ICS 13.020.10 T CCS Z 04 团 体 标 准 T/CSMT-HJ002—2025 温室气体排放测量方法 差分吸收 激光雷达法 Greenhouse gas emissions measurement method- differential absorption lidar method 2025-04-14发布 2025-05-14实施 中国计量测试学会 发布 中国标准出版社 出版 T/CSMT-HJ002—2025 目 次 前言 II 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 测量目标 测量原理及系统组成 5.1 温室气体排放速率测量原理 5.2 测量系统 5.3 工作条件 5.4 性能指标 6 测量方法 6.1 测量准备 6.2 测量实施 6.3 结果计算 6.4 结果表示 7 报告格式 8 测量数据与质量控制 8.1 测量数据要求 8.2 数据质量控制要求 9 系统维护要求 9.1 系统校准 9.2质量控制文件 附录A（资料性）温室气体排放测量方法 差分吸收激光雷达法测量原理 A.1 温室气体排放量测量原理 A.2差分吸收激光雷达距离分辨浓度分布测量 A.3气象参数测量原理 附录B（资料性） 温室气体排放测量报告（参考格式） 附录C（资料性） 标准气室测量单元 参考文献 T/CSMT-HJ002—2025 前言 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国计量测试学会提出并归口。 本文件起草单位：郑州计量先进技术研究院、中国计量科学研究院、中国电子信息产业发展研究院、 中国环境监测总站、广东省计量科学研究院、内蒙古自治区计量测试研究院、山东省计量科学研究院、 鄂尔多斯市检验检测中心、东营市河口区市场监督管理局、聊城市检验检测中心、四川省成都生态环境 监测中心站、福建空天碳智慧科技有限公司、福建瑞碳光电精密仪器有限公司、湖州新能源云碳中和研 究院、中国计量测试学会。 本文件主要起草人：臧金亮、汪洪军、武亮、郑明月、付博亚、周军红、孙磐、郭波、王星、杨晨辉、 张海港、岳建疆、章振、余赛芬、胡宇鑫、宋海宾、杜凯伦、张文斌、王函韵、张佳楠。 T/CSMT-HJ0022025 温室气体排放测量方法 差分吸收 激光雷达法 1范围 本文件界定了基于差分吸收激光雷达法的温室气体排放测量的术语和定义，明确了测量目标、测量 原理及系统组成、测量方法、测量报告格式、测量数据与质量控制，规定了系统维护要求。 本文件适用于企业或区域温室气体排放速率的直接测量 注1：本方法可用于快速部署目标区域温室气体排放的非接触测量， 注2：本方法适用于温室气体排放短期内快速核查测量，以一段时间内测量平均值评估目标区域温室气体整体排放 情况。 注3：本文件的温室气体指的是企业或区域CH4和CO2。 2 规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件。 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 温室气体 greenhouse gas 大气层中自然存在的和由于人类活动产生的能够吸收和散发由地球表面、大气层和云层所产生的 波长在红外光谱内的辐射的气态成分。 ［来源：GB/T32150—2015,3.1］ 3.2 差分吸收激光雷达法 differential absorption lidar method 一种基于差分吸收技术的气体浓度遥感探测方法，激光雷达发射一对波长差很小的短脉冲激光，激 光波长分别对应待测气体的强吸收处和弱吸收处，两束激光经过气体吸收和大气后向散射返回接收单 元，通过比较两束后向散射激光信号的差异，实现气体空间浓度分布测量。 3.3 距离分辨浓度分布 distance-resolvedconcentrationdistributions 大气中某种气体在不同距离上的浓度变化信息。 3.4 排放速率 emission rate 1h内向大气中排放温室气体的质量。 注：单位为千克每小时（kg/h）。 ［来源：GB16297—1996,3.3，有修改］ 3.5 无组织排放 fugitiveemission 大气污染物不经过排气筒的无规则排放。 1 T/CSMT-HJ002—2025 注：包括开放式作业场所逸散，以及通过缝隙、通风口、散开门窗和类似开口（孔）的排放等。 来源:GB41618一20223.7 3.6 系统盲区system blind region 差分吸收激光雷达系统探测过程中，由于系统自身特性，无法准确获取有效探测数据的区域。 注：在离激光雷达非常近的一段距离范围内，发射激光的后向散射信号不在接收单元的接收视场范围内，激光雷达 无法实现探测信号的准确收集，在这一段距离内激光雷达系统无法实现气体浓度准确测量。 3.7 标准气室 standardgascell 用于填充标准气体的密封容器，两侧端口有通过激光的光学玻璃窗口。 注：标准气室具备激光波长监测功能。 4测量目标 利用差分吸收激光雷达系统实现对目标区域温室气体排放（包含有组织排放和无组织排放）的直接 的测量。通过温室气体空间浓度分布测量和气象信息同步测量，获得目标区域的温室气体排放速率。 5测量原理及系统组成 5.1 温室气体排放速率测量原理 温室气体排放速率测量原理是由温室气体空间浓度分布测量结合气象信息获得，详见附录A。 5.2测量系统 5.2.1测量系统组成 温室气体排放测量差分吸收激光雷达系统由激光发射单元、扫描单元、接收单元、光电转换和信号 处理单元、数据单元（采集、控制和分析）、气象测量单元和其他辅助单元组成。 5.2.2激光发射单元 激光发射单元将激光进行准直、扩束和反射到扫描单元，包括激光器、扩束器和反射镜 5.2.3扫描单元 扫描单元是能够将激光指向目标区域的设备，具备水平360°和垂直180°旋转的功能，通常是由两 个较大的反射镜和相关的机械设备组成。 5.2.4接收单元 接收单元是收集微弱的散射光信号到探测器的单元，主要由接收望远镜和反射镜组成。 5.2.5光电转换和信号处理单元 光电转换和信号处理单元是将收集的光信号转换为电信号，并进行放大和去噪，主要由光电探测 器、放大器和滤波器组成。 5.2.6数据单元（采集、控制和分析） 数据单元（采集、控制和分析)是对电信号进行采集、处理和分析，并对整个系统各单元之间协同运 2 T/CSMT-HJ002—2025 行进行控制，主要由数据采集模块、计算机、控制和分析软件组成。 5.2.7气象测量单元 气象测量单元是采集现场测量时气象信息的设备，主要由超声波风速风向仪、数据采集器和气象枪 杆组成。 5.2.8其他辅助单元 其他辅助单元是能够支撑测量系统正常运行的设备，主要由电力、网络通信、温控设备等组成。 5.3工作条件 5.3.1温室气体排放测量差分吸收激光雷达系统应能在外部一10℃～40℃条件下工作。 5.3.2 温室气体排放测量差分吸收激光雷达系统的光学单元内部应保持相对封闭、相对度≤ 50%，温度控制在（20土1）℃。 5.3.3温室气体排放测量差分吸收激光雷达系统监测地点应处于开阔、无明显遮挡区域，远离震动源。 5.3.4温室气体排放测量差分吸收激光雷达系统测量时大气环境较为稳定，风速范围1m/s～ 15m/s,无风雪沙尘等恶劣天气。 5.4 性能指标 温室气体排放测量差分吸收激光雷达系统性能指标见表1。 表1温室气体排放测量差分吸收激光雷达系统性能指标 序号 技术参数 具体要求 1 波长数量(单一气体测量) ≥2 2 时间分辨率 ≤1h 3 距离分辨率 3.75m~15m 4 排放测量扩展不确定度 ≤ 30% 5 有效探测距离 ≥ 500 m 6 系统盲区 ≤100m CH4 :30X10-6 km 7 探测灵敏度 CO2 :1X10-6 km 风速：0.01m/s 8 风传感器分辨率 风向:1° 风速：±3%（40m/s) 9 风传感器最大允许误差 风向：±3（40m/s） 6 测量方法 6.1 测量准备 6.1.1 调研测量区域中温室气体排放形式（有组织排放和无组织排放）和排放物质 3 T/CSMT-HJ0022025 6.1.2 根据历史天气数据和预报进行风场评估，预测大气风向和风速，其中风速应满足5.3.4的规定。 6.1.3测量仪器部署应遵循以下规定： a) 测量仪器位于排放源下风向； b） 测量距离应大于系统盲区； 测量距离应小于有效探测距离； d) 测量仪器部署要位于安全可靠、开阔、无遮挡、无震动源的地方； e） 测量仪器应保持水平，无倾斜。 其中差分吸收激光雷达扫描方向与风场方向应呈90°夹角，如图1所示，风场采集仪器应靠近排放 源位置。 注：由于大气风场不可控，当测量时风场发生改变，差分吸收激光雷达扫描方向与风场方向夹角在30°～150°范 围内。 风向 排放源 测量系统 扫描方向 图1差分吸收激光雷达系统测量示意图 6.1.4启动预热测量仪器，准备测量工作： a）根据测量气体光谱特征，设置差分吸收激光雷达波长； b）根据排放源位置、风向和扫描方向，设置扫描单元扫描参数； c） 将含有测量气体的标准混合物填充到标准气室中，用于在测量过程中监测波长； d): 设置各测量仪器时间同步，保持时间维度的统一。 6.1.5确认测量仪器应满足9.1校准有效期要求 6.2 测量实施 测量准备工作完成后，应按照以下步骤进行测量工作： a）记录各测量仪器位置、差分吸收激光雷达姿态参数和该测量区域位置； b） 检查各测量仪器是否正常工作； ） 对测量区域开展测量工作，测量过程中监视激光波长和气室探测器能量变化，记录后向散射信 号等测量信息。 注：考虑大气条件