短時(shí)間內(nèi)，在碳衛(wèi)星領(lǐng)域，國(guó)家隊(duì)充當(dāng)主力已經(jīng)足夠。但商業(yè)化的衛(wèi)星公司補(bǔ)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(gè)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(cè)與收集。計(jì)算一家企業(yè)的碳排放尚且能夠操作，可如果計(jì)算一個(gè)工業(yè)園區(qū)、一座城市、甚至一個(gè)國(guó)家的碳排放情況，難度就會(huì)更大。行業(yè)試圖用衛(wèi)星解決這個(gè)問(wèn)題。8月4日，長(zhǎng)征四號(hào)乙運(yùn)載火箭將碳監(jiān)測(cè)衛(wèi)星“句芒號(hào)”送入太空。這顆遙感衛(wèi)星可以觀測(cè)森林植被高度、面積、植物散發(fā)的葉綠素?zé)晒獾?。通過(guò)這些要素，可以計(jì)算森林碳匯，即“森林植被吸收并存儲(chǔ)的二氧化碳量”。過(guò)去林業(yè)局要摸底森林碳匯，只能用極其“原始”的監(jiān)測(cè)手段：森林調(diào)查員深入山林，依次測(cè)量每棵樹(shù)的高度和樹(shù)木胸徑，再算出碳匯。這種測(cè)量數(shù)據(jù)更新不會(huì)很及時(shí)，通常一個(gè)季度更新一次。碳中和成為全球熱點(diǎn)后，碳交易隨之升溫，對(duì)數(shù)據(jù)頻次和數(shù)量的要求水漲船高。而人類(lèi)生活碳排放瞬息萬(wàn)變，比如用一次谷歌搜索都會(huì)產(chǎn)生0.2g碳排放。三四個(gè)月更新一次的數(shù)據(jù)不可能滿(mǎn)足快速變化的交易市場(chǎng)。衛(wèi)星觀測(cè)也成為目前較為成熟的解決手段。目前國(guó)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(lái)自海外。“句芒號(hào)”是國(guó)內(nèi)少數(shù)定位為“碳檢測(cè)”的衛(wèi)星，可以給出更有針對(duì)性的信息，也是國(guó)內(nèi)碳匯監(jiān)測(cè)進(jìn)入遙感時(shí)代的重要一步。

句芒號(hào)怎么監(jiān)測(cè)碳匯？

碳監(jiān)測(cè)衛(wèi)星其實(shí)不是什么新鮮事物，句芒號(hào)使用的探測(cè)技術(shù)也早已成熟。過(guò)去幾年，僅中國(guó)就發(fā)射了不止一顆碳監(jiān)測(cè)衛(wèi)星。中國(guó)2016年發(fā)射了首顆監(jiān)測(cè)二氧化碳的碳衛(wèi)星，今年4月，長(zhǎng)征四號(hào)丙又發(fā)射了一顆大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)衛(wèi)星，以激光監(jiān)測(cè)二氧化碳濃度變化。此前，太空已經(jīng)有不少溫室氣體觀測(cè)衛(wèi)星。2009年，日本就發(fā)射了首顆溫室氣體濃度監(jiān)測(cè)衛(wèi)星GOSAT，2014年，NASA發(fā)射了“軌道碳觀測(cè)2號(hào)”（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(hào)”的監(jiān)測(cè)更細(xì)分，設(shè)計(jì)偏向測(cè)量森林碳匯。它使用了激光+光學(xué)相機(jī)，一方面發(fā)射激光，通過(guò)地面物體反射，計(jì)算森林高度，一方面能檢測(cè)不可見(jiàn)光如紅外線、紫外線的多光譜相機(jī)從五個(gè)角度觀測(cè)，繪制出立體的植被分布，可以看到森林生長(zhǎng)情況。除此之外，“句芒號(hào)”還帶有可以測(cè)量森林光合作用和PM2.5值的探測(cè)儀、成像儀。這些設(shè)計(jì)都注重觀測(cè)森林場(chǎng)景，通過(guò)樹(shù)高、樹(shù)的直徑，研究人員能算出每棵樹(shù)存了多少碳，繼而知曉整片森林的碳匯。但碳匯還會(huì)受其他自然條件影響，比如疾病、蟲(chóng)害，這些很難通過(guò)激光反射。加入的光譜相機(jī)能偵測(cè)到不可見(jiàn)光，健康森林對(duì)不可見(jiàn)光的反射率更高，所以通過(guò)這種相機(jī)能檢測(cè)出森林是否生長(zhǎng)茂盛、有無(wú)病蟲(chóng)害。而且，光譜相機(jī)還能描繪出地形。通常陡坡因?yàn)槿藶楦深A(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(guò)，衛(wèi)星雖然已經(jīng)上天，但目前還有幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)暫未公開(kāi)，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(cè)的地面寬度，“重訪周期”指衛(wèi)星第一次和第二次經(jīng)過(guò)地球同一點(diǎn)的時(shí)間間隔，這些對(duì)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(gòu)買(mǎi)碳數(shù)據(jù)的客戶(hù)，很在意是否可以按照需求監(jiān)測(cè)和分析交易的碳資產(chǎn)，比如最近三個(gè)月全中國(guó)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(guó)內(nèi)這類(lèi)商業(yè)化公司很少，即使這樣的數(shù)據(jù)完全公開(kāi)，也很難快速應(yīng)用。而國(guó)內(nèi)碳交易參考的商業(yè)化遙感數(shù)據(jù)，多數(shù)依賴(lài)海外。即便句芒號(hào)數(shù)據(jù)公開(kāi)，以目前全球發(fā)射的碳監(jiān)測(cè)衛(wèi)星數(shù)量，也很難滿(mǎn)足更新需求?！皵?shù)據(jù)不夠”是遙感碳數(shù)據(jù)分析公司會(huì)遇到的一大困擾。

無(wú)法解決的數(shù)據(jù)焦慮

過(guò)去采集碳數(shù)據(jù)主要靠地面監(jiān)測(cè)，如世界氣象組織協(xié)調(diào)建立的31個(gè)溫室氣體全球大氣本底觀測(cè)站。但這些站點(diǎn)只能監(jiān)測(cè)陸地氣候情況，沒(méi)辦法監(jiān)測(cè)海洋。衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)可以彌補(bǔ)缺憾。歐洲、日本、美國(guó)、加拿大相繼發(fā)射了觀測(cè)二氧化碳濃度的衛(wèi)星，對(duì)國(guó)家層面研究減碳意義不小，比如美國(guó)研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)可以測(cè)量出特定燃煤電廠運(yùn)行排放。中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所也通過(guò)“中國(guó)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(guó)可用于商業(yè)化的遙感衛(wèi)星數(shù)量占比不高。相對(duì)于NASA、歐空局甚至日本宇航局，中國(guó)遙感衛(wèi)星的公開(kāi)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(jìn)的衛(wèi)星，想針對(duì)全球的碳匯做精確測(cè)量，只靠一顆在軌服務(wù)，也沒(méi)辦法整體性的解決問(wèn)題。我們很希望可以讓專(zhuān)業(yè)的人做專(zhuān)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(lái)做?！卑准冣暠硎?。實(shí)際上，海外已經(jīng)有過(guò)商業(yè)航天公司參與碳監(jiān)測(cè)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(cè)衛(wèi)星，它們還有自己的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)SPECTRA。GHGSat客戶(hù)包括殼牌石油、雪佛龍和道達(dá)爾能源，投資人不乏沙特阿美和?？松梨诘仁途揞^。事實(shí)上，就國(guó)家隊(duì)而言，中國(guó)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(hù)需要的碳匯數(shù)據(jù)，才是更加重要的問(wèn)題。根據(jù)白純鈺的說(shuō)法，這些處理應(yīng)該在衛(wèi)星上天之前就統(tǒng)一設(shè)計(jì)好，并與潛在客戶(hù)對(duì)接完畢，而非衛(wèi)星信息拿到后再事后分析。但國(guó)家隊(duì)衛(wèi)星的數(shù)據(jù)用戶(hù)往往是國(guó)家級(jí)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(guó)家層面需求，和市場(chǎng)上的商業(yè)化應(yīng)用很多時(shí)候并不完全匹配，這也導(dǎo)致沒(méi)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(lèi)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(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，目前全球碳交易市場(chǎng)增長(zhǎng)迅猛，2021年全球碳市場(chǎng)成交總額比2020年增長(zhǎng)1.6倍，達(dá)到7600億歐元。各個(gè)國(guó)家參與到碳中和計(jì)劃中后，碳交易的頻率和金額還會(huì)增長(zhǎng)。伴隨金融市場(chǎng)成熟，對(duì)碳排放、碳匯數(shù)據(jù)的需求只會(huì)更饑渴。市場(chǎng)總是要在各個(gè)參與方無(wú)數(shù)次合作后，才會(huì)充滿(mǎn)活力。也因?yàn)橛猩虡I(yè)化公司的參與，行業(yè)才能迅速成長(zhǎng)。尤其是碳中和這一涉及全球金錢(qián)和資源流動(dòng)的領(lǐng)域，不可能靠幾家巨無(wú)霸公司或機(jī)構(gòu)提供所有需求。短時(shí)間內(nèi)，在碳衛(wèi)星領(lǐng)域，國(guó)家隊(duì)充當(dāng)主力已經(jīng)足夠。但商業(yè)化的衛(wèi)星公司補(bǔ)充必不可少。當(dāng)各個(gè)國(guó)家、各個(gè)公司都到了必須掌握碳數(shù)據(jù)的時(shí)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(mǎn)足需求。

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