自中国宣布2030碳达峰和2060年碳中和以来，该宣誓被多次在国际大会上提及，并被列为2021中央经济的重要工作。2021年1月13日，中国生态环境部在发布的《关于统筹和加强气候变化与生态保护工作相关指导意见》中又专门提到，要推动监测体系统筹融合，加强将温室气体监测逐步纳入生态环境监测体系统筹中，并试点开展石油天然气、煤炭开采等重点行业甲烷排放监测工作。
以此为契机，美国环保协会（EDF）于2021年1月22日举办第二届中国甲烷论坛（2021）– 卫星监测分论坛，为中国日受关注的甲烷监测问题提供新思路。与会演讲专家来自生态环境部卫星环境应用中心（卫星中心）、中国科学技术大学、西湖大学、西班牙瓦伦西亚理工大学、荷兰空间研究所、加拿大GHGSat公司和EDF。
会议涵盖了卫星遥感技术在甲烷监测和量化方面的应用、传感器新进展、温室气体遥感监测方法学和数据反演等前沿课题，并汇集了国际上主要的温室气体监测卫星，如TROPOMI、GHGSat、GOSAT、PRISMA、GF-5、ZY-1E、MethaneSAT、TanSAT等数据利用研究成果。共有来自三个大洲五个国家的140多位嘉宾线上参加，体现了各方对卫星甲烷监测应用方面的关注。
目前，卫星遥感在甲烷监测方面的应用在中国尚处于起步阶段，而欧洲、日本、美国和加拿大已经在此领域深耕多年。中国虽然也有温室气体监测卫星，如高分系列、资源系列和碳卫星等，且具备甲烷监测能力，但当前监测的主要气体为二氧化碳、氮氧化物、硫化物和PM2.5，尚未有公开发表的针对甲烷监测的研究工作。随着中国国家气候政策的逐步清晰以及对甲烷管控的日益重视，相信卫星在甲烷监测方面的应用将会有更大的空间。
自21世纪以来，欧洲、日本、美国、中国先后发射了环境监测卫星，用来监测全球范围内温室气体和大气污染物的排放情况。欧洲航天局于2002年3月发射的极轨对地观测卫星 (Environmental Satellite - 1) ，其搭载的SCIAMACHY传感器，是全球第一个能精确测量二氧化碳和甲烷浓度的卫星传感器，每天为世界各地约4000个科研项目提供有关信息，向地球传输了共计1000万亿字节的数据。2017年10月，欧洲航天局又成功发射了欧洲哨兵5P卫星 (Sentinel-5P)，其搭载的对流层检测仪TROPOMI，空间分辨率为7×5.5公里，可有效监测全球各地大气中痕量气体组分，包括甲烷、二氧化氮、一氧化碳、二氧化硫、臭氧、甲醛等重要的影响气候变化和空气质量的污染物，并加强了对气溶胶的观测。日本于2009年1月发射了全球首颗专用温室气体观测卫星GOSAT-1，卫星运用热和近红外碳观测传感器，帮助人们更好地了解和掌握大气对流层二氧化碳浓度时空变化情况。2018年10月，日本又成功发射了GOSAT-2，其载有高精度的温室气体监测遥感器，监测通道多达1.85万个，可获取更高精度的温室气体观测值；可观测颗粒物浓度为每立方米20μg左右，同时每3天可收集到全球约5.6万个观测点的最新数据，监测面包括公海在内的地球表面的各个角落。为了实现对大气和地球环境变化的长期观测和研究的战略目标，美国国家航天局 （NASA）早在1991年开始了地球观测系统 （Earth Observation System，EOS）计划， 并于1999年12月发射了该系统的第一颗轨道卫星TERRA。TERRA卫星上共有五种传感器，其中分辨率成像光谱仪MODIS、多角度成像光谱仪MISR用于采集地球大气信息。2004年，EOS系统AURA卫星发射成功，其搭载的OMI传感器专门用于臭氧的观测。美国于2009年2月尝试发射OCO-1轨道温室气体观测卫星，发射升空数分钟后出现意外导致失败，但其8年研制的高光谱仪器仍是世界各国研究温室气体探测仪器的重要经验和基础。2014年7月，美国成功发射搭载有3台高分辨率光栅光谱仪合并载荷的专用卫星OCO-2。2019年5月，美国又成功发射OCO-3卫星，主要任务是绘制完整的大气二氧化碳地理分布，与之前发射的卫星相比，其监测范围更广泛且监测数据的分辨率更高。2016年12月，中国碳卫星 (TanSAT) 发射成功。TanSAT携带高光谱二氧化碳探测仪以及起辅助作用的多谱段云与气溶胶探测仪，是国际上第三颗具有高精度温室气体探测能力的卫星。2017年10月，碳卫星数据正式通过国家综合地球观测数据共享平台面向全球免费开放。2018年5月，中国成功发射高分五号卫星 – 世界首颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星，填补了国产卫星无法有效探测区域大气污染气体的空白。卫星可实现紫外线至长波红外谱段的全谱段观测，可通过对大气污染气体、温室气体、气溶胶等物理要素的监测，动态反映中国大气污染状况。在本次中国甲烷论坛卫星监测论坛上，来自瓦伦西亚理工大学的Luis Guanter教授展示了高分五号卫星的数据提供能力——高分五号和资源1号卫星数据对美国油气产区二叠盆地开展了甲烷监测活动，取得非常好的研究成果。除国家航天局发射的卫星之外，一些私营企业和国际机构也开始涉足温室气体卫星发射和应用领域。2016年6月，加拿大公司“GHGsat Inc.” 发射了名为GHGSat-D 的高分辨率卫星，观测地球二氧化碳与甲烷浓度，2020年9月发射了GHGsat-C1，目前该公司共有两颗卫星在轨，并于2021年1月24日发射了第三颗卫星。美国加利福尼亚州与美国PlanetLab公司合作，也计划发射一颗卫星，专注于特定地点的温室气体排放。EDF的分支机构MethaneSAT计划于2022年秋季发射一颗甲烷卫星MethaneSAT。该卫星计划获得“贝索斯地球基金”1亿美元的捐赠承诺， 以支持卫星发射和数据平台搭建。特斯拉CEO埃隆马斯克建立的美国太空探索技术公司（SpaceX）也将利用其研制的可回收式中型运载火箭猎鹰9号，将MethaneSAT卫星送入轨道。EDF的分支机构MethaneSAT计划于2022年秋季发射一颗甲烷卫星MethaneSAT。
EDF的资深物理科学家Ritesh Gautam在本次卫星监测分论坛上介绍，MethaneSAT将专注油气行业甲烷排放的量化，弥补当前甲烷监测卫星监测能力的不足，MethaneSAT发射后将成为监测精度最高（达到2ppb），甲烷数据量化集成性最好的卫星，并且其数据将免费为非商业用户开放。MethaneSAT大约每4天就会对全球80%以上的油气田甲烷排放情况进行量化监测，届时将会成为全球甲烷卫星监测的又一个重要工具。目前，全球已经形成了一个小型的温室气体卫星监测网。但总体来看，卫星在甲烷排放监测方面的应用尚在早期阶段。不过，越来越多的机构开始利用卫星数据来分析甲烷排放，如国际能源署（IEA）的甲烷追踪器（Methane Tracker）在2021年首次使用采用卫星数据来量化全球油气行业的甲烷排放，证实了卫星遥感在甲烷监测方面应用的潜力。各国估算能源部门甲烷排放是采用联合国气候变化框架公约（UNFCC）推荐的基于排放因子的温室气体排放清单的方法。该方法存在很大的不确定性，且由于计算中存在一些主观性的参数判定，其客观性也备受质疑。因此，卫星监测在大尺度空间范围的应用就具有显著优势，不过当前卫星监测的最大问题是提高监测和反演的精度，并实现监测数据的量化。常规的地面甲烷监测方法受到空间（站点数量和分布）和时间（采样频率）的限制，观测结果很难应用于全球分布变化、地气交换、大气传输、全球综合效应的研究工作。而遥感的监测方式不但可以获得甲烷空间分布信息，还可以得到这些气体成分浓度长时间序列的变化信息。特别是卫星遥感的方式，可以提供稳定、长时间序列、全球尺度、时空一致性较好的甲烷排放信息。因此，如卫星中心研究人员所说，甲烷排放遥感监测的首要步骤是遥感数据的高精度反演，然后采用地面监测数据进行校正，最后实现总量监测控制的目的。本次卫星甲烷监测论坛是对中国和国际温室气体卫星监测技术能力的一次整合，也是EDF利用自身平台优势在中国开展的首次卫星遥感甲烷监测的论坛。甲烷是全球第二大温室气体，是一种比二氧化碳更为强势的温室气体，甲烷的监测与控排是实现国家气候控制目标的重要措施之一。《关于统筹和加强应对气候变化与生态环境保护相关的指导意见》第十四条明确提出，开展油气行业、煤炭行业及大尺度区域的甲烷排放监测。这种大尺度的甲烷监测正是卫星遥感监测的优势。可以预见，卫星遥感在中国甲烷监测应用方面将大有可为。