摘要：一、方案介绍为落实碳达峰、碳中和目标，加强对重点行业和区域温室气体排放的科学监管，建立精准、实时、连续的CO₂与甲烷（CH₄）排放监测系统尤为关键。本方案面向工业企业、能源设施、农业畜牧业、垃圾填埋场等典型排放源，提供从现场感知、数据采集、边缘计算到云平台分析
一、方案介绍
为落实碳达峰、碳中和目标，加强对重点行业和区域温室气体排放的科学监管，建立精准、实时、连续的CO₂与甲烷（CH₄）排放监测系统尤为关键。本方案面向工业企业、能源设施、农业畜牧业、垃圾填埋场等典型排放源，提供从现场感知、数据采集、边缘计算到云平台分析的一体化解决方案，实现碳排放量的动态监测、排放趋势分析与管理决策支撑。
二、监测目标
实时采集CO₂与CH₄浓度与排放通量。评估排放强度和总量，掌握排放源变化趋势。支持排放因子核算、碳足迹评估和碳核查。实现碳排放自动预警和智能报表输出。促进企业碳资产管理，服务低碳发展。三、需求分析
适应多样化监测场景：固定排放源、面源、移动源。系统需满足国家温室气体监测技术规范与ISO 14064等标准。支持远程维护、自动校准、数据加密。具备边缘数据处理能力，避免信号中断影响监测。可对接政府碳排放监管平台、碳交易平台。四、监测方法
CO₂：主要采用红外吸收法（NDIR）、激光光谱法（TDLAS）。CH₄：采用激光甲烷遥测（TDLAS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等技术。排放通量估算：结合风速、风向、气温、压强数据，通过涡度协方差法或大气扩散模型计算排放量。五、应用原理
非分散红外法（NDIR）：CO₂分子对特定红外波段有选择性吸收，吸收强度与浓度成正比。可调谐激光吸收光谱（TDLAS）：采用窄带激光扫描分子特征吸收线，实现高灵敏、高分辨率检测。涡度协方差法：通过分析垂直风速与气体浓度瞬时变化的协方差，推算单位时间单位面积的通量。六、功能特点
支持CO₂、CH₄双组分同步监测。精度高、响应快，适应恶劣户外环境。可搭配气象传感器实现通量估算。支持4G、WiFi、有线等多种通信方式。云端平台可视化，提供多维度排放分析。具备故障自检、远程升级、断点续传功能。模块化设计，便于部署在排气筒、厂区、农场等场景。与碳足迹、碳交易、碳资产管理平台打通数据。七、硬件清单
CO₂气体传感器模块（NDIR或TDLAS）CH₄激光气体传感器模块（TDLAS）气象五参数模块（风速、风向、温湿度、气压）数据采集器或边缘计算终端通讯网关（4G/以太网）室外防护箱（IP65）太阳能供电+蓄电池系统（可选）可选配摄像头监控气体泄漏点或扩散路径八、硬件参数（示例）
CO₂量程：0–5000 ppm，分辨率：1 ppm，精度：±3%FSCH₄量程：0–10000 ppm，分辨率：1 ppm，精度：±2%FS响应时间T90：≤15秒通量估算：支持涡度协方差或风廓线法工作温度：-40℃~+70℃，湿度0-100%RH防护等级：IP65及以上通讯接口：RS485、MODBUS、4G、NB-IoT、MQTT九、方案实现
监测点布设：在烟囱、车间、储罐、管道、养殖棚、沼气池等重点排放源部署探头。系统集成：连接传感器、通讯模块和供电单元，部署边缘数据处理模块。通量估算：安装气象传感器，实现气体通量自动推算。数据对接：接入企业碳管理系统或环保部门平台，支持历史数据查询和统计分析。自动报警：超阈值排放触发报警推送与控制联动。十、数据分析
实时排放浓度图、趋势曲线、热力图展示排放日均、月均、年均值及最大/最小值统计排放总量核算与碳因子换算异常排放检测、频次分析、事件记录支持碳资产管理：生成碳排放台账、碳足迹报告十一、预警决策
系统可设多级报警阈值实现本地声光报警+远程APP/短信/邮件通知异常排放可联动治理设备（如增压风机、冷却系统、燃烧控制等）平台分析结果可辅助排放控制策略制定和工艺优化调整十二、方案优点
支持高频、长周期连续监测，符合碳排放监管趋势多技术融合提升测量精度与适用性可在无供电/信号场所部署，适配多种排放环境为碳资产核查、碳配额管理提供直接数据依据提升企业碳排管控能力与低碳品牌形象十三、应用领域
火电、钢铁、水泥、化工等高碳工业企业垃圾填埋场、污水处理厂、沼气工程畜禽养殖场、农田温室、大棚种植区油气输送、天然气压缩站、加气站碳交易企业、第三方核查机构、环保监管部门十四、效益分析
降低碳排放罚款与碳配额超标风险辅助低碳转型、ESG治理与绿色供应链构建为企业参与碳交易与碳金融提供实时数据支撑提升智能运维能力，降低运维成本增强社会责任履行能力，助力绿色发展十五、国标规范
GB/T 32151.1-2015 二氧化碳排放核算方法通则HJ 38-2017 固定污染源排放烟气连续监测系统技术规范HJ 1230-2021 温室气体排放源自动监测系统技术规范ISO 14064-1:2018 温室气体—排放和移除量的量化与报告IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories十六、案例分享
在四川某大型天然气处理厂部署了CO₂/CH₄在线监测系统，通过TDLAS激光模块实现对各类排放设备的精准监控，并联动控制火炬排放和管网压力管理系统，年均甲烷逃逸减少20%以上，减少CO₂当量排放约850吨。该项目同时支撑企业完成了碳核查和碳足迹报告编制，成功纳入省级碳市场试点项目。
来源：厦门涉川
