卫星正在成为支持“双碳”的重要工具。
2020年，我国正式提出了“碳中和”、“碳达峰”的战略目标。在实现“双碳”愿景的过程中，既要减碳，构建低碳产业体系，又要植树造林，保护生态环境，将排放的碳吸收掉。
但问题是，二氧化碳看不见也摸不着，这个排放和吸收的过程该如何进行量化跟踪？
“遥感技术作为温室气体监测、碳源碳汇评估、清洁能源评估和预测、空间规划等有效手段，是空天地一体化业务体系的重要组成部分。结合卫星遥感监测，可有效提升区域和背景尺度温室气体监测能力。”银河航天解决方案产品总监赵霄洋向钛媒体解释了遥感技术在碳排放监测方面的价值。
4月16日2时16分，伴随着巨大的轰隆声，我国长征四号丙运载火箭在太原卫星发射中心升空，将大气环境监测卫星送入预定轨道。
这并不是中国的第一颗碳监测卫星，这颗新在哪里？从技术的角度来看，这是世界上首颗具备二氧化碳激光探测能力的卫星，这也就意味着它可以实现全天候的观测。
另外，这或许会是一个信号，未来会有更多的碳监测卫星发射升空，而卫星在“双碳”中的价值可能会为商业航天公司打开一个发展的新空间。
碳监测数据关乎国际主动权
2014年，国际对地观测卫星委员会(CEOS)发布了《天基碳观测战略》。同一年，美国发射了OCO-2碳监测卫星。2019年，美国又将OCO-3部署到国际空间站上，与其姊妹碳监测卫星OCO-2协同工作。
我国也早在2011年，正式立项了“全球二氧化碳监测科学实验卫星与应用示范”重大项目（中国碳卫星）。2016年12月，中国碳卫星成功发射。这也是继日本GOSAT-1、美国OCO-2后，国际上第三颗具有高精度温室气体探测能力的卫星。
再往更广的范围看，欧洲也在“哥白尼”对地观测计划的资助下，研制了一个用于二氧化碳监测的大规模Sentinel卫星群。法国国家太空研究中心(Centre National d’Etudes Spatiales)正与英国合作开展一个基于卫星的气候监测项目，项目名为Microcarb。
为什么这么多国家都对部署碳监测卫星如此积极？
这个可以从2015年说起，当时全球有近200个国家达成减碳共识，并且签署了《巴黎协定》。《协定》中明确提出，自2023年起，每五年进行一次全球盘点，评估各国减排成绩，并对行动不力的国家实施问责。
在这样的背景下，谁掌握碳排放的全球数据，自然就掌握了主动权。毕竟，二氧化碳看不见也摸不着，来去自由，到底源头在哪里，排放量多少……有了卫星监测，一目了然。
2021年，中国科研团队在2016年发射的碳卫星的观测数据基础上，发布了全球碳通量数据集。简单来说，就是把全球碳排放总数据攥在了自己手里。
就像去年9月，航天科技集团五院遥感卫星总体部卫星总设计师曹海翊在“碳达峰、碳中和”国家战略和空间遥感技术高峰论坛上所说的那样，利用天基遥感技术，宏观上，可以“一把尺子量全球”，使我国掌握气候协商主动权，建设性参与全球环境治理，也能有效助力政府掌握碳源汇动态，实现发展决策和过程管控；微观上，通过遥感卫星“巡天督察”能够发现违排、毁林等具体问题，切实服务于“碳达峰、碳中和”各项举措落地。
千亿碳市场要求碳排放监测更准、更细
2021年7月16日，全国碳市场启动仪式在北京、上海、武汉三地同时举办，备受瞩目的全国碳市场正式开始上线交易。
根据生态环境部测算，纳入首批碳市场覆盖的企业碳排放量超过40亿吨二氧化碳。这意味着中国碳市场将成为全球覆盖温室气体排放量规模最大的市场。业内预计，按照目前的碳价水平，到碳达峰的2030年，全国碳市场累计交易额有望达到1000亿元。
支撑如此大规模碳交易的基础是什么？就是碳核算。
目前，国际社会对于碳排放核查和计算的方法，依据的是政府间气候变化专门委员会开发的国家温室气体清单编制方法学，我国碳排放计算也遵循了这一国际通用的方法。
方法虽然是统一的，但是不同机构基于不同口径统计数据得到的结果会有较大的差异。而影响核算的一个重要因素就是：数据采集，也就是碳排放监测的数据。
在实现卫星监测碳排放之前，主要应用的地面监测的方式。世界气象组织协调建立了31个温室气体全球大气本底观测站，以及400多个区域本底观测站。
但是，单纯依靠地面站点观测大气中的二氧化碳含量会有区域性、局地性的缺陷，比如对于占地球表面积71%的海洋，地面站点是无法监测到的，而利用卫星技术，则可以监测到海洋上空的二氧化碳含量，与地面观测形成有效互补。
至于卫星是如何监测碳排放的，赵霄洋向钛媒体详细介绍了目前的两种形式：一种是以高光谱载荷为代表的被动遥感技术，通过不同物质的光谱特性识别各类观测对象，监测范围广、数据信息丰富。
另一种是以激光雷达为代表的主动遥感技术，通过从卫星向地面发射多个波长的脉冲激光，激光穿过大气层时碰到气溶胶颗粒物、云和大气化学成分（如空气中的二氧化碳）等发生散射或者吸收，利用这些变化特征可以非常敏锐地捕捉大气中这些成分的变化，并且可以实现全天候观测。
在卫星监测到碳排放原始数据后，航天公司时空道宇的卫星总体专家对钛媒体介绍道，地面通过反演算法对原始数据进行校正和计算，可计算出卫星在观测路径上CO2的柱浓度来计算二氧化碳在大气中的含量，进而计算碳排放和碳吸收。有了这些数据，就能绘制一张张二氧化碳分布的动态全景图。
有了这些准确的碳排放数据后，对于企业来说，无论是在国内的碳市场交易还是出海，帮助显而易见。
4月20日，证监会副主席方星海在博鳌亚洲论坛2022年年会分论坛上表示，国际可持续发展准则委员会（ISSB）计划年底出台一套ESG披露准则，这个准则很可能会被全球采用。目前已经在国际上征求意见，预计年底就要颁布。
这也就意味着，如果这套准则被采用，国内的公司到境外上市就需要披露ESG信息，这里面自然就会包括这家企业生产活动中的碳排放数据，而这些数据是否精准就会直接联动企业的经济、社会形象等切身利益。
商业航天发展的新空间
从现阶段来看，国家队仍旧是碳监测卫星的主力，但商业航天公司也没闲着。
3月1日，银河航天与生态环境部卫星环境应用中心在京签署战略合作框架协议，后续双方共同推进通遥一体生态环境即时遥感智能监测卫星星座系统和空基卫星生态环境智慧感知系统研发和建设。
另一家民营航天公司航天宏图也宣布计划发射多颗卫星星座，或许有搭载碳排放监测载荷的可能。
接二连三的官宣背后不难看出，商业航天公司正在积极寻找机会通过“双碳”开拓B端和G端市场。
在赵霄洋看来，与国家队相比，商业航天企业的侧重有所不同。
民营企业在碳排放监测卫星方面，侧重依托由单一载荷小卫星组成的商业卫星星座能力，重点提升碳排放监测领域的空间和时间分辨率，对全球重点区域目标的重访能力提升至小时级、分钟级，实现碳排放的连续变化监测，支撑区域碳排放管理和“双碳”规划。
而国家队在高分专项、民用空间基础设施等任务领域，以搭载多载荷的大卫星为主，围绕碳源和碳汇等领域涉及的多种要素进行高精度探测，可实现对CO2、颗粒物、气态污染物、云和气溶胶、森林植被等定量化遥感监测。
事实上，在国际上，政府、商业组织、非政府组织互为补充也是一种趋势。比如GHGSat公司、Bluefield Technologies公司以及美国环境保护基金会(EDF)等都在通过不同的合作形式发射温室气体监测卫星，以补充国际卫星对地观测委员会（CEOS）成员机构正在部署的全球天基温室气体监测能力。
尤其是加拿大卫星公司GHGSat，给我们提供了一个观察商业组织布局温室气体监测卫星的不错视角。
自 2020年9月以来，GHGSat 已成功将两颗卫星送入轨道。这些卫星收集的数据现在被工业类企业、政府和监管机构使用，客户可以借助GHGSat 的数据了解自己的碳足迹并采取必要措施减少碳足迹。2021年6 月，GHGSat 还推出了一个排放数据管理门户—— SPECTRA，这个工具会将 GHGSat 的高分辨率数据与客户信息结合，为客户提供排放风险的完整视图，从而为用户提供更好的ESG问责方法。
这些也为GHGSat带来了十分亮眼的的客户名单：荷兰皇家壳牌石油公司(Royal Dutch Shell PLC)、雪佛龙(Chevron Corp.)、道达尔能源（TotalEnergies）。
参考归参考，回到国内来看，卫星在“双碳”中的价值，仍需要一些时间被看到。不过我们希望就像时空道宇卫星总体专家所说的那样，未来，国家队和商业航天公司之间会形成互相补充的关系。“未来地球遥感一定是三高结合：高时间分辨率、高空间分辨率和高光谱分辨率，这个庞大的系统以前主要是国家建设，以后会有越来越多的民营公司参与建设或应用。”（本文首发钛媒体App，作者/韩敬娴，编辑张敏）
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