2021中国碳中和与清洁空气协同路径.pdf

1中国碳中和与清洁空气协同路径中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告工作组2021 年 9 月2021联合主席贺克斌 中国工程院院士 清华大学碳中和研究院院长王金南 中国工程院院士 生态环境部环境规划院院长朱 彤 北京大学环境科学与工程学院院长 教授执行摘要张 强 清华大学地球系统科学系教授（召集人）尹志聪 南京信息工程大学大气科学学院教授鲁 玺 清华大学环境学院副教授宫继成 北京大学环境科学与工程学院研究员雷 宇 生态环境部环境规划院大气环境规划研究所所长 研究员刘 欣 能源基金会环境管理项目主任同 丹 清华大学地球系统科学系助理教授蔡慈澜 清华大学地球系统科学系博士后 中国清洁空气政策伙伴关系秘书处负责人第一工作组尹志聪 南京信息工程大学大气科学学院教授（召集人）陈活泼 中国科学院大气物理研究所研究员 耿冠楠 清华大学环境学院助理研究员胡建林 南京信息工程大学环境科学与工程学院教授马井会 上海市气象局正研级高级工程师王志立 中国气象科学研究院研究员第二工作组鲁 玺 清华大学环境学院副教授（召集人）柴麒敏 生态环境部国家气候战略中心战略规划部主任 研究员刘 俊 北京科技大学能源与环境工程学院副教授沈国锋 北京大学城市与环境学院助理教授 汪旭颖 生态环境部环境规划院助理研究员徐洪磊 交通运输部规划研究院副院长 正高级工程师张 达 清华大学能源环境经济研究所副教授张少君 清华大学环境学院助理教授张 贤 科技部中国 21 世纪议程管理中心研究员郑 博 清华大学深圳国际研究生院助理教授作者列表第三工作组张 强 清华大学地球系统科学系教授（召集人）关大博 清华大学地球系统科学系特聘教授康佳宁 北京理工大学能源与环境政策研究中心博士后李 伟 清华大学地球系统科学系副教授刘 竹 清华大学地球系统科学系副教授同 丹 清华大学地球系统科学系助理教授王旭辉 北京大学城市与环境学院研究员 助理教授 张少辉 北京航空航天大学经济管理学院副教授第四工作组宫继成 北京大学环境科学与工程学院研究员（召集人）戴瀚程 北京大学环境科学与工程学院研究员黄存瑞 清华大学万科公共卫生与健康学院教授李湉湉 中国疾病预防控制中心环境所研究员谢 杨 北京航空航天大学经济管理学院副教授薛 涛 北京大学公共卫生学院副研究员第五工作组雷 宇 生态环境部环境规划院大气环境规划研究所所长 研究员（召集人）蔡博峰 生态环境部环境规划院气候变化与环境政策研究中心研究员 董战峰 生态环境部环境规划院生态环境管理与政策研究所副所长 研究员林永生 北京师范大学经济与资源管理研究院教授 张 炳 南京大学环境学院副院长 教授郑逸璇 生态环境部环境规划院助理研究员 执行摘要2第一章引言14第二章空气污染与天气气候条件162.1 空气质量变化 182.2 不利气象条件变化 22 2.3 气候变化及其对空气污染的影响 24第三章结构转型进展 263.1 能源结构转型 283.2 产业结构升级 313.3 交通结构转型 333.4 污染治理进程 353.5 零碳负碳技术 37第四章大气成分源汇及减排路径 404.1 人为源碳排放 424.2 污染物排放及协同减排进展 454.3 土地利用变化与陆地碳汇 484.4 未来减排空间及协同路径 51第五章健康影响与协同效益545.1 空气污染与健康影响 565.2 气候变化与健康影响 595.3 协同治理的健康效益 62第六章治理体系与实践646.1 协同治理体系建设 666.2 协同治理经济政策 686.3 地方实践 70参考文献73Contents目录中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)2随着大气污染防治行动计划和打赢蓝天保卫战三年行动计划 的先后实施，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污染程度仍处于高位，空气质量改善任务依然艰巨；同时随着污染治理进程的深入，污染物减排空间逐渐收窄，末端治理的减排难度日益增大。2020 年 9 月，习近平总书记在第七十五届联中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)2执 行摘 要中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)3合国大会一般性辩论上宣布中国将力争 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不仅为社会经济高水平发展指明了方向，也为统筹大气污染防治与温室气体减排提供了基本遵循，为空气质量持续改善注入了全新动能。在此基础上，生态环境部提出将以“减污降碳协同增效”为总抓手，加快推动从末端治理向源头治理转变，通过应对气候变化降低碳排放，进而从根本上解决环境污染问题，推动高质量发展。中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)3中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)4在这一战略背景下，由清华大学、生态环境部环境规划院和北京大学联合发起，在能源基金会和中国清洁空气政策伙伴关系（CCAPP）支持下，组织国内 40 多位一线学者，通过构建我国空气污染与气候变化协同治理监测指标体系，编制中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告（2021），跟踪、梳理、总结与分析我国空气污染与气候变化协同治理进程，助力形成政策制定、评价与优化的闭环，推动协同治理政策的落地实施。执 行 摘 要/本报告以空气污染与气候变化协同治理监测指标为基础，以自然科学和社会科学深度交叉融合为导向，从空气污染与天气气候条件、结构转型进展、大气成分源汇与减排路径、健康影响与协同效应、协同治理体系与实践等五个方面出发设定 18 项指标，通过定期追踪各项指标的进展状况，逐步建立碳中和与清洁空气协同治理理论体系，识别中国在碳中和与清洁空气协同路径上面临的挑战并提出解决思路。中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)5温室气体和大气污染物同根同源，主要都源于化石燃料的燃烧利用过程。因此，应对气候变化和治理空气污染在科学机理、目标指标、应对措施、综合效益和治理体系等方面都具有高度的协同效应。在科学机理方面，气候变化与空气污染存在着错综复杂的关联。温室气体排放导致气候变化，而气候变化导致温度、辐射、降水和风速等气象要素变化（影响污染物的生成、积累和消散），同时引起植被、沙尘、野火等自然源排放变化，进而对大气污染产生重要影响。气溶胶一方面是重要的大气污染物，另一方面气溶胶可通过改变大气辐射收支和影响云的形成而进一步影响气候系统的变化。气候变化和空气污染都会对人群健康产生重要影响。全球气候变化导致的极端高温和复合极端事件频率上升会增加人群死亡率，气候变化造成的其他极端天气事件（如台风、暴雨等）发生频率增加也会对受灾地区带来较大的健康风险。此外，气象要素变化还可通过影响病原体和媒介生物造成传染病的传播风险,例如降水会冲刷土壤表面的病原体，导致地表水污染，增加人群对腹泻病原体的暴露。PM2.5和 O3的长期暴露和短期暴露均会增加人群健康风险。PM2.5通过导致心血管、呼吸、代谢系统疾病和不良生育结局增加人群死亡风险，O3暴露则通过导致慢性阻塞性肺病增加死亡风险。另外，最新研究发现 NO2短期暴露也会增加心血管及呼吸系统疾病的死亡风险。在目标指标方面，中国提出将力争在 2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取在 2060年前实现碳中和。我国现行 PM2.5空气质量年均值标准为 35 g/m3，相当于世界卫生组织（WHO）第一阶段过渡值，距离 WHO 指导值尚有较大距离。我国提出到 2035 年生态环境质量实现根本好转，美丽中国目标基本实现；到本世纪中叶，生态文明全面提升，实现生态环境领域国家治理体系和治理能力现代化。在这一目标指引下，预期未来空气质量标准将逐步提升，最终与 WHO 指导值接轨。在应对措施方面，由于温室气体和大气污染物同根同源，致力于降低化石燃料消耗量的措施在减少碳排放的同时也会减少大气污染物我国现行 PM2.5空气质量年均值标准为 35 g/m3，相当于世界卫生组织（WHO）第一阶段过 渡值，距离 WHO 指导值尚有较大距离。PM2.5执 行 摘 要/应对气候变化与治理空气污染的协同效应1中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)6的排放，带来空气质量改善的协同效益。在大气污染治理实践中优先选择化石能源替代、原料工艺优化、产业结构升级等源头治理措施，在减少污染物排放的同时也会带来碳减排的收益。由于行业技术水平存在较大差异，不同行业之间每单位碳排放产生的大气污染物排放量可相差一到两个数量级以上，在选择温室气体减排措施时优先考虑对污染物排放贡献大的行业，可实现更高的空气质量协同效益。提高生态系统碳汇是实现碳中和的重要途径。在碳中和背景下，未来生态系统碳汇的增加同时意味着碳排放空间的增加和碳排放路径的变化，一些减排非常困难的行业（如钢铁、水泥、柴油车、船舶等）在碳汇增加的背景下可能将得以保留，进而影响未来空气质量。因此在规划碳减排路径时，应当考虑未来生态系统碳汇的变化对二氧化碳和污染物协同减排的影响。在综合效益方面，协同应对气候变化和空气污染的措施将带来巨大的健康和经济效益。积极应对气候变化一方面能够减少极端天气事件发生，从而带来直接的健康和经济收益；另一方面能源结构优化等降低碳排放的措施能够同时减少大气污染物的排放和减少污染治理成本，并带来可观的健康协同效益。减缓气候变化措施将改善经济结构，推动新产业发展，进而增加就业岗位；同时空气污染的改善也将使相关疾病发病率下降，劳动生产率提升。在治理体系方面，在战略规划、法律法规、标准体系、经济政策等领域推动应对气候变化与生态环境保护相关工作的统筹融合，有助于增强大气环境管理和温室气体减排工作合力。在统计调查制度、评价管理制度、监测监管体系、督察考核制度等制度体系方面推进统筹融合，将有助于推进相关治理体系和治理能力现代化，为协同应对气候变化和空气污染打好基础支撑。选择典型城市和区域开展空气质量达标与碳排放达峰“双达”试点示范，选择重点行业开展大气污染物和温室气体协同控制试点示范，有助于为下一步全面开展协同治理提供实践经验。执 行 摘 要/中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)72015-2020 年间，全国及重点区域 PM2.5浓度下降显著，而 O3浓度持续上升，PM2.5与 O3协同控制成为下一阶段大气污染治理的主要任务。2020 年全国 337 个地级以上城市PM2.5浓度平均为 33 g/m3，相比 2015 年下降28.5%；2015-2020 年 间 PM2.5三 年 滑 动 平均浓度持续下降，显示污染治理工作取得显著成效。但 PM2.5污染负荷仍处于高位，全国尚有 125 个地级及以上城市不达标，秋冬季区域重污染问题依然严峻。2020 年，全国城市 O3日最大 8 小时平均值第 90 百分位数平均浓度为 136 g/m3，比 2019 年下降 8.0%，比 2015 年上升 11.1%；从三年滑动平均来看，2015-2020 年间全国及重点区域 O3浓度持续上升，成为影响城市空气质量达标天数的重要因素，O3污染问题日渐突出。2020 年全国人群 PM2.5平均暴露水平（人口加权 PM2.5浓度）为 33.5 g/m3，相比 2015年下降 36.6%。2020 年全国人群暴露在 PM2.5浓度超标的天数平均为 27 天，相比 2015 年减少 48 天。2020 年，全国人口加权平均的 O3日最大 8 小时浓度第 90 百分位数为 139.3 g/m3，相比 2015 年上升 13.8%。2020 年全国人群暴露在 O3浓度超标的天数平均为 21 天，相比2015 年增加 14 天。2015-2020 年 间，京 津 冀、长 三 角、汾渭平原和成渝地区的气溶胶污染条件指数（PLAM）呈总体下降趋势，显示气象条件变化对 PM2.5污染总体偏有利。其中，四个重点地区 2020 年气象条件与 2019 年相比分别转好 11%、13%、11%和 5%。京津冀、汾渭平原和长三角地区 2020 年的辐射量较 2019年均有所下降，湿度却明显上升，有利于臭氧浓度的出现年际下行波动。气候变化背景下，极端天气事件显著增加，大气扩散条件和辐射量等的变化也会影响空气污染。在气候尺度上，2020 年全国平均气温较常年偏高 0.7oC，极端高温事件较常年偏多，极端低温事件偏少。2020 年西北太平洋副热带高压异常偏强，导致中国大部分地区降水异常偏多，极端降水事件明显偏多。2020 年秋季的北极海冰、太平洋海温梯度、大西洋海温、西西伯利亚雪深、中西伯利亚土壤湿度关键区的信号均偏弱，对华北冬季霾污染的影响偏中性。2020 年，全国城市 O3日最大 8小时平均值第 90 百分位数平均浓度为 136 g/m3，比 2019 年下降8.0%，比 2015 年上升 11.1%。O3执 行 摘 要/空气污染与天气气候条件变化2中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)8“十三五”以来，我国积极推动节能减排工作，大力开展大气污染防治，在能源产业结构转型、协同治理体系建设和经济政策等方面取得显著进展。能源结构调整方面，能耗强度持续下降，2020 年单位国内生产总值能耗比 2015 年下降13.2%。2015-2020 年全国煤炭消费占一次能源消费比重由 63.8%下降至 56.8%左右。天然气、水电、核电、风电、太阳能等清洁能源消费占一次能源比重从 2015 年的 17.9%提高至 2020 年的 24.3%左右。大气污染防治行动计划的实施有力推动了能源结构调整步伐。2013-2020 年期间，全国淘汰小型燃煤锅炉30 多万台，重点区域每小时 35 蒸吨以下燃煤锅炉基本清零；全国天然气消费量增加 1600亿立方米，完成散煤治理 2600 万户，农村清洁取暖破题。产业结构调整方面，新产业新业态快速成长，2015-2020 年间第三产业增加值比重由50.5%提高至 54.5%，高技术制造业和装备制造业占工业增加比重从 2015 年的 11.8%和31.8%提到至 2020 年的 13.1%和 33.7%，成为引领带动产业结构优化升级的重要力量。清洁空气行动带动落后产能加速淘汰，2013-2020 年间淘汰落后产能和化解过剩产能钢铁3.4 亿多吨、水泥 3.9 亿吨、平板玻璃 1.6 亿重量箱、煤电机组 4500 万千瓦。2013 至 2017年，清理整顿各地“散乱污”企业约 30 万家。2017 至 2020 年，进一步治理“散乱污”企业约 36 万家，全国基本完成“散乱污”企业综合整治。交通结构调整方面，2020 年铁路货物运输总量达46亿吨，水路货物运输总量达80亿吨。到 2020 年底，我国新能源汽车保有量达 339能源结构调整方面，能耗强度持续下降，2020 年单位国内生产总值能耗比 2015年下降 13.2%。2015-2020年全国煤炭消费占一次能源消费比重由 63.8%下降至56.8%左 右。天 然 气、水电、核电、风电、太阳能等清洁能源消费占一次能源比重从 2015 年的 17.9%提高至 2020 年的 24.3%左右。13.2%执 行 摘 要/气候变化与空气污染协同治理进展3中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)9万辆，高速铁路运营里程达 3.8 万公里，已覆盖近 95%的百万以上人口城市。全国已建成港口岸电设施 5400 多套，覆盖泊位 7000 多个。2013-2020 年淘汰老旧机动车 2600 万辆，全国范围实施轻型汽车国六排放标准，全面供应国六标准车用汽柴油，推动车用柴油、普通柴油、部分船舶用油“三油并轨”，油品质量实现“三级跳”。重大减排工程方面，截至 2020 年达到超低排放限值要求的煤电机组累计 9.5 亿千瓦，全面完成燃煤机组超低排放改造，建成世界上最大的清洁煤电体系。非电行业污染治理稳步推进，重点行业烟气排放达标率由 52%提高到 90%以上，6.2 亿吨粗钢产能已完成或正在开展超低排放改造。完成挥发性有机物治理工程超过 5 万项，2020 年生态环境部组织开展夏季臭氧污染防治监督帮扶行动，帮助地方发现涉 VOCs 环境问题 6.5 万个。全国整治施工扬尘超过 23 万起，重点区域城区道路机扫率超过90%，修复矿山土地超过 3 万公顷，新增绿地超过 1000 万公顷。推广全国测土配方施肥技术应用面积 1.33 亿公顷，绿色防控面积超过 0.53亿公顷。零碳负碳新技术发展方面，风电、光伏产业实现跨越式发展，“十三五”期间风电、光伏装机迅速增长，截至 2020 年底累计装机量分别达 2.81 亿千瓦与 2.53 亿千瓦。风电光伏运行消纳情况持续改善，2015 至 2020 年，弃风率和弃光率分别自 15%和 10%下降至 3%与2%。近 10 年来陆上风电和光伏平均度电造价分别下降 30%和 75%左右，“十四五”时期将成为全面无补贴平价上网的关键时期。碳捕集利用封存技术（CCUS）取得显著进展，我国已建成 40 个 CCUS 示范项目，CO2封存量超过200 万吨/年。治理体系方面，国家统筹谋划气候变化应对和大气污染防治工作，明确提出将“协同推进减污降碳”为抓手，将深入开展污染防治行动和积极应对气候变化作为持续改善环境质量的重要内容进行统筹部署。通过环境统计制度改革推动污染源大气污染物和温室气体排放量统计的衔接，研究将二氧化碳排放纳入环境影响评价相关工作内容，推动建立减污降碳源头防控的管理制度体系。在地方层面，部分省市先行先试尝试建立温室气体减排和污染防治工作的衔接机制，取得一定效果。据统计，全国已有 70 个地级及以上城市明确提出了碳排放达峰年份目标。经济政策方面，大气污染治理防治专项资金推动了多领域减污降碳协同推进；针对可再生能源、新能源汽车、绿色建筑、生态保护等领域实施导向性资金补助政策，推动了污染物和温室气体协同减排。构造了以环境保护税为主体，以资源税为重点，以车船税、车辆购置税、消费税等税种为辅助的绿色税收体系和差别化价格政策体系。基本建立了比较完整的绿色金融体系，截至 2020 年底，中国绿色贷款余额已达 11.95 万亿元，位居世界第一。2020 年，7 个碳排放权交易试点碳市场年成交额共 21.5 亿元，碳交易年平均成交价格为28.6 元/吨。执 行 摘 要/中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)10受益于积极的节能减排政策，近年来中国人为源二氧化碳排放增速明显放缓，2013-2020年排放年均增速约为 1%，远低于 2002-2013 年间 9.6%的排放增速水平。碳排放总量持续处于高位，尽管受新冠疫情影响，我国 2020 年第一季度碳排放同比下降 11%，但全年排放与 2019年相比仍略有增加，同比增长 0.5%，是 2020 年世界主要经济体中唯一碳排放出现增长的国家。2020 年全国化石燃料燃烧和水泥生产过程排放约为 100 亿吨，占全球排放总量的 27%。从部门构成来看，工业和电力是最主要的排放部门，分别占 2020 年全国排放总量的 41%和 38%；从燃料构成来看，2020 年煤炭排放占比达 75%，但近年来天然气排放总量和占比均快速增长。自 2005 年国家开展 SO2排放总量控制以来，中国主要大气污染物排放量的攀升势头开始被逐步遏制。2013 年以来随着大气十条的实施，大气污染防治领域实现历史性变革，主要大气污染物排放量迅速下降。全国 SO2、NOX和一次 PM2.5排放量已分别于 2006、2012和 2006 年达到峰值，2020 年排放量相较峰值分别下降了 77%、32%和 53%。VOCs 和 NH3的减排是过去大气污染防治的薄弱环节，排放量长期居高难下。2017 年以来 VOCs 和 NH3排放首次出现拐点，但减排幅度较小，减排成果尚不稳固。2013 年以来大气污染防治领域实施的燃煤锅炉整治、落后产能淘汰、北方地区清洁采暖、交通结构调整等一系列结构性治理措施对CO2减排也产生了积极的协同效果。在上述措2013-2020 年二氧化碳排放年均增速约为 1%，远低于 2002-2013年间9.6%的排放增速水平。1%施有力推动下，工业部门在 2015-2020 年间实现了 CO2和大气污染物的协同减排，CO2排放量下降 6%；民用部门主要大气污染物排放降低的同时 CO2排放量保持基本稳定。在城市层面，全国 337 个地级及以上城市中，有 98 个城市在2015-2019 年间实现了 PM2.5年均浓度和 CO2排放量协同下降，98 个城市 PM2.5浓度平均下降比例达到 25.8%。陆地生态系统碳收支估算方法包括基于碳储量变化清查方法和基于大气 CO2浓度观测反演方法。综合考虑两种方法的估算结果，过去十多年我国陆地生态系统碳吸收量相当于同期化石燃料 CO2排放量的 4-20%。城市化、毁林造田等土地利用变化导致生态系统净碳释放，而以植树造林为代表的土地利用变化导致生态系统碳净碳吸收，过去十年土地利用变化的碳汇主要来自于中国的大规模植树造林行动。执 行 摘 要/温室气体与大气污染物协同减排4中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)1116%31%2020 年 PM2.5长期和短期暴露相关的过早死亡人数为分别为 139 万和 6.4 万，较 2015 年分别下降 20%和 41%。近年来 PM2.5污染改善带来了显著的健康效益，但 O3污染加重导致相关健康损失增加。2020年 PM2.5长期和短期暴露相关的过早死亡人数为分别为 139 万和 6.4 万，较 2013 年分别下降 20%和41%。全国人群 PM2.5短期暴露水平及相关健康损失相较年均水平下降更为显著，体现重污染天气治理取得突出成效。与此同时，O3污染逐渐凸显，O3相关的疾病负担呈现增加趋势。2020 年与 O3长期和短期暴露相关的过早死亡人数分别为 14.8 万和8.0 万，较 2013 年分别上升 49%和 51%。积极应对气候变化将带来直接的健康收益。近期的一项预估我国气候变化下未来热相关死亡风险的研究发现，在 1.5升温情景下，中国城市每年热相关超额死亡将比 2升温情景少 2.7 万例/年。未来一方面气候变化会导致热浪等极端天气事件非线性增长，另一方面人口老龄化将导致热相关的超额死亡人数较当前大幅增加，因此，大幅减少温室气体排放、减缓气候变化，将会带来可观的健康收益。气候减缓政策可以促进能源结构优化和化石能源消费下降，在降低碳排放的同时显著减少大气污染物的排放和减少污染治理成本，并带来可观的健康协同效益。有研究表明，如中国实现承诺的国家自主减排目标，2030 年可避免因 PM2.5导致的9.5 万例过早死亡和因臭氧导致的 5.4 万例过早死亡。如实施更严格的气候减缓政策（2情景），到2030 年可避免因 PM2.5导致的 16 万例过早死亡，净收益可达 5300 亿美元。执 行 摘 要/协同治理的健康效益5中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)12气候目标推动二氧化碳排放降低并协同大气污染物减排是我国未来气候与环境治理的必然选择。在未来碳减排路径选择方面，应当综合利用资源增效减碳、能源结构降碳、工业过程脱碳、地质空间存碳、生态系统固碳和市场机制融碳等多种路径实现碳达峰与碳中和，同时充分考虑不同技术路径对大气污染减排的协同效应，将推动空气质量持续改善做为碳达峰与碳中和技术路径选择的重要约束条件，以最大限度实现“减污降碳”协同效应。资源增效减碳。资源和能源的高效利用是推动温室气体和大气污染物从源头减排的关键。要加大资源回收循环利用力度，推动钢铁、铝、塑料等高耗能行业产品再生和秸秆、生活垃圾等废弃物的能源化利用；要严格控制能耗强度，建立健全用能预算等管理制度，继续深入推进工业、建筑、交通等重点领域节能，着力提升新基建能效水平。能源结构降碳。改变以化石能源为主的能源结构是实现碳中和的核心途径。一方面要大幅提升风电、光伏发电规模，构建以新能源为主体的新型电力系统，同时提高电网系统灵活性，提升电网消纳可再生能源的能力；另一方面要加快终端用能电气化进程，从推动协同减排出发，优先针对污染物排放量大的行业实施电气化改造，例如加快散煤清洁化替代进程，推进运营车辆电动化等。工业过程脱碳。冶金、建材和石油化工等工业过程污染物排放是当前大气污染治理的重在未来碳排放路径选择方面，应当综合利用资源增效减碳、能源结构降碳、工业过程脱碳、地质空间存碳、生态系统固碳和市场机制融碳等多种路径实现碳达峰与碳中和。点，其过程碳排放也是未来减排的难点。因此应当重视上述行业的脱碳技术研发，着力突破关键技术，开发绿色低碳创新工艺，加大对氢能炼钢、氧气高炉及非高炉冶炼等绿色冶金技术，非碳酸钙熟料替代、等离子电炉等绿色水泥生产技术，以及生物基材料对传统石化基材料的替代技术的研发投入，加快示范应用及推广。地质空间存碳。CCUS 和 BECCS 等碳封存技术是未来实现大规模减排和碳中和目标的关键技术。未来一段时期我国 CCUS 和 BECCS 仍处于试验示范期，应分阶段逐步实现低碳零碳或负碳技术的全流程、一体化和规模化示范，在积累经验的同时逐步促进相关技术成本下降和水平提升，为实现中长期商业化应用做好准备。协同执 行 摘 要/碳中和与清洁空气协同路径6中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)13生态系统固碳。维持与增强陆地生态系统碳汇被认为是实现碳中和目标的重要手段。未来应当加强森林资源培育，不断增加森林面积和蓄积量，加强生态保护修复，增强草原、绿地、湖泊、湿地等自然生态系统固碳能力；同时分析未来生态系统碳汇增加对碳排放路径和协同减排路径的影响，优化协同减排路径设计。市场机制融碳。应当稳步推进碳排放权交易市场机制建设，建立健全碳排放权交易市场风险管控机制，尽快出台全国碳排放权交易管理条例，为碳市场体系建设提供法律支撑。适时推动排污权交易与碳排放权交易协同管理，实现排放权交易的协同增效。开发与碳排放权相关的金融产品和服务，推动碳金融产品体系的层次性发展，整合和协调国内碳市场，强化政策协同、标准体系建设和综合示范。基于清华大学开发的碳中和与清洁空气协同科学评估与决策支持平台（CNCAP）测算，如一方面加大源头治理力度，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，同时持续推进非电行业、柴油机和 VOC 重点行业污染治理工作，则在 2030 年实现碳达峰目标的同时，全国主要污染物相较 2015 年可减少 29%-51%，绝大部分地区 PM2.5年均浓度可达到35 g/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 g/m3下降到 28 g/m3，实现“减污降碳”的协同效应。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。在碳中和路径下，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；全国主要污染物排放相较 2015 年降低65%-94%，人群 PM2.5年均暴露水平达到 8 g/m3左右，全国 78%的人口 PM2.5年均暴露水平低于 10 g/m3，空气污染问题得到根本解决。综上所述，以加速结构调整为主要推手促进中国碳中和目标的实现不仅可对全球巴黎协定温控目标的实现做出重大贡献，也有助于促进我国人群 PM2.5年均暴露水平达到世界卫生组织空气质量指导值，实现中长期空气质量的根本性好转。我国下一步应当以“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年之后加严空气质量标准并逐步与 WHO 相关标准接轨，引导空气质量根本改善。（相关参考文献未逐一列出，详见 73 页）执 行 摘 要/中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)14温室气体和大气污染物同根同源，主要都源于化石燃料的燃烧利用过程。随着大气污染防治行动计划和打赢蓝天保卫战三年行动计划的先后实施，近年来我国 PM2.5浓度持续下降，空气质量明显改善。然而，随着污染治理进程的深入，污染物减排空间逐渐收窄，末端治理的减排难度日益增大。而且我国现行 PM2.5空气质量年均值标准相当于世界卫生组织（WHO）第一阶段过渡值，距离 WHO 指导值尚有较大距离，空气污染治理工作任重道远。2020 年 9 月，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布中国将力争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不仅为社会经济高水平发展指明了方向，也为统筹大气污染防治与温室气体减排提供了基本遵循，为空气质量持续改善注入了全新动能。由于温室气体和大气污染物同根同源，致力于降低化石燃料消耗量的措施在减少碳排放的同时也会减少大气污染物的排放，带来空气质量改善的协同效益；另一方面，在大气污染治理实践中优先选择源头治理措施，在减少污染物排放的同时也会带来碳减排收益。在这一背景下，国家提出以“减污降碳协同增效”为总抓手，加快推动从末端治理向源头治理转变，通过应对气候变化降低碳排放，进而从根本上解决环境污染问题，推动高质量发展。第一章 引 言中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)15在能源基金会支持下，由清华大学、生态环境部环境规划院和北京大学联合发起，中国清洁空气政策伙伴关系（CCAPP）组织国内40 多位一线学者，通过构建我国空气污染与气候变化协同治理监测指标体系，编制中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告，跟踪、梳理、总结与分析我国空气污染与气候变化协同治理进程，识别面临的挑战并提出解决思路，助力形成政策制定、评价与优化的闭环，推动协同治理政策的落地实施。同时，CCAPP 希望通过组织报告编制工作建立长效合作机制，与有志于投身这一领域研究的青年科学家创造交流平台，推动科学家之间的交流合作以及与决策者和公众之间的沟通，为推动气候变化与空气污染协同治理贡献集体智慧。应对气候变化和治理空气污染在科学机理、目标指标、应对措施、综合效益和治理体系等方面都具有高度的协同效应。本报告以空气污染与气候变化协同治理监测指标为基础，以自然科学和社会科学深度交叉融合为导向，从空气污染与天气气候条件、结构转型进展、大气成分源汇与减排路径、健康影响与协同效应、协同治理体系与实践等五个方面出发设定18 项指标，通过定期追踪各项指标的进展状况，逐步建立碳中和与清洁空气协同治理理论体系，识别中国在碳中和与清洁空气协同路径上面临的挑战并提出解决思路。本报告包括五个主要章节。第二章聚焦空气污染与天气气候条件，通过空气质量变化、不利气象条件变化与气候变化及其对空气污染的影响共三项指标，分析气候变化与大气污染之间的相互作用。第三章针对结构转型，梳理出能源结构转型、产业结构升级、交通结构转型、污染治理进程及零碳负碳技术五项指标，追踪我国在结构转型方面的进展状况，总结经验并识别面临的障碍和挑战。第四章介绍大气成分源汇及减排路径，包括人为源碳排放、污染物排放及协同减排进展、土地利用变化与陆地碳汇和未来减排空间及协同路径四项指标，解析了中国主要大气成分历史排放变化及驱动因素，提出了我国未来温室气体减排与空气污染治理的协同路径。第五章在健康影响与协同效益方面设定了空气污染与健康影响、气候变化与健康影响以及协同治理的健康效益共三项指标，探讨空气污染和气候变化影响健康的机制，分析协同治理的健康效益。第六章关注协同治理体系与实践，包括协同治理体系建设、协同治理经济政策及地方实践三项指标，跟踪国家和地方层面协同治理体系建设进展，总结协同治理实践经验。CCAPP 自 2019 年起每年编写报告总结梳理我国在气候变化与空气污染协同治理方面的进展。2021 年是第一次邀请国内顶级专家团队组织编写报告，得到了专家们的大力支持。编写过程中先后组织了八次学术沙龙，上百位专家参与了研讨和报告评审工作，初步建立了合作平台与机制。未来希望能继续集思广益，不断完善监测指标体系，将年度报告打造成为有影响力的品牌，为推动减污降碳协同增效贡献绵薄之力。中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)15中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)16中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)17第二章研究表明，气候变化与大气污染之间存在着相互影响：一方面，空气污染的形成、累积和消散与多种气象因素密切相关，而全球气候变暖将导致未来极端高温和静稳事件日趋频繁，也会加剧区域空气污染，威胁人类健康；另一方面，气溶胶可通过改变大气辐射收支影响气候系统，进而影响极端天气气候事件和空气质量。分析天气气候条件对空气质量的影响，将有助于更为科学精准地制定碳中和与清洁空气协同路径。空气污染与天气气候条件中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)182020 年，全国 337 个地级及以上城市和京津冀及周边、汾渭平原、长三角、成渝地区、珠三角等五个重点区域的污染物浓度相比 2019年均有下降，其中 SO2和 NO2年评价值全面达到国家二级标准，但 PM2.5和 O3在较多地区尚未达标。2020 年全国 337 个地级及以上城市 PM2.5年平均浓度为 33 g/m3，低于国家空气质量二级 标 准（35 g/m3），相 比 2015 年（45 g/m3）下降 28.5%（图 2-1a）。2020 年，全国337 个地级及以上城市中共有 202 个城市环境空气质量达标，占比达到 59.9%；其中 PM2.5年均浓度达标城市数量为 212 个，占 比 达62.9%。长三角、成渝地区的 PM2.5浓度呈稳步下降趋势，2020 年首次达到国家空气质量二级标准；京津冀及周边和汾渭平原的 PM2.5浓度仍然较高，且部分年份有波动。考虑到气象条件和 2020 年新冠疫情对空气质量的年际变化影响，基于污染物浓度的三年滑动平均值对空气质量的变化进行了评估。20152020年，全国及各重点区域的 PM2.5浓度三年滑动平均值持续下降（图 2-1b），显示我国大气污染防治行动计划打赢蓝天保卫战三年行动计划 等大气污染防治政策取得了显著成效。2020 年，全国 337 个地级及以上城市 O3日最大 8 小时平均值第 90 百分位数浓度范围为 60192 g/m3，平均浓度为 136 g/m3，比 2019 年下降 8.0%，比 2015 年上升 11.1%；京津冀及周边、汾渭平原、长三角、成渝地区和珠三角五个重点区域的 O3浓度相较 2015 年PM2.5 逐年评估全国及区域大气污染物浓度水平，实时跟踪我国居民对于大气污染物的平均暴露水平是表征我国空气质量改善效果最直接的基础指标。本指标根据中国环境监测总站公布的空气质量监测数据，分析了全国及重点区域污染物浓度的逐年变化情况，并基于中国大气成分近实时追踪数据集（TAP，http:/tapdata.org/，Geng et al.,2021;Xiao et al.,2021）提供的 10 公里分辨率的 PM2.5和 O3浓度数据，评估了我国居民对于污染物的长期和短期暴露水平。空气质量变化2.1O3 中国碳中和与清洁空气协同路径年度报告(2021)19均有不同程度的上升（11.0%32.1%）（图2-1c）。从三年滑动平均来看，20152020 年间全国及重点区域 O3浓度持续上升，O3污染逐步加重（图 2-1d）。空气污染的变化改变了我国居民对于污染物的长期和短期暴露水平。2020 年全国人口加权平均的 PM2.5浓度为 33.5 g/m3，相比2015 年下降 36.6%。各重点区域的 PM2.5年均暴露水平为 21.550.7 g/m3，相比 2015 年下降 24.8%42