碳卫星商业化为什么这么难？
碳卫星商业化为什么这么难？
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环球零碳
碳中和领域的《新青年》
撰文 | Sueyl
编辑 | 郭郭
→ 这是《环球零碳》的第665篇原创
要实现碳达峰、碳中和目标，掌握碳排放数据是前提。但是二氧化碳、甲烷等温室气体，看不见摸不着，到底源头在哪里，排放量是多少，是一个技术含量很高的事情。
计算一家企业的碳排放相对比较容易，但如果计算一个工业园区、一座城市、一片区域，甚至一个国家的碳排放情况，难度就更大。
这个时候，碳卫星就成为解决这个问题的利器。
碳卫星是指用于监测地球大气中二氧化碳（CO2）浓度和其他相关参数的人造卫星。这些卫星通过搭载特定的传感器和仪器，可以实时观测和记录地球上的大气层中的二氧化碳水平。
2022年，中国科学院大气物理研究所联合芬兰气象研究所团队首次利用中国碳卫星（TanSat）观测定量识别和计算城市碳排放，证实了我国碳卫星具有城市级别碳排放监测的能力。
这颗碳卫星搭载了主载荷“高光谱分辨率大气二氧化碳探测仪”和辅助载荷“云和气溶胶偏振成像仪”。其中，主载荷高光谱分辨率大气二氧化碳探测仪，利用对地球反射的近红外/短波红外太阳辐射对大气中二氧化碳的含量进行探测。
来源：中科院大气物理研究所
目前，一些国家和国际组织已经发射了碳卫星，例如美国的OCO-2和OCO-3卫星、日本的GOSAT卫星等。这些卫星的数据为全球气候研究和环境保护提供了重要支持。
01
哪些应用场景？
基于卫星观测的方式可以提供多种重要的信息，用于研究和监测碳通量、碳汇变化以及其他与碳循环 相关的活动。
很长一段时间以来，人们主要通过地面站点监测二氧化碳排放，虽然绝对精度较高，但因地面监测站数量有限，很难覆盖全球，无法得出全球范围二氧化碳及碳源、碳汇的空间分布情况。
基于卫星观测的方式，可准确观测碳通量，实时监测碳汇变化，弥补植被模型方法的不足。通过观测植被的生长和光合作用活动，可以评估不同地区的碳汇能力和变化趋势。这对于研究气候变化和评估碳储存策略的有效性非常重要。
芬兰VTT技术研究中心牵头的欧盟（EU）北部国家项目开发了一种基于卫星图像进行森林碳平衡评估的新方法。碳平衡展示每年森林碳封存或碳释放量。这使得碳平衡将可以通过数字地图呈现，精度高达10米。
来源：[3]
不仅如此，碳卫星覆盖范围广，能够提供地面观测站点稀疏或缺乏的区域的额外观测信息。这有助于填补数据空白区域，提供更全面和全球范围的碳循环数据，使研究人员能够获得更全面的了解和评估。
当前温室气体减排的成效评估多依赖于清单方法，而利用碳监测卫星进行全球人为排放的监测更具优越性。
碳卫星可以用于监测森林覆盖变化、森林生态系统的碳循环以及土地利用变化。 通过测量植被的生长和光合作用活动，可以评估森林的碳储量和碳吸收能力，从而进行森林管理和保护。
不止监测二氧化碳，不同的光谱特征可推断不同的温室或有害气体浓度，碳卫星也能够监测到，如甲烷。甲烷排放对全球变暖的贡献率可达四分之一，因此，如何监测和测量甲烷的排放是进行甲烷减排以及应对气候变化的重要内容。
来源：[6]
美国宇航局高光谱卫星AVIRIS-NG在2020年夏季检测到的甲烷气流表明加利福尼亚油田的天然气管道泄漏，管理部门随后确认并修复了泄漏
对油气田、煤矿、天然气供应链的场站管线施行监测，及时发现泄漏，避免重大安全事故。
02
为何商业化困难？
尽管碳卫星能够提供诸多用途，目前中国可用于商业化的遥感卫星数量占比不高。
卫星在轨运行只是第一步， 如何利用卫星遥感进行准确有效的监测、获取高质量数据、对数据进行科学解析以及数据产品的应用等环节才是重头戏。
事实上，就国家队而言，中国卫星的硬件、航天技术已经足以比肩世界一流水平。然而，卫星采集到的信息回传后，如何快速处理信息，拿出普通商业客户需要的碳汇数据，才是更加重要的问题。
开发、制造和发射碳卫星需要大量的资金投入。 卫星的设计、传感器的研发、卫星组装和测试、发射等环节都需要大量的资金支持。此外，碳卫星的运行和数据处理也需要持续的投入。
一般的碳卫星监测服务是根据观测时间付费的，观测时间越长，越准确，当然价格就越贵。会有实时观测，回看一天，回看一个月，或者一年几种选项。
客户是否愿意为这些高昂的成本买单，对于商业企业来说是一个重要的考虑因素。
相关专家表示，国家队卫星的数据用户往往是国家级的科研单位，他们的需求主要瞄准更宏观的全球变化研究或国家层面需求，和市场上的商业化应用很多时候并不完全匹配，这也导致没有发射能力的卫星数据应用公司即使拿到这类数据之后，可以施展的空间也非常有限。
注：首图来源于ESA
END
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参考资料：
[1] https://36kr.com/p/1862577230534274
[2] http://finance.people.com.cn/n1/2022/1025/c1004-32551474.html
[3] http://www.slrss.cn/kxyj/qydt/202007/t20200729_572712.html
[4] http://www.nsmc.org.cn/nsmc/cn/satellite/TanSat.html
[5] http://dqkxxb.cnjournals.org/dqkxxb/article/html/20220301?st=article_issue
[6] https://zhuanlan.zhihu.com/p/428440542
[7] http://env.people.com.cn/n1/2022/0209/c1010-32348344.html