清華大學地球系統科學系與環境學院的課題組在《國家科學評論》期刊(National Science Review)發表論文《碳中和背景下中國2015-2060年PM2.5空氣質量改善路徑》。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生組織(WHO)的要求，空氣污染問題也能得到根本解決。
當前碳減排目標下
空氣治理后勁乏力
WHO對PM2.5的年均濃度指導值為10μg/m3。根據中國正在執行的《環境空氣質量標準》(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的指導值仍有一定差距。
近年來，中國PM2.5濃度持續下降，空氣質量明顯改善，但環境治理工作依然艱巨。
該研究設計了六種減排情景，包括“基礎情況”“當前目標”“有雄心的污染減排+國家自主貢獻目標”“有雄心的污染減排+碳中和目標”“有雄心的污染減排+2℃溫控目標”和“有雄心的污染減排+1.5℃溫控目標”。
“基礎情況”(baseline)是該研究的參考項，建立在中國2015年之前制定的氣候環境政策上，清潔空氣行動有限。
“當前目標”(Current-goals)根據過去提出(包括將執行)的國家自主減排目標和氣候政策設計，這些政策也將在2020-2030年得到加強。它代表一種政策持續發展模式，模擬結果可反映在當前政策下未來PM2.5空氣質量的變化情況。
“有雄心的污染減排+國家自主貢獻目標”(Ambitious-pollution-NDC-goals)和“當前目標”設計背景一致，具有相同的能源轉型路徑，但會采取高度發達的末端治理技術，并于2050-2060年持續實施。在此情景下，京津冀地區最嚴格的空氣治理措施將于2015-2030年在全國實施;2030-2050年，最發達的末端治理和產能技術將被廣泛應用于各個領域，且此后10年將繼續使用。該情景揭示中國能否通過目前的能源轉型路徑以及最嚴格的污染控制措施，徹底解決空氣污染問題。
“有雄心的污染減排+碳中和目標”(Ambitious-pollution-Neutral-goals)是在中國政府發布“2060年實現碳中和”的目標背景下設計的。此情景假定在社會經濟可持續高速發展的情況下，中國將迅速采取嚴格的低碳能源轉型措施，并結合最佳的污染控制技術，確保實現2060年零碳排放的目標。
“有雄心的污染減排+2℃溫控目標”和“有雄心的污染減排+1.5℃溫控目標”同巴黎協定提出的“全球平均氣溫升幅較前工業化時期限制在2℃內，并努力控制在1.5℃內”的升溫限制一致，這兩者和“有雄心的污染減排+碳中和目標”有相同的污染控制措施和社會經濟發展目標。這三種嚴格的低碳情景體現了中國未來PM2.5空氣質量在最嚴格的碳排放和污染控制措施下的狀況，也為中國在實現零碳排放以及全球2℃-1.5℃升溫限制的情況下如何優化能源結構、推動空氣質量改善提供參考。
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PM2.5空氣質量改善路徑》
在“當前目標”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%。在電力和工業的低碳能源轉型驅動下，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濃度目標將在2030年實現。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”是在中國發布“雙碳”目標背景下設計的。同建立在國家自主貢獻目標下的情景相比，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，并實現約0.7Gt的自然碳匯。
為驗證有雄心的氣候目標對減排的影響，研究者根據更高的氣候目標——全球2℃-1.5℃的升溫限制，設計了“有雄心的污染減排+2℃溫控目標”和“有雄心的污染減排+1.5℃溫控目標”這兩個研究情景，并和“有雄心的污染減排+碳中和目標”做對比研究。
研究發現，在嚴格的清潔空氣政策與上述三個雄心勃勃的氣候目標下，2030年PM2.5濃度將低于25μg/m3。2030年后，空氣質量也能繼續改善。到2060年，PM2.5濃度在上述三種情景中將遠低于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”情景的空氣改善效果介于這兩者之間。
研究者指出：“碳中和目標下的深度低碳能源轉型是我國空氣質量達到WHO指導值的必由之路。”對比“當前目標”和“有雄心的污染減排+國家自主貢獻目標”，碳中和目標情景能保護大多數中國人，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)
