我院在Sci Total Environ发文提出碳中和与空气质量改善协同路径

【导读】我院大气环境规划研究所在环境领域知名期刊《Science of the Total Environment》刊发的论文“Airquality benefits of achieving carbon neutrality in China”，定量分析了中国2060年前实现碳中和将带来的空气质量改善协同效益。

研究背景

二氧化碳和大部分大气污染物同根同源，在碳达峰目标和碳中和愿景推动下，能源和产业结构有望实现快速且深远的清洁转型，使得二氧化碳和空气污染物排放量显著下降，进而加速环境空气质量改善。本研究基于中国2020-2060年二氧化碳排放路径（CAEP-CP1.1），利用排放清单模型、WRF-CAMx空气质量模型，模拟了碳中和驱动下的污染物排放量变化，探讨了碳中和带来的空气质量改善协同效益，提出了中国中长期空气质量改善路径（CAEP-CAP）。此外，本研究还分析了低碳政策和末端治理政策对空气质量改善的贡献。

图1 研究思路

研究结果

在CAEP-CP1.1碳排放路径驱动下，考虑到末端治理技术的发展和应用在未来几个五年计划中进一步深入推进，预计2030年全国SO₂、NO_x、一次PM_2.5和VOCs的排放量将分别在当前排放基础上削减42%、42%、44%和28%左右，2035年分别削减57%、58%、60%和42%左右，2060年分别削减93%、93%、90%和61%左右。

CAEP-CAP中长期空气质量改善路径表明，全国PM_2.5年均浓度有望在2030年、2035年、2060年分别降低到27、23、11微克/立方米，或将提前实现2035年“美丽中国”目标（25微克/立方米），有望在2060年左右达到世界卫生组织准则值10微克/立方米。全国城市O₃-8h90th浓度平均值有望在2030年、2035年、2060年控制在129、123、93微克/立方米，2035年略高于美国目前的O₃污染水平，2060年将有望低于世界卫生组织准则值100微克/立方米。按照我国现行空气质量标准，预计2030年、2035年全国空气质量达标城市占比将分别达到82%和94%，到2060年，将有一半左右的城市空气质量达到目前世界卫生组织准则值的要求。

在2035年前空气质量改善主要由末端治理措施驱动，低碳政策的作用主要体现在抑制能源消费快速增长，尽早进入峰值平台期，缓解空气质量改善压力；2035年后，低碳政策将为空气质量改善提供强劲动力；到2060年，碳减排的协同效益对PM_2.5和O₃-8h 90th浓度降低的累积贡献率将高于80%。

图2 CAEP-CAP路径下我国中长期PM_2.5浓度变化（µg/m³）

图3 CAEP-CAP路径下我国中长期O₃-8h 90th浓度变化（µg/m³）

政策应用

本研究量化了全国碳中和驱动下的空气质量改善效益，对于理解和制定中国空气质量改善中长期路径具有重要意义，也可为温室气体减排与大气环境质量改善协同增效提供一定支撑。

作者贡献

史旭荣助理研究员为论文第一作者，薛文博研究员和王金南院士为论文通讯作者。其他作者包括：郑逸璇助理研究员、雷宇研究员、严刚研究员、刘鑫助理研究员、蔡博峰研究员、同丹助理教授（清华大学）。

论文获取：Xurong Shi, Yixuan Zheng, Yu Lei, Wenbo Xue*, Gang Yan, Xin Liu, Bofeng Cai, Dan Tong, Jinnan Wang**. Air quality benefits of achieving carbon neutrality in China, Science of the Total Environment. 2021. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148784.

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