贺克斌:未来需要碳中和与清洁空气协同治理
文章导读
进入“十四五”阶段,在“双碳”目标新背景下,我国仍需实现清洁空气的目标,促进目标协同和路径优化,这些不同的目标如何实现协同,以及路径怎么实现优化?由亚洲清洁空气中心主办的2021中国蓝天观察论坛邀请到了清华大学环境学院教授、中国工程院贺克斌院士,以碳中和与清洁空气协同治理为题,展开探讨。
▲来源:中国大气网 整理:焱焱
进入“十四五”阶段,在“双碳”目标新背景下,我国仍需实现清洁空气的目标,促进目标协同和路径优化,这些不同的目标如何实现协同,以及路径怎么实现优化?由亚洲清洁空气中心主办的2021中国蓝天观察论坛邀请到了清华大学环境学院教授、中国工程院贺克斌院士,以碳中和与清洁空气协同治理为题,展开探讨。
清华大学环境学院教授、中国工程院贺克斌院士
攻坚治污脚步仍需继续
贺克斌院士指出,中国先后通过“十一五SO2总量控制”、“十二五NOx总量控制”、节能减排工作方案、“大气十条”、“蓝天保卫战”等等,让大气污染排放量整体攀升的势头逐步被扼制。
2006年促成SO2排放量达峰后,“十二五”期间开始控制NOx总量,2012年实现了NOX排放量的达峰,约2017年逐步实现了VOCs排放量的达峰。近年来中国人为源CO2排放增速明显放缓,2013-2020年排放年均增速约为1%,远低于2002-2013年间9.6%的排放增速水平。尽管受新冠疫情影响,我国2020年第一季度碳排放同比下降11%,但全年排放与2019年相比仍略有增加,同比增长0.5%;2020年全国化石燃料燃烧和水泥生产过程共排放二氧化碳约100亿吨;从部门构成来看,工业和电力是最主要的排放部门,分别占2020年全国排放总量的41%和38%;从燃料构成来看,2020年煤炭排放占比达76%,但近年来天然气排放总量和占比均快速增长。
2013年以来随着《大气十条》的实施,大气污染防治领域实现历史性变革,主要大气污染物排放量迅速下降。全国SO2、NOx和一次PM2.5排放量已分别于2006、2012年达到峰值,2020年排放量相较峰值分别下降了77%、32%和53%;VOCs和NH3的减排是过去大气污染防治的薄弱环节,排放量长期居高难下。2017年以来VOCs和NH3排放首次出现拐点,但减排幅度较小。
贺克斌院士指出,2013年以来大气污染防治领域实施的燃煤锅炉整治、落后产能淘汰、北方地区清洁采暖、交通结构调整等一系列结构性治理措施对CO2减排也产生了积极的协同效果。在上述措施有力推动下,工业部门在2015-2020年间实现了CO2和大气污染物的协同减排,CO2排放量下降6%;民用部门主要大气污染物排放降低的同时CO2排放量保持基本稳定。但由于规模发电量和支撑经济发展的需求,碳的排放仍然有增加的状态。
在全国337个地级及以上城市中,有98个城市在2015-2019年间实现了PM2.5年均浓度和CO2排放量协同下降,98个城市的PM2.5浓度均下降比例达到25.8%,CO2平均减排比例达到22.5%。但是碳排放量仍在上升,上升体现我国目前还在工业化、城市化的发展期。正因我国仍处于中高速发展阶段,碳达峰之前十年之内还会出现增量。
从健康角度出发,PM2.5改善、臭氧污染治理等对减少健康损失的影响是可观的,但污染存留问题仍然值得引起高度关注。虽然民众对蓝天满意度正在提升,但蓝天保卫战并未打赢。贺克斌院士提出两点问题:第一,我国空气质量标准和世界卫生组织标准的衔接还有很长的路要走;第二,以北京等一线城市为例,现阶段空气质量证明攻坚保卫战仍需持续。
贺克斌院士肯定了我国近年来在减污降碳方面的成效,同时也指出现阶段工业发展、能源结构、政策实施、健康需求等多个方面的需要,都是驱动减碳降污工作持续的关键。
利用CNCAP平台推演减污降碳协同治理路径
贺克斌院士指出作为科研部门减碳、减污的协同治理更偏向于做对政府参考价值更大的定量探索。贺克斌教授带领团队,将情景设计、排放路径预测、污染暴露模拟、费用效益评估作为四项核心指标,搭建碳中和与清洁空气协同科学评估和决策支持平台(CNCAP)。
利用CNCAP平台,可以分析不同时间内我国大气成分排放变化。例如总结过去1990-2020年CO2排放和大气污染物排放的演变过程等;同时可以分析以往污染空间分布情况,例如分析全国工业点源CO2与大气污染物排放情况,回溯在过去我国工业源行业、及CO2排放和主要污染物排放的分布。
利用CNCAP平台,还可以推演未来。在CNCAP平台模拟推演如果按照不同协同减污降碳路径,中国未来能源结构的变化。例如按照碳中和路径,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到达70%以上,工业部门终端煤炭消费比例将低于15%,新型能源车占比达到60%以上,民用部门能源全面清洁化。
在CNCAP平台可以模拟推演双碳情景下,中国CO2和主要大气污染物未来的排放变化。根据平台模拟可以看出,现行的以末端控制为主的清洁空气政策可以使大气污染物排放在2030年之前保持下降态势,但2030年后进一步减排的空间和潜力将大幅收窄;在碳中和情景下,深度低碳能源转型将带来显著的污染物协同减排效益,主要大气污染排放在2030年-2060年间将进一步下降,如NOx还能降低67%,SO2降低83%。
贺克斌院士指出,未来如果按照“双碳”驱动情况下,以2020年全国337个城市整体PM2.5为33μg/m³的平均浓度作为基数,如果只采用现有的治污措施,即使加大治污力度,到2060年PM2.5最多降到25μg/m³。但如果在2030年实现碳达峰,会使2060年PM2.5降到20μg/m³,如果到2028年提前实现碳达峰,大概会降到18μg/m³,如果2060年实现碳中和,就会降到10μg/m³以下。
CNCAP平台还能够对未来碳减排路径选择进行模拟和推演。贺克斌院士提到,在美丽中国第3-5年之间的污和碳政策、路径、技术、措施协同设计非常关键,该时期需要把未来良性循环的前期基础政策用足,基础打牢。到2035年之后,空气质量将会达到优良水平。
最后贺克斌教授指出要实现降碳,可以通过“六碳并举”(资源增效减碳、能源结构降碳、工业过程脱碳、地质空间存碳、生态系统固碳、市场机制融碳)、已经启动的碳市场,以及政府政策引导下的市场机制,形成一套具有中国特色的减污降碳协同路径。
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