ERL编辑优选：卫星揭示华北电厂动态变化对氮氧化物排放的影响

文章介绍

Chenghao Xu, Jintai Lin（林金泰）, Sijie Wang, Hao Kong, Yuhang Zhang, Yang Yun, Fangxuan Ren, Mengying Wang, Wanshan Tan, Jianxiao Wang, Lei Bai and Jian Gao

通讯作者：

• 林金泰，北京大学

研究背景：

氮氧化物（NO_x）是一种主要大气污染物，对臭氧和二次PM2.5形成具有重要影响。中国长期面临较大的NO_x减排压力，近年来持续推进燃煤电厂超低排放改造和“上大压小”政策，淘汰老旧机组并新建大型电厂。传统的排放清单难以及时反映电厂新建、关停等设施级变化，并且单纯基于卫星等大气观测的排放估计难以分辨单个设施的排放状况，因此难以精细评估政策措施究竟如何改变电厂NO_x排放。

本研究以2018至2024年华北地区夏季为研究时段，针对燃煤电厂新建与关停两类典型设施变化，结合自主构建的高精度电厂信息和卫星反演排放数据集，定量评估电厂动态变化的NO_x排放效应，并进一步探讨工业共址造成的干扰，从而回答电力行业深度减排之后NO_x排放结构的变化，为深化精准治污提供数据支撑。

研究内容：

该研究首先整合环境统计、Global Energy Monitor、地理信息、卫星影像和产业信息，建立覆盖中国3400余座发电设施精确位置的电厂数据库，并收集华北517座电厂的运行时间信息，确定了2018–2024年间华北共有109座电厂被新建或关停。进一步结合POMINO-TROPOMI NO₂卫星数据和PHLET排放反演算法，获得5km分辨率夏季NO_x排放数据，并扣除非点源背景排放影响，进而结合高分辨率卫星影像识别电厂和工业源共址情况（即在同一格点内），区分电厂排放独立信号与工业干扰两种情况。

结果表明，2018–2024年华北夏季火力发电量增加30.2%，但电厂所在格点NO_x排放并未同步增加。在无工业干扰的格点，新建电厂对应NO_x排放强度平均增加0.76 kg km^-2 h^-1，而关停电厂对应排放强度平均下降1.97 kg km^-2 h^-1。也就是说，新建电厂引起的排放增量较小，与超低排放技术的应用相符；而退役老旧电厂则引起更显著的减排效应。相比之下，在电厂与工业源共址的格点，无论电厂是新增还是关停，NO_x排放往往是下降的，说明工业减排产生了显著的“掩蔽效应”。此外，排放清单难以识别电厂设施级变化，尤其是电厂关停的排放效应。

研究表明，结合高分辨率卫星反演和精确电厂信息能够有效识别电厂新建和关停等动态变化所引起的NO_x排放变化。随着燃煤电厂减排的快速推进，未来的精细化监管和减排策略可转向覆盖面更复杂、更分散的工业点源。

作者介绍

• 2025年影响因子：5.4  Citescore: 9.3
• Environmental Research Letters（ERL）以金色开放获取模式出版，作者可选择将原始数据作为补充资料与文章一起发表。所有研究人员可以免费获取这些研究成果。ERL汇聚了关注环境变化及其应对的研究团体和政策制定团体的意见，涵盖了环境科学的所有方面，出版研究快报、综述文章、观点和社论。ERL顺应了环境科学的跨学科发表的趋势，反映了该领域相关的方法、工具和评估战略，得到了来自不同领域的广泛贡献。