測，繪制出立體的植被分布，可以看到森林生長情況。除此之外，“句芒號”還帶有可以測量森林光合作用和PM2.5值的探測儀、成像儀。這些設(shè)計都注重觀測森林場景，通過樹高、樹的直徑，研究人員能算出每棵樹存了多少碳，繼而知曉整片森林的碳匯。但碳匯還會受其他自然條件影響，比如疾病、蟲害，這些很難通過激光反射。加入的光譜相機能偵測到不可見光，健康森林對不可見光的反射率更高，所以通過這種相機能檢測出森林是否生長茂盛、有無病蟲害。而且，光譜相機還能描繪出地形。通常陡坡因為人為干預(yù)少，植被能存下更多碳，碳匯自然也更高。拍出坡度情況，自然也能更準(zhǔn)確地算出碳匯。不過，衛(wèi)星雖然已經(jīng)上天，但目前還有幾個關(guān)鍵指標(biāo)暫未公開，包括幅寬、重訪周期等，這些也是商業(yè)化數(shù)據(jù)公司最關(guān)注的指標(biāo)，直接決定了這顆衛(wèi)星只是科研用途還是可以商業(yè)化使用。（注：“幅寬”指的的是衛(wèi)星一次性可檢測的地面寬度，“重訪周期”指衛(wèi)星第一次和第二次經(jīng)過地球同一點的時間間隔，這些對應(yīng)衛(wèi)星能給到的數(shù)據(jù)更新頻率和信息量。）碳數(shù)據(jù)方案提供商行星數(shù)據(jù)CEO白純鈺告訴36碳，為了碳交易而購買碳數(shù)據(jù)的客戶，很在意是否可以按照需求監(jiān)測和分析交易的碳資產(chǎn)，比如最近三個月全中國森林碳匯的整體變化情況。這就需要衛(wèi)星配套的數(shù)據(jù)反演軟件快速處理各種需求，但目前國內(nèi)這類商業(yè)化公司很少，即使這樣的數(shù)據(jù)完全公開，也很難快速應(yīng)用。而國內(nèi)碳交易參考的商業(yè)化遙感數(shù)據(jù)，多數(shù)依賴海外。即便句芒號數(shù)據(jù)公開，以目前全球發(fā)射的碳監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)量，也很難滿足更新需求。“數(shù)據(jù)不夠”是遙感碳數(shù)據(jù)分析公司會遇到的一大困擾。

無法解決的數(shù)據(jù)焦慮

過去采集碳數(shù)據(jù)主要靠地面監(jiān)測，如世界氣象組織協(xié)調(diào)建立的31個溫室氣體全球大氣本底觀測站。但這些站點只能監(jiān)測陸地氣候情況，沒辦法監(jiān)測海洋。衛(wèi)星遙感監(jiān)測可以彌補缺憾。歐洲、日本、美國、加拿大相繼發(fā)射了觀測二氧化碳濃度的衛(wèi)星，對國家層面研究減碳意義不小，比如美國研究機構(gòu)已經(jīng)可以測量出特定燃煤電廠運行排放。中國科學(xué)院大氣物理研究所也通過“中國碳衛(wèi)星”數(shù)據(jù)，做出了全球碳通量數(shù)據(jù)集。然而，目前中國可用于商業(yè)化的遙感衛(wèi)星數(shù)量占比不高。相對于NASA、歐空局甚至日本宇航局，中國遙感衛(wèi)星的公開數(shù)據(jù)，不論從數(shù)量、質(zhì)量，還是獲取容易程度上，差距不小。 “即使有再先進的衛(wèi)星，想針對全球的碳匯做精確測量，只靠一顆在軌服務(wù)，也沒辦法整體性的解決問題。我們很希望可以讓專業(yè)的人做專業(yè)的事，比如商業(yè)航天的工作可以交給商業(yè)化的公司來做。”白純鈺表示。實際上，海外已經(jīng)有過商業(yè)航天公司參與碳監(jiān)測的成功案例。如加拿大衛(wèi)星公司GHGSat發(fā)射了3顆溫室氣體監(jiān)測衛(wèi)星，它們還有自己的數(shù)據(jù)管理平臺SPECTRA。GHGSat客戶包括殼牌石油、雪佛龍和道達爾能源，投資人不乏沙特阿美和埃克森美孚等石油巨頭。事實上，就國家隊而言，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。根據(jù)白純鈺的說法，這些處理應(yīng)該在衛(wèi)星上天之前就統(tǒng)一設(shè)計好，并與潛在客戶對接完畢，而非衛(wèi)星信息拿到后再事后分析。但國家隊衛(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。當(dāng)然，眼下依靠海外的底層光譜信息，只要有分析能力，也有公司能做出碳排放和碳匯數(shù)據(jù)。但碳交易發(fā)展是一個動態(tài)的過程，目前全球碳交易市場增長迅猛，2021年全球碳市場成交總額比2020年增長1.6倍，達到7600億歐元。各個國家參與到碳中和計劃中后，碳交易的頻率和金額還會增長。伴隨金融市場成熟，對碳排放、碳匯數(shù)據(jù)的需求只會更饑渴。市場總是要在各個參與方無數(shù)次合作后，才會充滿活力。也因為有商業(yè)化公司的參與，行業(yè)才能迅速成長。尤其是碳中和這一涉及全球金錢和資源流動的領(lǐng)域，不可能靠幾家巨無霸公司或機構(gòu)提供所有需求。短時間內(nèi)，在碳衛(wèi)星領(lǐng)域，國家隊充當(dāng)主力已經(jīng)足夠。但商業(yè)化的衛(wèi)星公司補充必不可少。當(dāng)各個國家、各個公司都到了必須掌握碳數(shù)據(jù)的時代，數(shù)量龐大的商業(yè)衛(wèi)星公司和數(shù)據(jù)公司才能最終滿足需求。

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