摘要：在全球气候变化加剧与 “碳达峰、碳中和” 目标的推动下，碳排放监测成为各行业绿色转型的关键环节。二氧化碳作为主要温室气体，其排放量的精准计量与实时监控是企业实现碳减排、政府开展碳管理的核心依据。传统的碳排放核算依赖人工采样与实验室分析，存在数据滞后、误差大、覆

碳排放二氧化碳在线监测系统：为“双碳”目标提供精准数据支撑

在全球气候变化加剧与 “碳达峰、碳中和” 目标的推动下，碳排放监测成为各行业绿色转型的关键环节。二氧化碳作为主要温室气体，其排放量的精准计量与实时监控是企业实现碳减排、政府开展碳管理的核心依据。传统的碳排放核算依赖人工采样与实验室分析，存在数据滞后、误差大、覆盖范围有限等问题，难以满足动态化、精细化的碳排放管理需求。碳排放二氧化碳在线监测系统通过实时采集、分析、传输二氧化碳浓度数据，构建全流程监测体系，为企业碳排放核算、节能改造及政府监管提供科学数据，成为实现 “双碳” 目标的重要技术支撑。

检测原理

碳排放二氧化碳在线监测系统主要采用非分散红外吸收法（NDIR）作为核心检测技术，部分高端系统会结合激光光谱技术提升监测精度。

非分散红外吸收法的原理是利用二氧化碳分子对特定波长（4.26μm）红外光的强烈吸收特性。系统发射的红外光穿过被测气体（如工业废气、环境空气）时，二氧化碳分子会吸收部分红外光能量，吸收强度与气体中二氧化碳的浓度成正比。通过测量红外光穿过气体前后的能量变化，结合朗伯 - 比尔定律，即可计算出二氧化碳的浓度。该技术具有稳定性强、响应速度快的特点，能适应高湿度、高粉尘的工业环境。

激光光谱技术则通过发射特定波长的激光束与二氧化碳分子共振，利用激光频率的微小变化精确测量吸收信号，可有效排除水汽、粉尘等干扰，检测精度更高，适用于低浓度二氧化碳监测场景（如室内空气、环境大气）。两种技术结合可实现全量程、高精度的二氧化碳浓度监测，满足不同场景的碳排放监测需求。

产品特点

高精度与宽量程：系统测量精度可达 ±1% FS，能精准捕捉二氧化碳浓度的细微变化；测量范围覆盖 0-5% VOL（工业废气）至 0-5000ppm（环境空气），可根据应用场景灵活调整，满足从高浓度工业排放到低浓度环境监测的全场景需求。

实时性与连续性：采用 24 小时不间断监测模式，数据更新频率≤1 秒，能实时反映二氧化碳浓度的动态变化，避免传统人工监测的时间盲区，为碳排放异常预警提供及时数据支持。

抗干扰能力强：配备多级气体预处理系统（如除尘、除湿、除酸），可有效过滤工业废气中的粉尘、水汽、腐蚀性气体；结合温度、压力补偿算法，减少环境因素对测量结果的影响，确保在复杂工况下数据稳定可靠。

智能化与自动化：具备自动校准功能（支持零点校准与跨度校准），可定期使用标准气体进行自我校准，降低人工维护成本；系统内置诊断模块，能实时监测光源、检测器、泵阀等部件状态，出现故障时自动报警并提示维修方向。

数据集成与扩展性：支持与企业能源管理系统、政府碳排放监管平台无缝对接，可集成流量、温度、压力等辅助参数，实现碳排放总量（吨 CO₂）的自动计算；硬件采用模块化设计，便于后期扩展监测因子（如甲烷、氮氧化物），适应碳排放监测的多元化需求。

系统功能

实时监测与浓度显示：在监测现场的显示屏及远程管理平台实时显示二氧化碳浓度（单位：ppm 或 % VOL）、排放速率（kg/h）、累计排放量（吨）等数据，支持浓度曲线动态刷新，直观呈现碳排放变化趋势。

数据存储与溯源：本地存储容量≥16GB，可保存 3 年以上原始数据，云端存储支持数据永久留存，且数据带有时间戳与设备编号，满足碳排放核算的可追溯性要求；支持按日、周、月生成碳排放报表，自动计算单位产品碳排放量。

超标预警与联动控制：支持自定义碳排放预警阈值（如基于行业基准值或企业减排目标），浓度或排放量超标时，立即触发声光报警（现场）与平台推送（短信、APP），并可联动阀门、风机等设备（如超标时自动减少燃料供应），实现碳排放的主动管控。

远程运维与参数配置：管理人员通过 Web 端或手机 APP 可远程查看设备运行状态、修改报警阈值、启动校准程序；支持远程升级系统固件，无需现场操作即可完成功能更新，提升运维效率。

合规性报告生成：内置符合国家标准的碳排放核算模型，可自动生成满足《省级温室气体清单编制指南》《企业温室气体排放核算与报告指南》要求的监测报告，包含监测时段、排放量、达标情况等要素，直接用于碳核查与碳交易申报。

应用场景

工业企业排放口监测：在火电、钢铁、水泥、化工等重点排放行业的锅炉、窑炉废气排放口安装系统，实时监测烟气中二氧化碳浓度，结合烟气流量计算排放量，为企业碳排放报告与减排措施提供数据依据。[此处插入碳排放二氧化碳在线监测系统在火电厂烟囱安装的场景图]

园区综合碳排放监测：在产业园区的集中供热站、污水处理厂、垃圾焚烧厂等设施布设监测点，通过多节点数据汇总，计算园区整体碳排放量，辅助园区制定低碳发展规划。

建筑楼宇碳排放监测：在大型公共建筑（如商场、写字楼）的中央空调排气口、燃气锅炉烟道安装系统，监测建筑运行过程中的二氧化碳排放，结合能耗数据优化空调、照明等设备运行策略，实现建筑低碳运营。

交通枢纽碳排放监测：在机场、港口、物流园区的柴油发电机、货运车辆集中停放区设置监测点，监测移动源碳排放，为新能源车辆替代、运输路线优化提供参考。

使用背景

我国 “双碳” 目标提出后，《碳排放权交易管理办法（试行）》《关于加快建立统一规范的碳排放统计核算体系实施方案》等政策相继出台，要求重点排放单位 “安装在线监测设备并与生态环境部门联网”。2023 年，生态环境部明确将火电、钢铁等行业纳入强制在线监测范围，企业碳排放数据的真实性、实时性成为监管重点。

传统的 “物料衡算法”“系数法” 核算碳排放存在较大误差（±10%-30%），难以满足碳交易、碳税征收的精准性要求。碳排放二氧化碳在线监测系统通过直接测量排放浓度与流量，将核算误差控制在 ±5% 以内，成为企业应对碳监管、参与碳市场的必备工具。同时，系统提供的实时数据能帮助企业识别高碳排放环节，为节能改造（如更换高效燃烧器、余热回收）提供方向，实现 “监测 - 分析 - 优化” 的闭环管理。

可能应用行业

电力行业：火电企业的燃煤锅炉、燃气轮机排放口监测，是最早纳入强制在线监测的行业之一，数据用于碳排放权交易与环保考核。

制造业：钢铁、水泥、化工、有色金属等行业的生产工艺废气（如高炉煤气、窑炉烟气）监测，支撑企业绿色工厂认证与低碳转型。

建筑行业：建筑施工过程中的工程机械排放、建筑运行阶段的能源消耗碳排放监测，服务于绿色建筑评价与低碳社区建设。

交通运输业：机场、港口、铁路枢纽的地面设备（如牵引车、发电机）及物流园区的碳排放监测，助力交通领域 “油转电”“油转气” 改造。

市政与公共事业：城市污水处理厂（厌氧消化产生的二氧化碳）、垃圾填埋场、集中供热公司的碳排放监测，为城市碳达峰行动提供数据支撑。

选点和安装注意要求

选点原则

排放源优先：监测点优先设置在二氧化碳主要排放源的排气口，如锅炉烟道、工艺废气管道、燃烧设备烟囱等，确保直接捕获排放数据。

气流稳定段：在圆形管道上，选点位置应位于距离弯头、阀门、风机下游≥6 倍管道直径，上游≥3 倍管道直径的直管段，确保烟气混合均匀，减少湍流对测量的影响。

代表性覆盖：对于多排放源企业（如化工厂有多个反应釜），需按排放量权重选取关键源安装监测设备，次要源可采用分布式小型传感器辅助监测，实现全厂区覆盖。

合规性要求：选点需符合《固定污染源废气 二氧化碳的测定 非分散红外吸收法》（HJ 870-2017）中对采样位置的规定，便于环保部门核查与比对监测。

安装注意要求

采样探头安装：探头插入深度应为管道直径的 1/3-1/2，确保穿过烟气主流区；对于高温烟气（＞150℃），需为探头配备水冷或风冷装置，防止传感器过热损坏。

预处理系统配置：针对高粉尘烟气（如钢铁厂高炉煤气），需安装高效过滤器（过滤精度≤1μm）与反吹装置（定期清除滤芯粉尘）；高湿度烟气（如水泥厂窑尾废气）需配备冷凝器（将露点降至 5℃以下），避免水汽干扰红外吸收。

电气与防爆要求：在防爆区域（如化工车间）安装时，设备需具备 Ex d II CT6 Gb 防爆等级，线缆穿防爆管敷设，接地电阻≤4Ω；电源采用 UPS 不间断供电，确保断电时数据不丢失。

校准与比对：安装后需用一级标准气体（如 99.999% 纯二氧化碳与氮气混合气体）进行校准，误差需≤±2%；每季度至少进行 1 次比对监测，与手工方法（HJ 870-2017）测量结果的相对偏差应≤10%。

执行标准

碳排放二氧化碳在线监测系统需符合多项国家与行业标准，确保数据合法有效：

检测方法标准：遵循《固定污染源废气 二氧化碳的测定 非分散红外吸收法》（HJ 870-2017）与《环境空气 二氧化碳的测定 非分散红外法》（GB/T 18204.24-2000），保证监测方法的规范性。

设备技术标准：满足《固定污染源烟气（SO₂、NOₓ、颗粒物）连续排放监测系统技术要求及检测方法》（HJ 76-2017）中对气态污染物监测的通用要求，如响应时间≤150 秒、24 小时零点漂移≤±2% FS。

数据传输标准：符合《污染物在线监控（监测）系统数据传输标准》（HJ 212-2017），确保与省级 / 国家级碳排放监管平台的数据格式、传输协议一致。

合规性要求：通过中国计量科学研究院的型式评价，取得计量器具型式批准证书（CPA），并符合《碳排放权交易管理办法》中对在线监测设备的资质要求。

产品参数

检测气体：二氧化碳（CO₂）。

检测原理：非分散红外吸收法（NDIR），可选配激光光谱法。

测量范围：0-5% VOL（烟气）、0-5000ppm（环境空气），支持量程自动切换。

分辨率：1ppm（0-5000ppm 量程）、0.01% VOL（0-5% VOL 量程）。

测量精度：±1%FS（0-5%VOL）；±2%FS（0-5000ppm）。

响应时间：T90≤20 秒（NDIR）；T90≤10 秒（激光法）。

预处理系统：包含除尘（过滤精度 1μm）、除湿（冷凝法，露点≤5℃）、除酸（可选活性炭吸附）模块，样气流量 0.5-1L/min。

数据输出：4-20mA 模拟信号、RS485（Modbus-RTU 协议）、以太网（TCP/IP），支持 HJ 212 协议数据上传。

校准功能：自动零点 / 跨度校准，支持标准气体远程校准，校准周期可设置（1-30 天）。

工作环境：主机工作温度 - 10℃-50℃，采样探头工作温度 - 20℃-200℃（高温型可耐 400℃），相对湿度 0-95% RH（无冷凝）。

防护等级：主机 IP65，采样探头 IP68。

电源与功耗：AC 220V±10% 50Hz，平均功耗≤150W，支持 UPS 备用电源（续航≥4 小时）。

数据存储：本地存储≥3 年原始数据，支持 USB 导出与云端同步。

外形尺寸：主机 450mm×350mm×200mm（壁挂式），采样探头长度 300-600mm（可定制）。

碳排放二氧化碳在线监测系统通过精准的实时监测、全面的数据管理与合规的报告输出，成为企业碳排放管理的 “数字孪生” 工具。它不仅帮助企业满足政策监管要求，更能通过数据驱动的节能改造实现降本增效，为参与碳交易、申请绿色信贷提供核心竞争力。随着 “双碳” 目标推进与碳市场扩容，该系统将在各行业深度普及，推动社会经济向低碳模式转型，为全球气候治理贡献中国力量。若需了解特定行业的定制化方案或更详细的技术细节，可随时沟通交流。

来源：三卫遥测