近日,CCAPP发布了《中国碳中和与清洁空气协同路径()》年度报告。报告从五方面设定了18项指标,以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。本期基于报告第四章内容,通过4项具体指标,解析中国主要大气成分历史排放变化及驱动因素,分析我国大气污染物与温室气体协同减排的进展和面临的挑战,并提出我国未来温室气体减排与空气污染治理的协同路径。

第四章大气成分源汇及减排路径

《中国碳中和与清洁空气协同路径()》

年度报告第四章:大气成分源汇及减排路径

指标1

人为源碳排放

碳排放变化是反映低碳发展进程的基础指标之一。本指标通过跟踪中国二氧化碳排放的动态变化及驱动因素(图1),以分析中国碳减排进展及面临挑战。

图1.-中国二氧化碳排放趋势

1.近年来,中国人为源CO2排放增速明显放缓,但碳排放总量仍处高位

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,-年排放年均增速约为1%,远低于-年9.6%的排放增速水平,但碳排放总量仍处于高位。

2.年中国是世界主要经济体中唯一碳排放出现增长的国家,主要源于化石燃料燃烧和水泥生产过程排放

受疫情影响,我国年第一季度碳排放同比下降11%,但全年排放同比增长,是年世界主要经济体中唯一碳排放出现增长的国家。全国化石燃料燃烧和水泥生产过程排放约为亿吨,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,分别占年全国排放总量的41%和38%;

从燃料构成来看

煤炭是最主要的排放源,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。

指标2

污染物排放及协同减排进展

CO2与大气污染物存在排放的同源性和控制措施的同效性。本指标从国家、地区与行业等角度分析了CO2与主要大气污染物SO2、NOx、一次PM2.5、VOCs过去20年的排放趋势及协同减排进展(图2)。

图2.中国人为源二氧化碳及主要大气污染物排放趋势(各年与年排放比较)

1.年以来,我国主要大气污染物排放量迅速下降

自年实施《大气十条》以来,我国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、和年达峰,年排放量相较峰值分别下降了77%、32%和53%,VOCs排放于年出现拐点,但减排幅度较小,减排成果尚不稳固。

2.年以来,四大结构调整及专项治理相关行动措施的实施产生了较为显著的CO2与大气污染物协同减排效果

-年:

工业部门

-年,实现了CO2和大气污染物的协同减排,CO2排放量下降6%,表明近年来我国产业结构调整方面的一系列举措取得良好成效;

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,表明散煤清洁化替代等措施在协同减排CO2方面已初见成效;

电力、供热、民用和交通部门

主要大气污染物排放下降的同时CO2排放量持续增加;其中,电力和供热部门的污染物减排以末端控制措施为主,无法实现CO2协同减排;交通结构方面碳排放增加14%,主要由于我国城市机动车总量仍快速增长。

总体来看,我国能源、产业和交通结构调整的大气污染物削减潜力还有待进一步释放,下一步应积极推进源头减排措施,实现减污降碳协同效应。

指标3

土地利用变化与陆地碳汇

陆地生态系统碳汇功能对于抵消人为CO2排放和减缓气候变化具有重要意义。本指标通过总结中国陆地生态系统碳汇领域的相关成果,讨论了我国陆地生态系统碳汇可能的区间范围,分析了影响碳汇估算的因素以及土地利用变化对碳收支的影响(图3)。

图3.土地利用变化碳收支估算示意图

1.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%

评估陆地生态系统碳汇主要包括基于碳储量变化清查的“自下而上”的方法和基于大气CO2浓度观测反演陆地生态系统碳收支的“自上而下”的方法。综合考虑两种方法的估计,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%。

2.过去十年土地利用变化的碳汇主要源自中国大规模的植树造林活动

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。基于HN簿记模型模拟,过去十年土地利用变化的碳汇主要源自中国近几十年来大规模的植树造林活动。

3.随着全球气温的进一步上升,气候变化对陆地碳汇的负面影响也可能逐渐显现,增强陆地碳汇仍面临许多挑战

增强陆地碳汇仍面临许多挑战,比如,随着全球气温的进一步上升,气候变化对陆地碳汇的负面影响也可能逐渐显现等,需进一步完善大气CO2观测网络,以提升陆地碳汇的估算精度,准确评估不同的气候变化与生态系统管理措施对我国陆地碳汇的影响。

指标4

未来减排空间及协同路径

我国正面临空气质量持续改善、力争年前实现碳达峰以及年实现碳中和的巨大挑战。本指标基于碳中和与清洁空气协同科学评估与决策支持平台(CNCAP)构建的多个未来排放情景,分析我国未来温室气体减排与空气污染治理的协同路径。

1.气候目标推动CO2与主要大气污染物协同减排是我国中长期气候与环境治理的必然选择

通过提升可再生发电占比、推动钢铁、水泥等高耗能产品产量梯次达峰、推进发电及终端用能设施的节能升级改造等一系列措施,我国CO2排放将于年实现达峰,峰值为亿吨左右,同时,全国人群PM2.5年均暴露水平可从年的55μg/m3下降到26-28μg/m3左右;在此基础上,通过加速推动电力系统低碳转型,加快散煤清洁化进程等措施,我国可提前至年左右实现CO2排放达峰,峰值降低至亿吨左右。同时,年全国PM2.5暴露水平可进一步降低至23μg/m3左右,达到WHO第二阶段目标值。

年后,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。在此情景下,到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;同时,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10μg/m3,空气污染问题得到根本解决。

2.气候与环境治理可能存在不协同性,需在制定减排措施时综合考虑空气质量健康效益和气候效应,也需加大CCUS等零碳/负碳技术研究,降低额外能耗

一方面,环境-气候协同治理目标下区域科学减排存在复杂性。如SO2排放下降可能会增加区域辐射强迫和增强全球暖化趋势,带来一定的气候负效益;

另一方面,部署CCUS等零碳/负碳技术将额外增加能耗,产生污染物排放,但长远来看,其“减碳”正效益远大于“增能增污”负效益,要继续开展CCUS关键环节技术的研发和试验,降低额外能耗,做好技术储备工作。

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