衛星遙感定量評估中國燃煤電廠污染物排放

《衛星遙感定量評估中國燃煤電廠污染物排放》是依託清華大學，由張強擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：衛星遙感定量評估中國燃煤電廠污染物排放
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：張強
• 項目類別：面上項目

項目摘要

燃煤電廠是中國大氣污染物的重要貢獻來源，也是大氣污染物排放總量控制的主要對象。準確掌握燃煤電廠的大氣污染物排放及其環境影響是解決中國大氣污染問題的重要基礎。目前中國尚未建立一個時空序列完整的燃煤電廠基礎信息資料庫供科學研究和政策分析使用；受觀測數據所限，對於自下而上排放清單中單個機組的排放量估算缺少有效的評估和改進手段；對於燃煤電廠脫硫、脫硝裝置的控制效果和運行狀況也缺少有效的評估方法。近年來衛星遙感觀測數據資料為定量分析地麵點源的大氣污染物排放提供了新的手段。本研究將利用最佳化的高解析度二氧化氮和二氧化硫OMI衛星遙感數據，結合中國燃煤電廠排放清單的開發編制和區域尺度空氣品質模擬等分析手段，全面評估中國燃煤電廠大氣污染物排放清單的精度、排放變化趨勢、煙氣脫硫、脫硝等排放控制措施的效果等，開發衛星遙感反演地麵點源排放的新方法，並系統性分析燃煤電廠排放對中國區域性複合污染的貢獻。

結題摘要

燃煤電廠是中國人為源二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）的主要排放源之一，對其排放的控制是中國完成SO2和NOx總量控制目標的關鍵。隨著“十二五”期間中國SO2和NOx減排工作進入全面攻堅階段，對污染源的排放監管和減排評估工作成為環境管理層面的迫切需求。本研究通過編制“自下而上”的燃煤電廠排放清單和衛星遙感技術定量分析了中國燃煤電廠的SO2和NOx排放量及變化趨勢，為燃煤電廠的排放監管和減排評估提供了新的技術手段。 首先，在收集整理約8000個機組信息的基礎上，通過多源數據融合方法，建立了中國燃煤電廠高時空解析度排放資料庫，計算了1990–2012年逐個機組的大氣污染物排放。與之前研究相比，本研究建立的電廠排放清單在排放量和時空分布方面均具有更高精度。其次，通過背景殘差校正、雲壓校正和AMF計算等手段改進了衛星遙感SO2和NO2柱濃度反演算法中的關鍵參數，在此基礎上建立了改進後的反演算法。與現有衛星業務算法產品相比，改進算法獲得的SO2和NO2柱濃度數據質量有明顯改善，可用於電廠排放變化的定量分析。繼而，利用背景濃度擬合和非對稱性擬合域選取等手段，建立了適用於中國複雜背景濃度條件下衛星遙感反演燃煤電廠排放的新方法。對中國大陸地區的燃煤電廠進行了SO2和NOx排放量及排放變化的擬合反演。通過分析衛星觀測廠附近SO2和NO2濃度的變化趨勢以及脫硫設備實際運行前後衛星反演排放的變化，實現了利用衛星遙感技術對燃煤電廠脫硫設備運行效果的獨立評估，為目前我國重點排放源的排放監管和評估工作提供了新的技術支撐手段。綜合衛星觀測和模型模擬結果分析了中國地區2005-2012年期間SO2和NO2濃度的變化趨勢，發現中國東部地區“十一五”前期SO2和NO2濃度的迅速增長與新建電廠排放關係密切；“十一五”後期SO2濃度下降明顯，證實了燃煤電廠脫硫對SO2總量減排的貢獻。本研究利用衛星遙感定量分析中國燃煤電廠硫、氮排放的工作可以為中國的空氣品質管理和減排決策等提供長期的科學支持。