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清华张强团队One Earth: 揭示中国碳中和与清洁空气协同路径的巨大健康效益

2023-08-22 11:43

来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客

原创 Cell Press CellPress细胞科学

地球科学Earth science

8月18日，清华大学地球系统科学系张强教授团队在Cell Press细胞出版社旗下关注可持续发展领域的旗舰期刊One Earth上发表题为“A synergistic approach to air pollution control and carbon neutrality in China can avoid millions of premature deaths annually by 2060”的文章。研究构建了融合排放预测模型、空气质量模型和健康效应模型的综合评估框架，揭示了2020-2060年间中国实施碳中和与清洁空气协同路径所产生的巨大健康效益。

研究亮点

1. 研究揭示中国实施碳中和与清洁空气协同路径将产生巨大健康效益。

2. 发现实施碳中和与清洁空气协同路径可避免未来每年200多万人因PM2.5污染过早死亡。

3. 指出末端治理将在近期继续发挥主要作用，2030年后则由碳中和政策驱动。

研究简介

2013年以来，中国在大气污染治理方面取得了令人瞩目的成就，但PM2.5污染仍处于高位，年均浓度超过WHO最新指导值6倍以上。由于温室气体与大气污染物同根同源，协同实施气候变化与大气污染治理将带来可观的空气质量与健康效益。本研究构建了融合排放预测模型、空气质量模型和健康效应模型的综合评估框架，揭示了2020-2060年间中国实施碳中和与清洁空气协同路径所产生的巨大健康效益。研究发现，由于人口老龄化背景下人群对空气污染更为敏感，空气污染将在未来对公众健康造成重大威胁；而通过协同推进碳中和与大气污染治理政策，中国到2060年可每年避免262万人因空气污染过早死亡。2030年之前，末端治理政策还将继续在改善空气质量进程中发挥主要作用，而在2030之后，面向碳中和目标的能源与产业结构转型政策将成为持续改善空气质量和减少污染健康损失的主要驱动力。

图1 中国碳中和与清洁空气协同路径下未来PM2.5污染健康损失变化及驱动因素

作者专访

Cell Press细胞出版社特别邀请张强教授进行了专访，请他为大家进一步详细解读。

CellPress：

请问是哪些重要因素促使您对碳中和、空气质量、和公众健康这个议题开展了该研究？

张强教授：

我一直从事大气复合污染研究，有幸见证了中国实施清洁空气行动的全过程。在这一进程中，政府和科学界逐渐形成共识：仅依靠末端治理措施难以实现空气质量根本改善，也难以保护人群健康，必须通过结构调整深入推动污染物减排。2020年国家提出碳达峰碳中和目标，为进一步推动空气质量改善注入了全新动能，也激励我们面向国家重大需求，在这一领域开展研究。

CellPress：

请问您在进行本研究的过程中遇到了哪些困难，又是如何克服的？

张强教授：

这一研究的核心是未来排放路径的构建与推演，而研究之初最大的困难是缺乏适合的工具。综合评估模型（IAM）是构建未来排放情景的主流工具，但IAM一方面对不同部门、行业的技术刻画较为简单，难以满足大气污染物排放预测的需求；另一方面，IAM在低排放情景下很难模拟出中国碳达峰路径。为解决上述问题，我们与美国西北太平洋国家实验室GCAM模型团队合作，深度参与GCAM-China模型开发，一方面对模型结构进行改进，实现了对多部门多行业碳中和技术路线的详细刻画；另一方面与中国多尺度排放清单模型（MEIC）进行耦合，建立了自下而上技术演替模型与自上而下优化模型结合的方法，对碳达峰及碳中和路径下的未来大气污染物排放变化进行预测。模型开发和基础数据库构建是费时费力且枯燥的工作，非常感谢团队成员数年如一日的努力，使得完成这一研究成为可能，同时也为未来开展进一步研究提供了工具和数据基础。

CellPress：

碳中和是我们国家目前最重要的低碳战略之一。中国在空气质量提升方面也在不到十年的时间里做出了很多欧美国家几十年才能实现的目标。但我们也知道，实现碳中和并非易事，而WHO在2021年更新空气质量标准以提高全球公众健康后，很多国家需要继续在治理空气污染方面做工作。在此背景下，您能否简述一下本研究的几个重要结论及其重要意义？

张强教授：

我们发现实施碳中和与清洁空气协同路径可带来巨大健康效益：到2060年，中国可每年避免200多万人因空气污染过早死亡。受技术成熟度和成本限制，能源和产业转型措施在短期内难以大规模实施，末端治理措施将在2030年之前继续发挥主导作用。2030年之后，随着能源和产业转型措施逐步落地，碳中和政策将成为持续改善空气质量和减少污染健康损失的主要驱动力。这一结论强调了在不同阶段协同实施碳中和与清洁空气政策的必要性。我们同时发现，根据不同区域能源禀赋和产业结构特点实施差异化的协同治理措施，是实现普惠民生福祉、最大限度保护公众健康的必要保障。

CellPress：

基于该研究的成果，您和您的团队后续有意围绕哪些研究方向开展相关工作？

张强教授：

在碳中和目标约束下，剧烈技术变革将改变社会经济产业结构，人类活动将在未来几十年内发生巨变，温室气体、大气污染物的排放量和结构将发生根本性变化，而能源版图、产业布局和排放的变化将进一步对生态环境产生重大影响。我们团队将围绕这一方向持续开展研究，研发人类活动与自然系统的深度耦合模型，构建碳中和与清洁空气协同科学评估与决策支持平台，探究碳中和路径下人类活动排放变化及气候、环境、资源效应，探索多目标约束下协同增效的解决方案与政策路径。

主要作者简介

张强

教授

张强，清华大学地球系统科学系教授、副系主任，国家自然科学基金委创新研究群体学术带头人。兼任中国环境科学学会污染源排放与管控专委会副主任，全球排放研究计划中国工作组共同主席、npj Climate and Atmospheric Science、ACP、JGR、中国科学—地球科学等国内外学术期刊副主编、编委。主要研究方向为大气成分变化及气候环境影响，主持开发的多尺度排放清单模型（MEIC）数据库被国内外学术界广泛使用。