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清华大学课题组研究揭示碳中和背景下我国中长期空气质量改善路径

近日,清华大学贺克斌和张强研究团队在《国家科学评论》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》(Pathways of China’s PM2.5 air quality 2015-2060 in the context of carbon neutrality)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,指出碳中和目标下的深度低碳能源转型是我国空气质量达到WHO指导值的必由之路。

据了解,近年来我国PM2.5浓度持续下降,空气质量明显改善。然而,当前PM2.5污染负荷仍处于高位,末端治理的减排难度日益增大,空气质量改善任务依然艰巨。2020年9月,习近平总书记在宣布中国将力争2030年前二氧化碳排放达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。这一重大战略目标的提出为统筹大气污染防治与温室气体减排指明了方向,为空气质量持续改善注入了全新动能。 基于秉承协同推进中国实现应对气候变化、环境质量改善、经济可持续发展的愿景,能源基金会自2018年起持续支持清华大学贺克斌和张强研究团队开展《中国中长期空气质量改善路线图研究》及《中国温室气体与环境治理的协同对策与效果分析》等项目,为中国中长期空气质量改善协同控制总体目标设计及实施路径提供政策建议。

本次研究对六个情景下中国2030、2060年的碳排放和PM2.5空气质量演变进行探讨,定量分析了“减污降碳”的协同效应。具体来说,通过加大源头治理力度,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,持续推进非电行业、柴油机和VOC重点行业污染治理工作,将在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 μg/m3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 μg/m3下降到28 μg/m3

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。届时,全国人群PM2.5年均暴露水平达到8μg/m3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。

基于上述分析,研究进一步对下一步工作提出建议:减排重点领域应包括基于燃煤的工业、电力、民用建筑部门以及交通部门;应当以“减污降碳协同增效”为总抓手,推动碳达峰与碳中和目标下的PM2.5与O3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;针对“科学治污、精准治污和依法治污”的重大需求,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年之后推动空气质量标准逐步与WHO相关标准接轨,将10 μg/m3的世卫组织指导值作为新的长期目标,引导空气质量根本改善。此外,本次研究也对印度等其他同样面临空气污染问题且分散使用化石能源的发展中国家的协同应对气候变化与空气污染具有重要参考价值。

论文链接:
Cheng J#, Tong D#, Zhang Q*, Liu Y, Lei Y, Yan G, Yan L, Yu S, Cui Y. R, Clarke L, Geng G. N, Zheng B, Zhang X. Y, Davis S. J, and He K. B.: Pathways of China’s PM2.5 air quality 2015-2060 in the context of carbon neutrality, https://doi.org/10.1093/nsr/nwab078

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