朱彤院士：“碳中和”是我们弯道超车的机遇 | 大咖访谈

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2022年初，北京市发布2021年北京市空气质量状况，表明北京市大气污染治理提前完成“十四五”任务目标，PM2.5平均浓度降到33微克/立方米，创历史新低。北京的变化是我国空气质量改善的缩影。在空气污染治理的过程中，科学研究起到了什么作用？对我国来说，碳中和意味着什么？我们专访了中国科学院地学部院士、大气化学与环境健康学家朱彤。

朱彤院士专访

（本文根据专访内容整理）

大气科学的研究成果，如何助力空气污染治理？

朱彤院士在《开讲啦》节目上

图片来源：央视一套

问：您的研究方向主要是大气化学、环境对人体健康的影响，请问您是怎么走上这条研究道路？

答：我主要是研究大气化学以及环境对人体健康的影响，我们的很多研究结果可以为政府制定大气污染控制措施提供科学上的支持。

至于如何走上这条研究道路，就说来话长了。一方面，在学生期间，我本科学的是放射化学，研究生学的是环境化学，主要是研究大气里面的一些污染物是如何通过化学反应生成的。在此过程中，接触到越来越多大气化学的研究方法、研究手段。另一方面，1999年我回到北京大学工作时，有很多跟环境污染相关的问题，特别是科学问题需要去回答。所以我就逐步地开展各方面的研究，一直走到了今天。

问：在您这么多年的研究生涯中，有没有特别难忘的经历？

答：有很多，比如2008年北京奥运，因为这是中国首次举办夏季奥运会，可以算是非常重要的一个活动。在此过程中，国际社会对中国，特别是北京能不能把自己的空气污染控制下来产生疑问。

当时我们承诺在2008年奥运期间，空气污染控制能够达到预期的要求。但那时国家和北京市都处于一个快速的社会经济发展时期，污染排放特别高，因此存在一个很大的问题——我们能不能在社会经济快速的发展同时把空气污染控制下来？通过中国科学家全力以赴地研究，以及政府对科学家科研究成果的尊重，在2008年奥运会期间，空气污染得到了有效控制。这是一个非常重要的实验，实验证明只要我们愿意去控制，空气污染是可以控制下来的。通过科学家的努力，这一观点得到了国内和国际社会的认可。

中国科学院院士朱彤

图片来源：新华网

问：大气环境方面的研究成果，对空气污染控制有什么样的贡献？

答：有非常多的贡献：

第一个是制定出空气污染的控制目标。我们通过研究空气污染对人体健康的影响，可以判断出包括PM2.5在内的空气污染中各项指标需要控制到的水平。保证这个强度是当时的社会可以接受的。

第二个是找出空气污染的污染源。因为空气污染很复杂，来自各种各样的污染源，例如工业、城市交通、日常生活等，需要科学家来回答控制哪一个污染源是最有效的。

第三个是控制空气污染需要什么样的技术。很多工程技术上的创新和发明，能够在未来推广和使用。

还有一个很重要是能不能预报空气污染。我们能不能知道明天、后天，甚至是明年、后年的空气污染情况。为此我们就需要知道污染形成的物理、化学过程，并将空气污染的数值模型与天气气象的数值模型结合起来。

这些方面的科学研究都直接或间接地为政府的决策提供支持。

问：从您踏上科研旅途至今，您觉得中国科学家有哪些重磅的成果？

答：在我比较熟悉的空气污染领域中，过去研究空气污染以及污染治理过程中，我们都是学习西方国家的经验。很多学者都有过留学或者访问的经历。在这个阶段积累了很多的知识技能和实验技能。但是针对中国空气污染的治理，我们发现国内空气污染要远远比国外复杂很多。

西方国家的空气污染是经历了可能上百年的时间，中国可能只有三四十年的时间。其中估计也就二三十年的时间是真正从科学角度去分析研究如何治理。在这么复杂的空气污染形成的过程中，中国科学家能够通过过去十来年大量的科研投入，基本上揭示出大气复合污染形成的原因。正是因为这些研究结果，让我们空气污染治理的水平在很短的时间达到了欧美国家很长时间的效果。

问：我们在空气污染的治理技术方面，有哪些突破？

答：治理技术有很多，它涉及方方面面。最有代表性的就是燃煤发电厂现有的技术叫超低排放。具体的细节我现在不是很清楚，但是它使得中国电厂排放的空气污染物远远低于欧美发达国家排放的水平。应该说是科技人员以及管理人员共同努力，达到了这样一个结果。

我们比较中国的电厂排放和居民源排放，因为电厂采取了非常严格而且先进有效的空气污染治理，其每吨煤的空气污染排放量要远远低于燃烧散煤的排放量。现在电厂达到的控制排放的技术水平比欧美国家还要先进，这是一个很重要的例子。

当然还有其他很多技术，像柴油车、机油车尾气的控制，不光是限行，用催化剂把尾气中的污染物催化、转换成无害的气体。有很多中国自主生产专利产品，应用在空气污染控制上。

日常生活、经济发展与环境保护，到底是什么关系？

问：您有一篇论文是讲“被低估的家庭空气污染排放”，请问我们应该如何理解？

答：这是有特定的条件。北方冬季取暖做饭大量使用散煤和生物质燃烧。我们知道散煤燃烧过程中是没有任何污染控制措施的，不像电厂有脱硫、脱硝、除尘等要求。一般粗略估算——如果燃烧一吨散煤，它可能排放的污染相当于电厂100吨的排放量。农村家里面基本上每户一年一个冬季要用三吨散煤，所以量是非常的大。

在论文里我们用一个空气质量模型计算出来，京津冀冬季时，单纯是通过居民特别是农村居民，自己家里烧散煤或者是生物质燃料，例如秸秆等生物质的固体燃料，对北京的空气污染贡献可能最高到40%（注：论文是指2010年的情况）。如果把这些居民用的以散煤和生物质为主的固体燃料控制下来，对整个区域的空气质量会有很大的改善。另外还需要提醒一点，家里面烧的散煤，如果没有很好的通风措施，会令所有的成员都暴露在很高浓度的室内污染中，对他们的健康也有很大的危害。

朱彤院士与科研人员交谈

图片来源：北京大学

问：为了控制空气污染，前几年推行了“煤改气”，但是似乎效果并不是很好？

答：确实是这样。我们通过科学研究给出证据，说明家庭空气污染排放对空气污染的贡献很大。但是怎么控制，有很多的选择，例如“煤改气”或者“煤改电”。除此之外，还有很多措施：比如清洁的炉灶，即使用煤但是燃烧得很干净；还有一些燃煤排放控制相关的技术。

如果采用“一刀切”的做法，单纯以命令压制或者控制散煤的销售量，而没有去客观地判断清洁用煤技术的可行性，确实不是我们预想的结果，所以我想政府在决策时候需要给予高度重视，审慎考虑。

问：您认为，我们应该怎么处理环保和发展的问题？

答：我们需要权衡经济发展和环境保护的关系。在初期可能经济发展是主要的需求，但是当社会经济发展到一定程度后，环境必然要成为公众需要的一个公共福利产品。我相信，如果不考虑经济因素的话，绝大多数人都会支持对空气环境质量的改善措施；考虑经济因素时，大家可能因为个人所处的状态而态度不同，这是完全可以理解的。

目前，我们需要考虑，一些相对社会经济比较落后的地区，在空气污染治理过程中，如果有其他的城市来帮助它，加快其经济转型，让其社会经济发展进入到一个更好的发展阶段，那对它来说不是一个负面的结果，而是通过环境污染治理过程使社会经济能以一个更高水平、更高质量的发展。

很多时候，产生环境空气污染是因为我们经济水平和技术水平还不够高质量，而社会发展的目标应该是高质量的发展。所以我想这个矛盾，如果是从这个角度来考虑是可以解决的。当然，具体的时间表以及路径，可能要根据各个省市的特点来采取。

蓝天白云

图片来源：pixabay

2018年至2020年，国家提出“打赢蓝天保卫战”的计划，对北京和天津两个大城市及其他26个城市采取了非常严格的控制举措，起到了非常重要的作用。实际上之前有很多企业从北京转移到河北，原本就污染比较严重，可能已经在排放上面超过了国家规定的标准。所以还需要通过国家有关的法律制度来更加完善的执行。

在珠峰，我们把自己当作研究对象

问：2022年珠峰科考的时候，科考人员也被当作了观测对象，您可以详细介绍一下情况吗？

答：很多人都很向往去珠峰或者高海拔地区，这通常对身体是个挑战，例如高海拔缺氧。在往年的青藏科考的时候，我们发现珠峰地区的臭氧（一种空气污染物）浓度很高，所以很想知道，这里高海拔缺氧，臭氧浓度又很高的环境对人类身体会产生什么样的影响。

第二次青藏科考给我们提供了研究的机会，“巅峰使命”正是针对珠峰开展的科考。我们很想研究，高海拔和高臭氧的环境，对在不同海拔高度从事各种科考与登山活动的人来说，有没有危害？危害有多大？

在这个过程中，我们希望能够招募一些志愿者来参与科研，但是这样的机会很难让很多人参与进来，所以当时就想选择我们自己，这是最方便也最容易做到的。我自己也确实很好奇到高海拔环境后自己的身体会发生什么样的变化，所以我也非常积极地参与作为受试者。

这次我们采集了大量的生物样品（血样、尿样、唾液等等），还通过穿戴式的设备采集了大量数据，科考队员正在分析数据。有一些初步的数据能看到血压增加、心率下降等现象，但是要形成有科学结论性的结果还需要时间。

朱彤院士在珠峰展示用于科考的穿戴式血氧及心率测量仪

图片来源：北京大学

问：臭氧的“臭”应该念“chou”还是“xiu”？

答：专业人士一般念xiu，臭氧中的“臭”（xiu）的意思是说它有一点气味，但这个气味不一定是很臭的臭味，所以叫臭（xiu）氧。在学化学的时候，我们一直都是用臭（xiu），但是因为现在知道臭氧这个概念的人更多了，但是不知道专业训练所给的名称，所以有很多人念chou。在交流沟通上，我们也不要求大家一定要纠正，但我们觉得应该念xiu。

碳中和，助力中国实现弯道超车

问：在您的研究领域，碳中和带来了怎样的挑战和机遇？

答：碳中和实际上是为了应对气候变化而采取的一个非常重要的全球性行动。在此行动中，我们的社会、经济会发生根本性的变化。首先是在能源结构上产生根本性的变化。通过实现碳中和路径的分析，我们知道在未来化石燃料占的比重可能会远远小于现在的比例。在能源结构变化的同时，清洁能源产业将获得发展，它会对带动整个社会的经济结构发生相应的变化。

问：有很多人认为碳中和就是环保，您怎么理解？

答：这可能是一个相对比较狭隘的理解。碳中和的出发点是为了减少人类对气候变化产生的影响，但是一系列的举措会使技术、经济上的各种结构产生革命性的变化；同时为光伏、风能等清洁能源和新兴技术带来很大的机遇；也有利于根本性改善空气污染。

问：也有人认为，“西方国家不怎么谈碳中和了，我们为什么还要坚持”，您怎么看待这个观点？

答：对于西方国家做的决定背后的考虑我不清楚。但是我认为中国采取碳中和，将使得中国未来无论是在气候变化，还是在社会经济发展上拥有更大的潜力。因为我们拥有最新的最先进的技术，这将有助于我国的社会经济发展。

所以我觉得中国的决定不能跟在西方社会的后面跑，不能因为今天他说东我们就向东，明天说西就向西。而是我们要首先看到碳中和给一个国家各个方面（能源结构、经济结构）带来的根本性改变，这种改变诠释了人类社会的未来。所以中国不能因为西方国家的态度而改变自己的发展道路、目标和速度。

问：也有人认为，碳中和是我们一个弯道超车的机会，您怎么看？

答：可以这么讲。因为确实我们在很多的领域，比如光伏电池、风能的技术上已经占有很高的技术储备和市场拥有量，所以我们有实力把新能源或者清洁能源的潜力最大程度地发挥出来。碳中和确实给我们提供了一个未来在能源供给以及清洁能源技术上带来的优势，所以我同意这个观点，这是一个很大的机遇，在很多方面我们可以实现弯道超车。

本文为中国科学院学部·学术引领专栏文章，更多内容请点击文末“阅读原文”

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