衛星正在成為支持“雙碳”的重要工具。

2020年，我國正式提出了“碳中和”、“碳達峰”的戰略目標。在實現“雙碳”願景的過程中，既要減碳，構建低碳產業體系，又要植樹造林，保護生態環境，將排放的碳吸收掉。

但問題是，二氧化碳看不見也摸不著，這個排放和吸收的過程該如何進行量化跟踪？

“遙感技術作為溫室氣體監測、碳源碳匯評估、清潔能源評估和預測、空間規劃等有效手段，是空天地一體化業務體系的重要組成部分。結合衛星遙感監測，可有效提升區域和背景尺度溫室氣體監測能力。”銀河航天解決方案產品總監趙霄洋向鈦媒體解釋了遙感技術在碳排放監測方面的價值。

4月16日2時16分，伴隨著巨大的轟隆聲，我國長征四號丙運載火箭在太原衛星發射中心升空，將大氣環境監測衛星送入預定軌道。

這並不是中國的第一顆碳監測衛星，這顆新在哪裡？從技術的角度來看，這是世界上首顆具備二氧化碳激光探測能力的衛星，這也就意味著它可以實現全天候的觀測。

另外，這或許會是一個信號，未來會有更多的碳監測衛星發射升空，而衛星在“雙碳”中的價值可能會為商業航天公司打開一個發展的新空間。

碳監測數據關乎國際主動權

2014年，國際對地觀測衛星委員會(CEOS)發布了《天基碳觀測戰略》。同一年，美國發射了OCO-2碳監測衛星。2019年，美國又將OCO-3部署到國際空間站上，與其姊妹碳監測衛星OCO-2協同工作。

我國也早在2011年，正式立項了“全球二氧化碳監測科學實驗衛星與應用示範”重大項目（中國碳衛星）。2016年12月，中國碳衛星成功發射。這也是繼日本GOSAT-1、美國OCO-2後，國際上第三顆具有高精度溫室氣體探測能力的衛星。

再往更廣的範圍看，歐洲也在“哥白尼”對地觀測計劃的資助下，研製了一個用於二氧化碳監測的大規模Sentinel衛星群。法國國家太空研究中心(Centre National d'Etudes Spatiales)正與英國合作開展一個基於衛星的氣候監測項目，項目名為Microcarb。

為什麼這麼多國家都對部署碳監測衛星如此積極？

這個可以從2015年說起，當時全球有近200個國家達成減碳共識，並且簽署了《巴黎協定》。《協定》中明確提出，自2023年起，每五年進行一次全球盤點，評估各國減排成績，並對行動不力的國家實施問責。

在這樣的背景下，誰掌握碳排放的全球數據，自然就掌握了主動權。畢竟，二氧化碳看不見也摸不著，來去自由，到底源頭在哪裡，排放量多少……有了衛星監測，一目了然。

2021年，中國科研團隊在2016年發射的碳衛星的觀測數據基礎上，發布了全球碳通量數據集。簡單來說，就是把全球碳排放總數據攥在了自己手裡。

就像去年9月，航天科技集團五院遙感衛星總體部衛星總設計師曹海翊在“碳達峰、碳中和”國家戰略和空間遙感技術高峰論壇上所說的那樣，利用天基遙感技術，宏觀上，可以“一把尺子量全球”，使我國掌握氣候協商主動權，建設性參與全球環境治理，也能有效助力政府掌握碳源匯動態，實現發展決策和過程管控；微觀上，通過遙感衛星“巡天督察”能夠發現違排、毀林等具體問題，切實服務於“碳達峰、碳中和”各項舉措落地。

千億碳市場要求碳排放監測更準、更細

2021年7月16日，全國碳市場啟動儀式在北京、上海、武漢三地同時舉辦，備受矚目的全國碳市場正式開始上線交易。

根據生態環境部測算，納入首批碳市場覆蓋的企業碳排放量超過40億噸二氧化碳。這意味著中國碳市場將成為全球覆蓋溫室氣體排放量規模最大的市場。業內預計，按照目前的碳價水平，到碳達峰的2030年，全國碳市場累計交易額有望達到1000億元。

支撐如此大規模碳交易的基礎是什麼？就是碳核算。

目前，國際社會對於碳排放核查和計算的方法，依據的是政府間氣候變化專門委員會開發的國家溫室氣體清單編制方法學，我國碳排放計算也遵循了這一國際通用的方法。

方法雖然是統一的，但是不同機構基於不同口徑統計數據得到的結果會有較大的差異。而影響核算的一個重要因素就是：數據採集，也就是碳排放監測的數據。

在實現衛星監測碳排放之前，主要應用的地面監測的方式。世界氣象組織協調建立了31個溫室氣體全球大氣本底觀測站，以及400多個區域本底觀測站。

但是，單純依靠地面站點觀測大氣中的二氧化碳含量會有區域性、局地性的缺陷，比如對於佔地球表面積71%的海洋，地面站點是無法監測到的，而利用衛星技術，則可以監測到海洋上空的二氧化碳含量，與地面觀測形成有效互補。

至於衛星是如何監測碳排放的，趙霄洋向鈦媒體詳細介紹了目前的兩種形式：一種是以高光譜載荷為代表的被動遙感技術，通過不同物質的光譜特性識別各類觀測對象，監測範圍廣、數據信息豐富。

另一種是以激光雷達為代表的主動遙感技術，通過從衛星向地面發射多個波長的脈衝激光，激光穿過大氣層時碰到氣溶膠顆粒物、雲和大氣化學成分（如空氣中的二氧化碳）等發生散射或者吸收，利用這些變化特徵可以非常敏銳地捕捉大氣中這些成分的變化，並且可以實現全天候觀測。

在衛星監測到碳排放原始數據後，航天公司時空道宇的衛星總體專家對鈦媒體介紹道，地面通過反演算法對原始數據進行校正和計算，可計算出衛星在觀測路徑上CO2的柱濃度來計算二氧化碳在大氣中的含量，進而計算碳排放和碳吸收。有了這些數據，就能繪製一張張二氧化碳分佈的動態全景圖。

有了這些準確的碳排放數據後，對於企業來說，無論是在國內的碳市場交易還是出海，幫助顯而易見。

4月20日，證監會副主席方星海在博鰲亞洲論壇2022年年會分論壇上表示，國際可持續發展準則委員會（ISSB）計劃年底出台一套ESG披露準則，這個準則很可能會被全球採用。目前已經在國際上徵求意見，預計年底就要頒布。

這也就意味著，如果這套準則被採用，國內的公司到境外上市就需要披露ESG信息，這裡面自然就會包括這家企業生產活動中的碳排放數據，而這些數據是否精準就會直接聯動企業的經濟、社會形像等切身利益。

商業航天發展的新空間

從現階段來看，國家隊仍舊是碳監測衛星的主力，但商業航天公司也沒閒著。

3月1日，銀河航天與生態環境部衛星環境應用中心在京簽署戰略合作框架協議，後續雙方共同推進通遙一體生態環境即時遙感智能監測衛星星座系統和空基衛星生態環境智慧感知系統研發和建設。

另一家民營航天公司航天宏圖也宣布計劃發射多顆衛星星座，或許有搭載碳排放監測載荷的可能。

接二連三的官宣背後不難看出，商業航天公司正在積極尋找機會通過“雙碳”開拓B端和G端市場。

在趙霄洋看來，與國家隊相比，商業航天企業的側重有所不同。

民營企業在碳排放監測衛星方面，側重依托由單一載荷小衛星組成的商業衛星星座能力，重點提升碳排放監測領域的空間和時間分辨率，對全球重點區域目標的重訪能力提升至小時級、分鐘級，實現碳排放的連續變化監測，支撐區域碳排放管理和“雙碳”規劃。

而國家隊在高分專項、民用空間基礎設施等任務領域，以搭載多載荷的大衛星為主，圍繞碳源和碳匯等領域涉及的多種要素進行高精度探測，可實現對CO2、顆粒物、氣態污染物、雲和氣溶膠、森林植被等定量化遙感監測。

事實上，在國際上，政府、商業組織、非政府組織互為補充也是一種趨勢。比如GHGSat公司、Bluefield Technologies公司以及美國環境保護基金會(EDF)等都在通過不同的合作形式發射溫室氣體監測衛星，以補充國際衛星對地觀測委員會（CEOS）成員機構正在部署的全球天基溫室氣體監測能力。

尤其是加拿大衛星公司GHGSat，給我們提供了一個觀察商業組織佈局溫室氣體監測衛星的不錯視角。

自2020年9月以來，GHGSat 已成功將兩顆衛星送入軌道。這些衛星收集的數據現在被工業類企業、政府和監管機構使用，客戶可以藉助GHGSat 的數據了解自己的碳足跡並採取必要措施減少碳足跡。2021年6 月，GHGSat 還推出了一個排放數據管理門戶—— SPECTRA，這個工具會將GHGSat 的高分辨率數據與客戶信息結合，為客戶提供排放風險的完整視圖，從而為用戶提供更好的ESG問責方法。

這些也為GHGSat帶來了十分亮眼的的客戶名單：荷蘭皇家殼牌石油公司(Royal Dutch Shell PLC)、雪佛龍(Chevron Corp.)、道達爾能源（TotalEnergies）。

參考歸參考，回到國內來看，衛星在“雙碳”中的價值，仍需要一些時間被看到。不過我們希望就像時空道宇衛星總體專家所說的那樣，未來，國家隊和商業航天公司之間會形成互相補充的關係。“未來地球遙感一定是三高結合：高時間分辨率、高空間分辨率和高光譜分辨率，這個龐大的系統以前主要是國家建設，以後會有越來越多的民營公司參與建設或應用。”

來源:碳中和專委會