提高碳市场数据质量的进展与展望

2021年7月16日，备受瞩目的全国碳市场正式启动。碳市场的成功上线和运行，使得各界对其助力碳达峰、碳中和的作用更加期待。

千里之行始于足下。碳排放数据是碳市场的重要基础，数据质量始终是各界关注的焦点之一。一般来讲，碳排放数据的质量主要体现在数据的完整性、一致性和准确性上。完整性是指碳排放数据涵盖了所适用的标准、指南或方法学所界定的全部类别的排放数据及相应的生产数据，不能出现排放源、温室气体种类以及其他信息的缺失；一致性是指所有重点排放单位均应使用统一的标准、指南或方法学规定的核算方法，并且对于同一单位的同一种生产活动，不同年份的核算方法应保持不变；准确性是指通过采用更先进的方法、加强内部质量管理等手段尽可能减少数据的偏差和不确定性。可以说，碳排放数据质量是碳市场机制的生命线，决定了碳市场的发展前景。

MRV：提高碳排放数据质量的有力保障

纵观国内外碳市场，监测、报告和核查（MRV）是确保碳排放数据质量的通行措施。

监测和报告，就是重点排放单位根据相关技术指南测量、计量或核算其温室气体排放量，并提交给国家主管部门的过程。欧盟、美国、日本等发达国家和地区的碳市场均以法律的形式明确提出温室气体排放单位要开展监测和报告，并对监测范围、监测方法、报送流程提出了明确的要求。为实现这些要求，温室气体排放单位需制定切实可行的监测计划并严格加以落实，不断健全温室气体排放数据记录、归档、审核等内部质量管理体系，并及时、准确报告碳排放数据。我国碳交易试点同样对温室气体排放企业的监测和报告提出明确要求，并且结合年度履约等工作不断对要求进行细化和更新。在总结国内外经验的基础上，《碳排放权交易管理办法（试行）》（以下简称《办法》）第二十五条明确提出，重点排放单位应当根据生态环境部制定的温室气体排放核算与报告技术规范，编制该单位上一年度的温室气体排放报告，载明排放量，并于每年3月31日前报生产经营场所所在地的省级生态环境主管部门。

核查，就是邀请第三方专业机构对排放单位的温室气体排放报告进行审核，并判断其核算和报告是否符合要求的活动。从国内外经验来看，碳核查既是数据质量保证的通行做法，也是提升数据质量的有效手段。比如，清洁发展机制等国际碳减排机制通过开展核查来确保减排量的真实性和准确性。欧盟、日本、韩国的碳市场均无一例外采用核查的方式并采信核查结果。我国自2013年启动“6+1”试点碳交易以来，试点地区碳交易主管部门均组织对重点排放单位历史年份和履约年份数据开展了核查。碳排放核查为试点碳交易数据提供了质量保证，对试点碳交易的平稳、顺利运行作出了重要贡献。在国家碳市场建设进程中，国家碳交易主管部门也先后组织开展了2013~2020年度企业碳排放数据及配额支撑数据的核查和复查，为政府部门的科学决策提供了数据基础。在总结国内外经验的基础上，《办法》第二十六条明确提出，省级生态环境主管部门应当组织开展对重点排放单位温室气体排放报告的核查，并将核查结果告知重点排放单位，核查结果应当作为重点排放单位碳排放配额清缴依据。

技术赋能碳排放数据质量提升在实践中，我国主要采用核算法来量化碳排放数据。该方法简单易懂，被国内外碳市场普遍采纳，我国也结合国情先后发布了电力、钢铁、水泥等24个重点行业企业的碳排放核算方法指南，并将其中的10个指南上升为国家标准。随着技术的进步，近年来还出现了连续监测法、大数据法、天地空一体化观测法等多种方法，这些先进技术有望对碳排放数据质量提升发挥重要的作用。

连续监测法

连续监测法主要采用连续排放监测系统（CEMS），通过直接测量烟气流速和烟气中二氧化碳浓度来计算温室气体的排放量。与核算法相比，连续监测法具有连续性强、自动化处理的优势。美国环保署（EPA）颁布的《温室气体强制性报告》要求，已经拥有在线监测设备的企业必须监测二氧化碳浓度计算排放量，且监测频次要达到逐小时级。企业安装监测设备后需上报EPA，得到认证后方可开始监测。根据EPA的统计，2015年美国73.9%的火电机组应用连续监测方法进行碳排放监测。

欧盟碳交易体系规定，连续监测方法与核算方法的监测结果具有等效性。欧盟通过规定各类数据应满足的数据层级要求，确保两种方法具有可比的数据质量。但是欧盟使用连续监测方法的案例较少，2019年只有155个设施（占总设施数的1.5%）。主要原因在于需要安装价格不菲的监测设施，烟气中相关温室气体的浓度测量和检测仪器维护等工作具有较高的专业性，而这些都是中小型排放企业难以实现的。

2012年，我国出现第一家采用CEMS监测温室气体排放量的电厂。到目前为止，只有少数发电企业在烟气管道上安装了CEMS，来直接监测温室气体排放。今年3月，我国启动了发电行业碳排放在线监测试点工作。总体来看，制约我国采用连续监测法监测二氧化碳排放的首要因素是经济因素。除此之外，CEMS监测二氧化碳对电力、钢铁、水泥等不同行业的适用性，以及CEMS监测结果与基于核算法的数据结果的可比性也是重要的考虑因素。

大数据法

二氧化碳主要来自化石能源燃烧，并且与二氧化硫、氮氧化物等污染物同根同源，这为采用能源电力大数据、环境大数据验证碳排放数据的准确性提供了可能。

环境大数据方面，我国生态环境系统通过多年的辛勤工作，已经形成全国污染源普查数据、生态环境统计调查和总量减排数据、排污许可数据、环境税数据、环境监测数据等多套数据，具备海量数据资源，每套数据都有归口部门进行管理。特别是2020年发布的第二次污染源普查数据，覆盖了全国范围内超过358万个排放单位的数据，具有极高的应用价值。目前，环境大数据在水、空气、土壤等污染防治和相关政策评估中已经取得了广泛应用，并且在社会经济研究、环境健康研究等领域有着更加广泛的应用前景。

能源电力大数据方面，我国同样具有良好的基础。随着近年来智能电网建设的不断推进，产生了大量的电力数据，包括用电信息采集数据、调度自动化数据、负荷监测数据、电能质量监测数据等。电力大数据具有真实性高、时序性强、数据量大的独特优势，具有广泛的应用前景。此外，“十二五”以来我国启动了重点用能单位能源在线监测工作，2017年国家发展改革委、国家质检总局共同印发《重点用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案》，要求各地方加快建设重点用能单位（指年综合能源消费量1万吨标准煤及以上的用能单位，或相关部门、地方政府指定的年综合能源消费量5000吨及以上不满1万吨标准煤的用能单位）能耗在线监测系统，到目前为止已经积累了大量重点用能单位的实时能耗数据。

除了众多的数据源以外，以人工智能、机器学习、复杂网络分析为代表的新型处理技术在过去的十余年经历了飞速发展。大数据处理技术一方面可以通过海量数据对现有的数据进行查漏补缺和奇异值排查，另一方面也可以搭建数学模型，识别能耗数据、碳排放数据、污染物排放数据之间的逻辑关系和相关性关系，实现不同类型数据的交叉验证，有力提高碳排放的数据质量。

天地空一体化观测法

应用卫星、雷达、高塔、飞机乃至便携设备等多种设备组建一体化网络观测大气温室气体浓度，进而应用大气同化反演模型反推温室气体排放量是近年来新兴起的一项技术。同传统的基于核算、连续监测等方法相比，该技术可以从外部测算温室气体的实际排放水平而不需了解排放原理和复杂的逻辑关系，并且造假难度大，因此可以看作碳排放数据的外部校核方法。同时一体化网络观测系统可以充分发挥各种独立监测设备的特点，取长补短，因而适用范围较广，可以应用于国家、区域、园区、乃至重点排放企业的碳排放数据校核。目前，美国、日本、欧盟等发达国家和地区均已开发了碳卫星，美国、法国的部分地区开展了一体化观测网络建设，IPCC最新通过的温室气体清单指南也提出将反演估算的温室气体排放数据作为独立数据源，用于验证传统的基于排放因子法编制的温室气体清单。

我国天地空一体化观测系统建设取得突破性进展。“十三五”期间，以2016年“碳卫星”的成功发射为标志，我国相继发射了风云三号04星和高分五号卫星，并立项在研高分五号02星、大气环境监测卫星、高精度温室气体综合探测卫星以及风云三号08星等卫星，为温室气体自主遥感监测奠定了较好基础。温室气体地基遥感监测迈出探索性一步，中国科学院在合肥、深圳、河北香河等地开展了温室气体地基遥感观测。此外在飞机航测、移动车观测、探空垂直观测等方面均取得了一定进展，适用于我国生态环境系统和碳排放特征的同化反演技术也在积极推进。在我国京津冀地区的初步研究表明，天地空一体化观测系统可以对我国中小尺度的区域碳排放进行有效监测，特别是可以对重点排放源的排放水平进行外部观测，这将对提高重点排放单位碳排放数据的真实性、准确性起重要作用。

展望与建议

提高碳市场的数据质量是一项永恒的工作，我国在过去的十余年间，无论是监测报告核查机制，还是相关技术均取得显著的进步。然而这些工作尚不足以满足碳市场对于数据质量的要求，更不能满足碳达峰碳中和工作的要求。进一步提高碳市场的数据质量，还需进一步做好以下工作。

把MRV放在更为突出的位置

MRV既是一套制度体系，更是一项能力建设，要循序渐进，不断改善。

首先是在法律法规中明确MRV和不同主体的定位。要将经过第三方核查的碳排放数据作为碳市场的根本数据。在数据生产、使用过程中，要明确企业是碳排放数据的生产者，要为数据的真实性、准确性负主要责任。第三方机构要凭借其专业的技术能力，一方面确保企业碳排放数据的真实性、准确性，另一方面也要起到担保作用。地方政府是监管者，要通过环保督察等各种手段对企业和第三方机构起到监督作用。

其次是在总结国际先进经验和碳交易试点成功经验的基础上，发布符合国情的方法指南和规范文件。例如，基于我国电力、钢铁、水泥等不同行业不同企业的生产特征，明确提出需要关注的重点工序、重点排放源，并对容易引起问题、争议的地方进行深入分析。

最后是统筹开展MRV工作，在已经明确时间节点的基础上更要细致考虑，给重点排放单位、第三方机构、地方政府开展工作预留充分时间，不断将工作机制化、流程化，进而通过一轮一轮的工作不断提高企业的认识水平和基础能力。

加强先进技术的研发和推广应用

无论是连续监测技术、能源环境大数据技术还是天地空一体化观测技术，在我国均处于起步阶段，每项技术各自还面临相当多的问题，各项技术之间的融合则面临更加艰巨的挑战。

首先需要通过试点示范等方法，进一步推动技术的发展与进步，着力解决技术发展中存在的突出问题。例如，连续监测技术在电力乃至钢铁、水泥等其他行业的应用就是一项核心的问题，再如能源环境大数据与碳排放数据之间的逻辑关系、相关性关系也是核心问题，一体化观测技术的核心问题既包括了各独立观测工具的结果的连续性、准确性问题，也包括了一体化组网优化配置和同化反演等系统问题。

其次在各新型技术发展过程中一方面要注重创新和引入新的研究方法，另一方面也要注意拓展各技术的应用前景。随着信息化、数字化时代的来临，传统的研究方法已经不能赶上时代潮流，要注意大数据感知、AI识别等新方法在提高碳排放数据质量的积极作用。新型技术也具有很多良好的应用前景，例如大数据技术在服务决策、市场化交易方面的前景，卫星遥感技术在服务气候谈判方面的前景，值得重视。

最后是加强协同合作。碳排放既是一项自然科学问题，也是社会科学问题，亟需不同学科的通力合作。提高碳排放的数据质量，正是将自然科学和社会科学进行有机结合的关键问题之一。一方面，可以通过自然界的碳循环，利用一体化观测等技术研究循环过程中关键环节的碳排放水平；另一方面，可以通过在经济生活中的碳循环，通过经济分析等方法研究关键领域的碳排放水平。只有二者相互衔接、互为印证，才能真正提高碳排放数据质量。