清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系與環(huán)境學(xué)院的課題組在《國家科學(xué)評論》期刊(National Science Review)發(fā)表論文《碳中和背景下中國2015-2060年P(guān)M2.5空氣質(zhì)量改善路徑》。研究提出，2030年后，末端治理措施的減排潛力基本耗盡，在碳中和目標(biāo)下采取有雄心的污染減排措施，能使全國近八成人群的PM2.5年均暴露水平低于世界衛(wèi)生組織(WHO)的要求，空氣污染問題也能得到根本解決。
當(dāng)前碳減排目標(biāo)下
空氣治理后勁乏力
WHO對PM2.5的年均濃度指導(dǎo)值為10μg/m3。根據(jù)中國正在執(zhí)行的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—2012)，PM2.5年平均濃度一級和二級限值分別為15μg/m3和35μg/m3，和WHO的指導(dǎo)值仍有一定差距。
近年來，中國PM2.5濃度持續(xù)下降，空氣質(zhì)量明顯改善，但環(huán)境治理工作依然艱巨。
該研究設(shè)計了六種減排情景，包括“基礎(chǔ)情況”“當(dāng)前目標(biāo)”“有雄心的污染減排+國家自主貢獻目標(biāo)”“有雄心的污染減排+碳中和目標(biāo)”“有雄心的污染減排+2℃溫控目標(biāo)”和“有雄心的污染減排+1.5℃溫控目標(biāo)”。
“基礎(chǔ)情況”(baseline)是該研究的參考項，建立在中國2015年之前制定的氣候環(huán)境政策上，清潔空氣行動有限。
“當(dāng)前目標(biāo)”(Current-goals)根據(jù)過去提出(包括將執(zhí)行)的國家自主減排目標(biāo)和氣候政策設(shè)計，這些政策也將在2020-2030年得到加強。它代表一種政策持續(xù)發(fā)展模式，模擬結(jié)果可反映在當(dāng)前政策下未來PM2.5空氣質(zhì)量的變化情況。
“有雄心的污染減排+國家自主貢獻目標(biāo)”(Ambitious-pollution-NDC-goals)和“當(dāng)前目標(biāo)”設(shè)計背景一致，具有相同的能源轉(zhuǎn)型路徑，但會采取高度發(fā)達的末端治理技術(shù)，并于2050-2060年持續(xù)實施。在此情景下，京津冀地區(qū)最嚴(yán)格的空氣治理措施將于2015-2030年在全國實施;2030-2050年，最發(fā)達的末端治理和產(chǎn)能技術(shù)將被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，且此后10年將繼續(xù)使用。該情景揭示中國能否通過目前的能源轉(zhuǎn)型路徑以及最嚴(yán)格的污染控制措施，徹底解決空氣污染問題。
“有雄心的污染減排+碳中和目標(biāo)”(Ambitious-pollution-Neutral-goals)是在中國政府發(fā)布“2060年實現(xiàn)碳中和”的目標(biāo)背景下設(shè)計的。此情景假定在社會經(jīng)濟可持續(xù)高速發(fā)展的情況下，中國將迅速采取嚴(yán)格的低碳能源轉(zhuǎn)型措施，并結(jié)合最佳的污染控制技術(shù)，確保實現(xiàn)2060年零碳排放的目標(biāo)。
“有雄心的污染減排+2℃溫控目標(biāo)”和“有雄心的污染減排+1.5℃溫控目標(biāo)”同巴黎協(xié)定提出的“全球平均氣溫升幅較前工業(yè)化時期限制在2℃內(nèi)，并努力控制在1.5℃內(nèi)”的升溫限制一致，這兩者和“有雄心的污染減排+碳中和目標(biāo)”有相同的污染控制措施和社會經(jīng)濟發(fā)展目標(biāo)。這三種嚴(yán)格的低碳情景體現(xiàn)了中國未來PM2.5空氣質(zhì)量在最嚴(yán)格的碳排放和污染控制措施下的狀況，也為中國在實現(xiàn)零碳排放以及全球2℃-1.5℃升溫限制的情況下如何優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、推動空氣質(zhì)量改善提供參考。
不同情景下中國未來碳排放和PM2.5濃度變化(圖中百分比表示一次能源消費總量中化石燃料占比)
圖源：《碳中和背景下中國2015-2060年P(guān)M2.5空氣質(zhì)量改善路徑》
在“當(dāng)前目標(biāo)”情景下，煤炭在一次能源中的占比從2015年的65%下降到2060年的48%。在電力和工業(yè)的低碳能源轉(zhuǎn)型驅(qū)動下，二氧化碳排放將在2030年達峰，達到12.4Gt，2060年下降至9.1Gt，35μg/m3的PM2.5濃度目標(biāo)將在2030年實現(xiàn)。但是，如果沒有新的空氣治理和氣候行動，2030年后該情景減排幅度不大。研究提出，2030-2060年，二氧化碳排放量下降27%，其他污染物排放量僅下降4%-31%。
碳中和破解空氣污染問題
“有雄心的污染減排+碳中和目標(biāo)”是在中國發(fā)布“雙碳”目標(biāo)背景下設(shè)計的。同建立在國家自主貢獻目標(biāo)下的情景相比，該情景下2015-2030年化石燃料在一次能源中的占比將降低20%，碳排放下降15%，污染物排放減少58%-67%。到2060年，二氧化碳排放量下降至0.68Gt，達到凈零排放，并實現(xiàn)約0.7Gt的自然碳匯。
為驗證有雄心的氣候目標(biāo)對減排的影響，研究者根據(jù)更高的氣候目標(biāo)——全球2℃-1.5℃的升溫限制，設(shè)計了“有雄心的污染減排+2℃溫控目標(biāo)”和“有雄心的污染減排+1.5℃溫控目標(biāo)”這兩個研究情景，并和“有雄心的污染減排+碳中和目標(biāo)”做對比研究。
研究發(fā)現(xiàn)，在嚴(yán)格的清潔空氣政策與上述三個雄心勃勃的氣候目標(biāo)下，2030年P(guān)M2.5濃度將低于25μg/m3。2030年后，空氣質(zhì)量也能繼續(xù)改善。到2060年，PM2.5濃度在上述三種情景中將遠(yuǎn)低于WHO的要求，分別達到9.5、7.9、6.7μg/m3。“有雄心的污染減排+碳中和目標(biāo)”情景的空氣改善效果介于這兩者之間。
研究者指出：“碳中和目標(biāo)下的深度低碳能源轉(zhuǎn)型是我國空氣質(zhì)量達到WHO指導(dǎo)值的必由之路。”對比“當(dāng)前目標(biāo)”和“有雄心的污染減排+國家自主貢獻目標(biāo)”，碳中和目標(biāo)情景能保護大多數(shù)中國人，到2060年約78%的人口受到的PM2.5暴露濃度將低于10μg/m3，近85%的中國城市PM2.5濃度也將達到WHO的要求。(洪嘉琳)
