长期以来，电力行业碳排放精准监测面临二氧化碳浓度测量精度不足，传统监测设备灵敏度低、稳定性差，易受环境干扰，数据漂移严重，难以精准捕捉烟气中的微量碳成分；烟道流速测量误差偏大，火电厂烟道截面宽阔，内部气流复杂多变，涡流、紊流交织叠加，传统测量方法采样点单一、代表性不足，流速数据偏差直接导致碳排放总量核算失准两大核心瓶颈。这两大难题如同拦路虎，制约着电力行业碳管理的精细化、科学化发展。

 

大唐环境产业集团股份有限公司（以下简称“大唐环境”）直面行业痛点，组建了由大唐环保科技研究院碳监测产业孵化工作组主任杜明生领衔的专业研发团队，踏上从零起步的自主创新之路。没有成熟方案可借鉴，没有进口设备可依赖，团队历经1000多个日夜的反复试验、迭代优化，从核心元件设计到算法模型构建，从硬件研发到软件集成，攻克了一道又一道技术难关，最终让高精度数智化碳在线监测技术从蓝图变为现实，实现从“算不清”到“测得准”的跨越式突破。

 

从底层原理和核心部件上寻求突破

 

“创新就是要在无人区里探路。我们决定不走老路，必须从底层原理和核心部件上寻求突破。”杜明生回忆道。在浓度测量技术攻关中，大唐环境科研团队聚焦NDIR（非分散红外法）与TDLAS（激光法）两大技术路线深耕细作。基于NDIR原理，创新采用双通道检测、自适应滤波与恒温控制一体化技术，大幅提升设备信噪比，有效抑制零点和量程漂移，让监测精度实现质的飞跃。针对TDLAS技术，团队重构光学吸收算法模型，改良多反射式光程池结构，让激光在有限空间内多次折返，延长有效吸收光程，极大提升检测灵敏度。经实测，自主研发的碳浓度监测设备相对误差控制在4.5%以内，较传统设备误差降低10%，零点漂移与量程漂移降至±1%，性能较传统技术提升60%，精准锁定烟气中的碳踪迹。

 

流速测量是碳监测领域公认的“硬骨头”，该团队以创新思维破解难题。摒弃传统单点测量模式，创造性地提出多声道超声波与多点高精度轮测的监测方案，在烟道截面构建立体监测矩阵，全面捕捉气流分布特征。同时，基于海量实测数据训练动态速度场系数模型，让监测系数随机组负荷动态适配，精准匹配复杂工况下的流速变化。这套组合技术让碳排放监测法与核算法的相对偏差稳定控制在3%以内，远优于国内5%~10%的行业平均水平，每百万吨碳排放核算误差从数万吨缩减至数千吨，为碳交易公平开展、企业合规运营提供了精准的数据保障。

 

工程化应用检验技术“含金量”

 

实验室的成功只是起点，工程化应用才是检验技术的试金石。

 

为让核心技术落地生根，团队成员告别实验室，奔赴各地电厂生产一线，在轰鸣的机组旁、高温的烟道边开展工程示范。江西抚州、广东潮州等电厂成为技术攻坚的战场，夏日机房内40摄氏度以上的高温，台风季高温高湿的恶劣环境，都未能阻挡团队前行的脚步。成员们蹲守烟道旁调试传感器，连续72小时轮班值守记录数据，像外科医生一样精细完成每一次校准标定，逐一破解电路噪声、高温高湿高振动等工程落地难题，确保设备稳定可靠、数据真实精准。

 

“现场是技术最好的试金石，也是团队成长的磨刀石。”杜明生深有感触地说，“数据不会骗人，但获取可靠数据的设备必须经受住考验。”现场一个微小的振动、一丝电路干扰，都可能让数据曲线产生“毛刺”。他们像打磨精密仪器一样，对每一个传感器进行校准，对每一条通信链路进行测试，不放过任何影响数据质量的细节。

 

历经严苛实战检验，大唐环境自主研发的碳在线监测技术成功在11台机组实现示范应用，经第三方权威比对监测，各项指标优于行业标准。2025年3月，该技术通过中国电力企业联合会鉴定，以工程院院士为鉴定委员会主任的专家组一致评定其达到国际领先水平。同时，相关产品顺利取得CCEP环保产品认证与CPA计量器具型式批准，兼具技术先进性与合规实用性，为规模化推广应用扫清障碍。同年，该成果成功入选国务院国资委中央企业科技创新成果推荐目录，成为中国大唐集团有限公司当年唯一入选项目，标志着大唐环境碳监测技术实现了从跟跑到并跑、局部领跑的跨越。

 

“这项技术的价值，远不止于测量本身。它更深远的意义在于，为电碳协同提供了可信的数据底座，让碳排放从‘模糊账’变成‘明白账’，从而驱动发电企业优化运行、精准降碳，让碳市场机制真正发挥出绿色指挥棒的作用。”杜明生对技术的应用前景充满信心。

 

来源：国家电网报