中国工程院院士、清华大学环境学院教授贺克斌在近日“BEST论坛讲座报告第十一期”中指出，哪个国家能够更早、更好地使用风光，取决于谁能抢先建成大规模的、稳定使用以风光为代表的新能源新型技术体系。协同路径是未来减污降碳（或降碳减污）关键中的关键。要实现碳中和全球的资源量是足够的，但技术量目前远远不够。以下为报告整理（有删减）。

亟待构建新能源新型技术体系

碳中和目标已经成为一个具有全球影响力的重大问题。截至2022年底，全球已经有133个国家、116个地区、200多个城市和800多家企业提出碳中和目标，所覆盖的二氧化碳排放量、GDP和人口都超过了全球的80%。这是对未来世界可持续发展具有非常重大影响的话题和战略。世界发展特别是经济发展，将深刻地受到碳中和发展目标的影响。有观点认为，未来的世界经济将进入碳中和时代，世界经济发展形势正从对能源的资源依赖型逐步走向对能源的技术依赖型。

第一，国际能源署分析结果显示，从能源资源支撑的角度看，全球未来以风、光为代表的非化石能源或可再生能源主体的资源量是足够的，这在一定程度上解除了过去认为全球化石能源只能支撑50年到150年不等的危机。

第二，化石能源在现阶段以及未来相当长一段时间仍是世界经济发展的重要支撑。但化石能源在全球地域分布极不均匀，煤、石油、天然气三种化石能源储量排名前五位的储量国占据了全球总储量的2/3~3/4。

未来以风光为代表的可再生能源总量是足够的，虽然分布也不均匀，但不均匀的程度大大减少。各国在不同程度上都拥有风光资源，都有机会发展风光。但是谁能够更早、更好地使用风光，取决于谁能抢先建成大规模的、稳定使用以风光为代表的新能源新型技术体系。

两大行动计划硕果显著

在“中国式现代化”的五大特征中，第四个是人与自然和谐共生的现代化，蓝天或清洁空气、“双碳”是其中非常重要的两大核心任务。通过《大气污染防治行动计划》（《大气十条》）和《打赢蓝天保卫战三年行动计划》两大行动计划，以及2020年之后延续的方向和努力，大气污染重大减排工程取得显著效果。

《打赢蓝天保卫战三年行动计划》大大带动了中国在过去十年中能源结构、交通结构、产业结构的改进提升。以能源结构转型为例，与2015年比，2021年我国单位GDP能耗下降约16%，2015年~2021年全国煤炭占一次能源比例从近64%下降到56%；2021年并网的风电、太阳能实实在在被利用，核电、生物质发电的装机容量比例也快速提升；全口径的非化石能源装机容量经达到11.2亿千瓦，首次在装机容量上超过了煤电；分布式光伏的规模累计装机突破1亿千瓦，首次超过集中式电站。

实现“双碳”目标的核心在于能源，而能源最核心的是电，应尽快建立起新型电力系统。从产业结构看，三产的比例从2015年的50%推进到54.5%，包括高技术和装备制造业占工业的比例也在持续地增加。通过清洁空气行动逆向淘汰落后产能，使得产业结构的持续优化产生了非常好的结果。2021年全国新能源车保有量接近800万辆，新能源车销售市场占有率达到13.4%，充电基础设施保有量同比增长70%，轨道交通如高铁已经覆盖百万以上的人口城市。

协同路径是减污降碳关键中的关键

从大气污染的角度，我们主要关注两个问题：第一，地面上的污染物总量出现什么变化；第二，天上的（污染物）比如PM2.5污染物的浓度。

2005年至2015年间，代表性的大气污染物比如二氧化硫、氮氧化物，以及PM2.5包括VOC排放等都达到顶峰，总量逐渐往下降。经济指标为中高速增长，能耗指标也在合理地增长，但排放的几大传统污染物都在下降。自2010年之后，我国逐渐进入国际上公认的绿高质量发展的喇叭口曲线，即环保指标污染物 的排放量下降，经济指标上升——喇叭口拉的越大，绿色高质量水平就越高。二氧化碳排放年增速从近10%降到1%，这是一个巨大的进步。

《大气十条》和《打赢蓝天保卫战三年行动计划》两大行动计划累计净减排为24亿吨，相当于中国同期间累计二氧化碳排放量的3.1%，带动了协同净减的过程。北京是全球唯一一个举办过夏季奥运和冬季奥运的城市，我们全程经历了2008年夏季奥运会与2022年冬季奥运会空气质量保障和跟踪数据变化。如2008年夏季奥运会时PM10的浓度为56微克/立方米，2022年冬奥会降到35微克/立方米。

冬奥与夏奥之间在气象条件和排污上有两个明显的区别：一是进入采暖期，整个中国北方地区平均的大气污染物排放量会增加30%，二是与夏季相比，冬季气象条件消纳大气污染的综合能力会下降30%。从这一个侧面可以看到，改善蓝天的含金量明显提升。

美国芝加哥大学一个团队的分析显示，在推动这两大行动计划的7年时间里，中国PM2.5减少幅度相当于美国历史上将近30年下降幅度的40%。中国大规模正式监测PM2.5的工作始于2013年，2020年全国PM2.5平均浓度为33微克/立方米，2021年降到30微克/立方米。今年1月公布的数据显示，2022年全国平均浓度降到29微克/立方米。

那么，再进一步推进PM2.5降低的驱动力是什么？要借鉴减污降碳协同，减排潜力要从结构调整中获得新的减排量。而结构的调整驱动力除了治污，更重要的发力点的是减碳的驱动力。减污降碳或降碳减污，是未来实现气候目标和空气质量目标两个非常重要的关键。

中国要实现未来碳中和的目标，约有80~100亿吨量级的减碳任务。五种减碳途径包括资源增效减碳、能源结构降碳、地质空间存碳、生态系统固碳以及市场机制融碳。

协同路径是未来减污降碳或者降碳减污的关键中的关键。我国不仅有减碳的国际义务，同时还有内在的需求即生态文明建设、实现美丽中国目标等。协同路径是未来的必由之路，但应如何定量并做一些探索性分析，这给做研究的人提出新的挑战。

技术尚未成熟 需要跨学科融合

来自清华的研究团队研发了一个碳中和与清洁空气协同科学评估与决策支持平台（CNCAP），通过这一平台可以构成不同情景下中国未来的环境变化，包括基准情景、自主减排情景、2度情景、碳中和情景和1.5度情景。能分析出在这五种情景下，中国未来的发电结构，终端、能源、民用和交通的终端能源消费结构。如在碳中和情景下，在中国未来的一次能源改变中，非化石能源将超过70%、可再生能源发电比例达到70%以上、新能源车占比达60%以上，民用部门的能源会形成全面的清洁化。

在结构大幅度改变的驱动下，污染物的排放发生什么变化？如果按照基准情景没有“双碳”目标，到2030年后，我国减排空间和潜力会几乎耗尽。但是在“双碳”特别是碳中和的牵引下，会使深度低碳转型带来非常显著的污染物减排效果。

简单归纳，如果以2020年全国300多个城市平均33微克/立方米的PM2.5作为基数，在没有“双碳”驱动的情况下，到2060年PM2.5平均浓度最多只能降到25微克/立方米左右。如果在2030年实现“碳达峰”，2060年会降到20微克/立方米。如果略微提前在2028年实现碳达峰，2060年会降到18微克/立方米左右。在碳达峰时如果实现碳中和，最终PM2.5的浓度会降到10以下，这已经接近世卫组织推荐的5的标准。

同时，氮氧化物也会大幅度下降，臭氧在2035年后平均值会降到130左右，2060年后会稳定地低于100。在某种意义上，这是我国转折性的空气质量的改变、历史性的改变、逐步走向根本性的改变，并且基本上不用考虑会反弹等问题。

从宏观路径分析，如果与“双碳”结合好，在2060年根本性地解决污染物问题是非常值得期待的。但“千里之行始于足下”，从现在开始迈向达峰的这一阶段，要如何协调好颗粒物、PM2.5、臭氧和二氧化碳的协同减排？特别是针对前半程有许多困难。要进一步深入来源解析和行动减排路径，需要大气污染和二氧化碳的融合清单、来源制定、多污染物的减排方案制定，以及从全国层面和重点区域层面（分析）解决工程、技术和科学认知的问题，这些都具有相当大的挑战性。

要实现碳中和全球的资源量是够的，但技术量目前远远不够。要保证实现大规模稳定、实现碳中和目标，已有的技术只占所需技术的50%，还有一半技术是不成熟的。

未来在碳中和路径约束下，生态环境演变模拟已不仅仅是传统工程技术或自然科，还包含很多如社会经济模型等。它是三种跨学科的融合，不仅涉及大气问题，还有碳氮水循环、粮食体系的安全、农业体系、生态功能的环境承载力，因此涉及碳减排、空气质量、星球健康、水资源、粮食系统、生态系统，与地球系统模型的融合耦合也有非常强的关联。最终要形成生态环境友好的减污降碳协同路径，还有很多需要回答的问题和共同设计分析的路径，这是我们共同努力的方向。