碳中和背景下中国中长期空气质量改善路径

文章导读

近日，清华大学地球系统科学系张强教授课题组与环境学院贺克斌院士课题组合作在《国家科学评论》（National Science Review）在线发表题为《碳中和背景下中国2015-2060年PM_2.5空气质量改善路径》的论文，首次定量揭示了碳达峰与碳中和目标下中国及重点区域2015-2060年的空气质量持续改善路径，指出了实现碳中和目标对我国未来空气质量根本改善的决定性作用。

▲来源：中国日报网        

   作者：程静，同丹，张强（通讯），贺克斌

近日，清华大学地球系统科学系张强教授课题组与环境学院贺克斌院士课题组合作在《国家科学评论》（National Science Review）在线发表题为《碳中和背景下中国2015-2060年PM2.5空气质量改善路径》的论文，首次定量揭示了碳达峰与碳中和目标下中国及重点区域2015-2060年的空气质量持续改善路径，指出了实现碳中和目标对我国未来空气质量根本改善的决定性作用。

 摘要：近年来，中国推出的一系列清洁空气政策使全国PM2.5浓度持续下降，这些政策主要通过末端治理（指在燃烧/生产过程的末端，针对产生的污染物开发并实施有效的治理技术）实现了污染物的减排和空气质量的改善。未来中国PM2.5空气质量若要进一步达到世界卫生组织（WHO）指导值，可能就要取决于应对气候变化行动对空气质量的协同改善。该研究通过组合不同全球和区域气候目标下的能源情景（参考能源、全球1.5~2℃、中国国家自主减排承诺、碳中和气候目标）和污染治理情景（现行政策、强化政策和最佳可行技术），揭示了碳中和背景下我国未来中长期PM2.5空气质量改善路径。研究发现，在2030年实现碳达峰目标的同时，持续实施清洁空气政策可使全国绝大部分地区PM2.5年均浓度达到35微克/立方米的现行环境空气质量标准。然而，到2030年末端治理措施的减排潜力基本耗尽，保障我国绝大部分人群的PM2.5年均暴露水平（人体接触PM2.5的浓度）低于WHO指导值（10微克/立方米），需要通过强化应对气候变化行动（例如中国承诺的碳中和目标和全球1.5℃温控目标）降低源头排放，从根本上解决空气污染问题。研究指出了实现碳中和目标对我国未来空气质量根本改善和保护公众健康的决定性作用。

该研究首次提出并量化评估了碳中和背景下中国未来中长期PM2.5空气质量改善路径，指出碳中和目标下的深度低碳能源转型是中国空气质量达到WHO指导值的必由之路。该研究基于自主研发的中国碳中和与清洁空气协同科学评估与决策支持平台CNCAP，首次构建了碳达峰与碳中和背景下中国2015-2060年中长期排放情景。

不同缓解气候变化路径下，2015、2030和2060年各行业空气污染物排放量

（图源：https://doi.org/10.1093/nsr/nwab078）

研究发现，如一方面加大源头治理力度，提升可再生能源比例，推动钢铁、水泥等高耗能产品产量尽早达峰，加快散煤清洁化替代进程，同时持续推进非电行业、柴油机和VOCs重点行业污染治理工作，则在2030年实现碳达峰目标的同时，全国绝大部分地区PM2.5年均浓度可达到35微克/立方米的现行环境空气质量标准，全国人群PM2.5年均暴露水平可从2015年的55微克/立方米下降到28微克/立方米，实现“减污降碳”的协同效应。

2030年（A）和2060年（B）不同缓解气候变化路径下CO2排放量和PM_2.5暴露量估算

（图源：https://doi.org/10.1093/nsr/nwab078）

研究指出，世界卫生组织(WHO)给出的PM2.5年均浓度指导值为10微克/立方米，而我国现行PM2.5标准相当于WHO第一阶段目标值，距离WHO指导值尚有较大距离。2030年之后，由于末端治理措施的减排潜力基本耗尽，碳中和目标下的深度低碳能源转型措施将成为我国空气质量持续深度改善的动力源泉。在碳中和情景下，到2060年我国将基本完成低碳能源转型，可再生能源发电占比将达到70%以上，工业部门终端煤炭消费比例低于15%，新能源车占比达到60%以上，民用部门能源全面清洁化。2060年全国碳排放总量约为6.8亿吨左右，在当前排放水平基础上减少90%以上；与此同时，全国人群PM2.5年均暴露水平达到8微克/立方米左右，78%的人群PM2.5年均暴露水平低于WHO指导值，空气污染问题得到根本解决。

2060年不同缓解气候变化路径下PM_2.5暴露量估算地域差异

（图源：https://doi.org/10.1093/nsr/nwab078）

研究提出，下一步应当以“减污降碳协同增效”为总抓手，把降碳作为源头治理的“牛鼻子”，推动碳达峰与碳中和目标下的PM2.5与臭氧污染协同治理，深入发挥和提升结构调整在污染减排中的作用，加快能源清洁低碳转型，逐步构建零碳能源体系；强化科技引领和机制创新，构建碳中和与清洁空气协同的新一代大气复合污染防治技术体系；将保护人民群众健康做为气候变化与空气污染协同治理的出发点，在2030年之后加严空气质量标准并逐步与WHO相关标准接轨，引导空气质量根本改善。

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