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减碳更降PM2.5!碳中和破解空气治理难题-国际能源网能源财经频道

发布时间:2021-06-09

清华大学地球系统科学系与环境学院的课题组在《国家科学评论》期刊(National Science Review)发表论文《碳中和背景下中国2015-2060年PM2.5空气质量改善路径》。研究提出,2030年后,末端治理措施的排放量潜力基本消耗,在碳中和目标下采行有雄心的污染排放量措施,能使全国将近八成人群的PM2.5年均暴露水平高于世界卫生组织(WHO)的要求,空气污染问题也能得到根本解决。

当前碳减排目标下

空气管理后劲力弱

WHO对PM2.5的年均浓度指导值为10μg/m3。根据中国正在执行的《环境空气质量标准》(GB 3095—2012),PM2.5年平均浓度一级和二级限值分别为15μg/m3和35μg/m3,和WHO的指导值仍有一定差距。

近年来,中国PM2.5浓度持续上升,空气质量明显改善,但环境治理工作依然艰巨。

该研究设计了六种排放量情景,还包括“基础情况”“当前目标”“有雄心的污染减排+国家自律贡献目标”“有雄心的污染排放量+碳中和目标”“有雄心的污染排放量+2℃温控目标”和“有雄心的污染排放量+1.5℃温控目标”。

科学知识小卡片

“基础情况”(baseline)是该研究的参照项,创建在中国2015年之前制订的气候环境政策上,清洁空气行动有限。

“当前目标”(Current-goals)根据过去提出(还包括将执行)的国家自主排放量目标和气候政策设计,这些政策也将在2020-2030年获得加强。它代表一种政策持续发展模式,模拟结果可反映在当前政策下未来PM2.5空气质量的变化情况。

“有雄心的污染减排+国家自律贡献目标”(Ambitious-pollution-NDC-goals)和“当前目标”设计背景一致,具备相同的能源转型路径,但会采行高度发达的末端管理技术,并于2050-2060年持续实行。在此情景下,京津冀地区最严苛的空气管理措施将于2015-2030年在全国实施;2030-2050年,最繁盛的末端治理和生产能力技术将被广泛应用于各个领域,且此后10年将之后用于。该情景揭示中国能否通过目前的能源转型路径以及最严苛的污染控制措施,彻底解决空气污染问题。

“有雄心的污染排放量+碳中和目标”(Ambitious-pollution-Neutral-goals)是在中国政府发布“2060年实现碳中和”的目标背景下设计的。此情景假设在社会经济可持续高速发展的情况下,中国将很快采取严格的低碳能源转型措施,并融合最佳的污染控制技术,保证实现2060年零碳排放的目标。

“有雄心的污染减排+2℃温控目标”和“有雄心的污染减排+1.5℃温控目标”同巴黎协议明确提出的“全球平均气温升幅较前工业化时期容许在2℃内,并努力控制在1.5℃内”的升温限制一致,这两者和“有雄心的污染排放量+碳中和目标”有相同的污染控制措施和社会经济发展目标。这三种严苛的低碳情景体现了中国未来PM2.5空气质量在最严苛的碳排放和污染控制措施下的状况,也为中国在实现零碳排放以及全球2℃-1.5℃加剧容许的情况下如何优化能源结构、推动空气质量提高提供参照。

有所不同情景下中国未来碳排放和PM2.5浓度变化(图中百分比表示一次能源消费总量中化石燃料占比)

图源:《碳中和背景下中国2015-2060年PM2.5空气质量改善路径》

在“当前目标”情景下,煤炭在一次能源中的占比从2015年的65%上升到2060年的48%。在电力和工业的低碳能源转型驱动下,二氧化碳排放将在2030年达峰,达到12.4Gt,2060年上升至9.1Gt,35μg/m3的PM2.5浓度目标将在2030年构建。但是,如果没新的空气治理和气候行动,2030年后该情景排放量幅度不大。研究明确提出,2030-2060年,二氧化碳排放量上升27%,其他污染物排放量仅上升4%-31%。

碳中和破解空气污染问题

“有雄心的污染排放量+碳中和目标”是在中国发布“双碳”目标背景下设计的。同创建在国家自律贡献目标下的情景比起,该情景下2015-2030年化石燃料在一次能源中的占比将降低20%,碳排放下降15%,污染物废气增加58%-67%。到2060年,二氧化碳排放量上升至0.68Gt,超过清净零排放,并构建约0.7Gt的自然碳汇。

为检验有雄心的气候目标对减排的影响,研究者根据更高的气候目标——全球2℃-1.5℃的加剧限制,设计了“有雄心的污染减排+2℃温控目标”和“有雄心的污染减排+1.5℃温控目标”这两个研究情景,并和“有雄心的污染减排+碳中和目标”做对比研究。

研究发现,在严苛的洗手空气政策与上述三个雄心勃勃的气候目标下,2030年PM2.5浓度将低于25μg/m3。2030年后,空气质量也能之后改善。到2060年,PM2.5浓度在上述三种情景中将远低于WHO的要求,分别超过9.5、7.9、6.7μg/m3。“有雄心的污染减排+碳中和目标”情景的空气提高效果介于这两者之间。

研究者认为:“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。”对比“当前目标”和“有雄心的污染排放量+国家自主贡献目标”,碳中和目标情景能维护大多数中国人,到2060年约78%的人口受到的PM2.5曝露浓度将低于10μg/m3,近85%的中国城市PM2.5浓度也将达到WHO的要求。


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