工業革命以來,人類活動加劇了以變暖為主要特征的全球氣候變化,特別是發達國家大量消費化石能源所產生的CO2累積排放,導致大氣中以CO2為主的溫室氣體濃度顯著增加。從累積排放量和人均累積排放量來看,率先進入工業化的發達國家對氣候變化負有不可推卸的歷史責任。
積極應對氣候問題成了環境治理、經濟發展和生態保護的核心議題,引起國際社會的廣泛關注。從《聯合國氣候變化框架公約》(1992年)確立了全球共同應對氣候變化的法律框架,到第21屆聯合國氣候變化大會(2015年)通過《巴黎協定》,標志著全球向凈零排放轉變的開始,在全球氣候行動中,行動計劃和目標愈加詳盡,全球應對氣候變化的策略和方法不斷完善和細化[1-5]。而隨著國際氣候治理體系的發展,中國的角色也在不斷演變。
中國作為目前全球最大的碳排放國和世界第二大經濟體,正在經歷一場前所未有的轉型。這場轉型不僅僅涉及經濟增長模式,還包括社會發展、能源結構和環境治理等方方面面的變化。在應對氣候變化的全球行動中,中國正以前所未有的決心和力度采取行動。從有效控制大氣污染到積極推動碳中和,不僅展示了中國實現綠色發展的決心,也為其他國家提供了可借鑒的經驗。
在參與國際氣候治理的過程中,中國的立場經歷了從“積極但被動參與”(20世紀末),轉變為“謹慎參與”(20世紀末至21世紀初),再發展到“積極且主動參與”(21世紀初至2015年舉行的第21屆聯合國氣候變化大會前),最終達到“主動領導”(自第21屆聯合國氣候變化大會后至今)4個階段[6]。20世紀末,盡管中國對國際氣候變化談判持積極態度,但受制于當時較弱的經濟基礎,中國多數時候需要依托“77國集團加中國”來表達立場;到21世紀初,隨著發達國家對發展中國家碳減排施加越來越大的壓力,中國以國家發展利益為核心,采取更為謹慎的參與策略,堅定維護自身立場,抗議發達國家對中國不合理的減排要求;在21世紀初至第21屆聯合國氣候變化大會前的階段,中國經濟實力顯著增強,國內開始倡導高質量而不僅是高速度的經濟發展模式,可持續發展理念漸入人心。同時,隨著我國碳排放量的增長,中國在氣候行動中表現出更高的主動性,開始積極尋求氣候外交新起點,展現出大國的責任與擔當。特別是自第21屆聯合國氣候變化大會召開至今,中國在國際氣候治理上轉變為主動承擔策略,提出具有中國特色的氣候治理理念,推動構建國際氣候治理新格局,并在《巴黎協定》等多邊協議中扮演關鍵角色,推動全球氣候行動。
從最開始的謹慎參與者到如今的領導者,中國在國際氣候治理中的角色發生了顯著變化,展示了中國作為負責任大國在應對全球氣候變化中的決心與行動。
在響應國際氣候治理要求的同時,為保護人民群眾健康,積極改善和提升生態環境質量,大氣污染治理成為中國的優先環保事項之一。自2013年國務院印發《大氣污染防治行動計劃》(又稱“大氣十條”)以來,我國調動社會各界力量,投入了大量的人力和物力資源用于控制大氣污染物排放,分步驟對燃煤、工業、交通、揚塵和散煤等重點污染源進行了空前規模的綜合治理,同時大力推行清潔生產,加快社會的能源結構調整。從2013年到2022年,我國GDP增長達到接近70%,大氣細顆粒物(PM2.5)的平均濃度下降50%以上,全國主要城市的重污染天數減少了90%以上。這些努力不僅顯著改善了中國的空氣質量,也為減少溫室氣體排放和實現碳中和目標奠定了堅實的基礎。
大氣污染防治行動計劃、污染物排放標準制定和執法監管體系

隨著對空氣污染科學認知的深入,我國先后制定并實施了有針對性的大氣污染防治行動計劃和方案,包括《大氣污染防治行動計劃》(2013年9月10日起實施)、《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》(2018年7月3日公開發布)和《減污降碳協同增效實施方案》(2022年6月生態環境部等部門印發)。這些計劃共同構成了中國大氣污染治理的政策框架,通過控制污染物排放、促進產業結構升級、調整能源結構和加強執法監管來共同改善空氣質量。
在大氣污染防治管控的進程中,中國不斷更新和完善大氣污染物排放標準。主要大氣污染物排放濃度限值的要求逐步加嚴,如《磚瓦工業大氣污染排放標準》中將人工干燥及焙燒工藝的CO2排放濃度限值調整為150 毫克/米3,《水泥工業大氣污染物排放標準》中將礦山開采過程顆粒物排放濃度限值調整為10 毫克/米3,《鍋爐大氣污染物排放標準》中增加了燃煤鍋爐氮氧化物(NOx)(400 毫克/米3)和汞及其化合物(0.05 毫克/米3)的排放濃度限值,《儲油庫大氣污染物排放標準》中新增了企業邊界排放濃度限值并設定了企業邊界監測點位任何1小時內非甲烷總烴平均濃度限值(4 毫克/米3)。這些提升的行業標準和新增的排放濃度限值,有效推進了相關行業和部門的污染物減排進程。
監管和執法是確保大氣污染防治工作有效實施的關鍵支撐。中國在排放監管領域采取多項措施,包括制定一系列大氣污染物及溫室氣體監測標準和排污單位自行監測技術指南。為應對復雜多變的環境污染問題,監管手段也趨向多元,如派出部級專業組進行現場監督幫扶、調動地方積極性進行區域原廠監督幫扶,以及運用“空天地”一體化技術進行監管等。此外,生態環境部也專門出臺了《關于優化生態環境保護執法方式提高執法效能的指導意見》,該意見旨在明確執法職責,優化執法方式,完善執法機制,規范執法過程。在環境違法行為的處理上,各省級生態環境部門對輕微環境違法行為但無實際影響的企業從輕處罰,對造成實際污染的企業進行重點管理。這些舉措都確保了大氣污染防治工作的穩定性和有效性。
中國近年大氣污染防治行動的成效
由于采取了有效的大氣污染防治措施,在保持經濟持續增長的同時,全國范圍內SO2、NOx和煙粉塵排放總量都有顯著的下降[7]。尤其是黨的十九大提出我國經濟進入高質量發展階段以來,環境治理和生態保護的力度更大,治理效果也更為顯著。與2013年水平相比,2020年全國SO2、NOx和煙粉塵排放總量分別下降了54%、84%和52%,在長三角(減排幅度分別達到18%、34%和3%)、京津冀(4%、45%和4%)和珠三角(10%、50%和45%)等地區也取得顯著成效。值得注意的是,由于NOx的基礎排放量較高,因此未來仍需加大減排力度。空氣質量指數(AQI)是衡量空氣質量狀況的重要指標,在過去十年,我國主要城市的AQI呈現逐年下降趨勢,特別是在冬季這一大氣污染高發季節,空氣質量改善尤為顯著。到2022年,上海、北京、廣州和重慶等地12月的AQI總體保持在51~100的良好水平,重污染天數相較于2013年同期顯著減少。
中國空氣質量持續改善的挑戰及未來治理計劃

盡管我國已有效減少了SO2和顆粒物等污染物的排放,但NOx、臭氧(O3)和揮發性有機物(VOCs)的減排仍然面臨挑戰。2020年全國O3濃度超標天數比例為5%,而337個地級及以上城市O3濃度每年仍在小幅度上升。這與O3前體物(如NOx和VOCs)的減排難度高,以及前體物與O3生成的非線性復雜關系有關,因此O3治理的難度更大。未來,大氣污染治理迫切需要針對O3及其前體物的治理不足進行補充,推動NOx和VOCs等污染物減排,例如強化移動污染源控制,并全面開展VOCs的綜合治理和源頭替代,實現多種大氣污染物的協同治理和改善。
在過去的十年中,我國的大氣污染物防治取得了顯著成果,面對全球氣候治理的挑戰,減污經驗為降碳奠定了基礎。
碳中和的內涵
根據聯合國政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)的定義,碳中和是指在一定時間內,人類活動造成的CO2排放與地球系統(如森林和海洋)吸納CO2的過程達到平衡的狀態[8]。與碳中和相關的另一個概念是凈零排放,凈零排放指人類活動造成的CO2排放為零,不考慮森林和海洋吸收的CO2。例如,為實現2℃目標,全球需要在2070年左右實現CO2凈零排放,隨后開始負排放;而如果要實現1.5℃目標,全球則需要從2020年開始大規模減排,到2050年實現CO2凈零排放,隨后開始負排放。
2020年9月22日,中國國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上向全世界宣布:“中國將提高國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,CO2排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。”由此,中國開始向減污降碳協同和擴綠增長邁進。
技術化的碳中和路徑
國家的發展和經濟增長依賴于技術的進步,實現碳中和目標需要低碳技術創新和應用[9]。技術驅動的碳中和途徑主要包括發展清潔能源、低碳技術和負碳技術,其中使用可再生能源替代傳統化石燃料至關重要[10]。中國發展新能源具有得天獨厚的優勢,我國擁有豐富的可再生能源資源,如風能潛力約為43億千瓦,太陽能的潛力約為2萬億千瓦,水力發電可開發的潛力約為14億千瓦,同時生物質能源和地熱能也有巨大潛力[11-13]。除了推廣新能源替代化石燃料外,低碳技術和負碳技術也是實現碳中和的重要途徑。低碳技術是處理工業生產過程中溫室氣體排放的重要手段,尤其是在重工業領域,存在不同的低碳技術,如改變原材料配比、發展廢鋼熔煉技術以及能源利用改進等,這些技術將在工業全過程中助力碳中和目標的實現。負碳技術目前主要處于實驗階段,包括人工增強天然碳匯潛力、碳捕集技術和碳還原技術等。其中,植樹造林是提升天然碳匯的重要手段,森林碳儲存量占整個陸地碳儲存量的80%以上,每年碳固定量占整個陸地生物碳固定量的70%左右,在吸收大氣CO2和減緩全球氣候變暖等方面起著重要作用。
市場化的碳中和路徑
除了技術化的碳中和路徑外,市場化的減排手段也至關重要,市場機制的引入可以提供一條驅動產業轉型和技術創新的有效途徑[9]。比較成熟的市場化手段主要包括建立碳排放權交易市場、發展交易工具以及完善法律法規。
碳排放權交易是一種控制產業碳排放總量的方式,鼓勵企業采用清潔能源和綠色生產方式,以在經濟和環保方面取得雙贏。我國的碳排放權交易市場主要基于清潔發展機制(CDM)的交易體系。自2004年6月起,我國就設立了CDM基金及管理中心,并于2008年開始在各地設立環境權益交易所,逐步建立和完善全國碳排放權交易市場體系。碳排放權交易市場的任務是通過市場定價促進技術創新、降低減排成本,支持國家實現碳中和。
市場的通暢運轉需要產品的流通,在建立碳排放權交易市場后,需要開發相應的碳交易產品來維持碳排放權交易市場的運行,例如政府分配的碳排放配額和核準自愿減排量,其中碳排放配額指在碳排放總量控制下,政府為實現減排目標分配給企業的、可用于交易的碳排放權憑證或載體,而核準自愿減排量是針對可再生能源等項目的溫室氣體減排量,企業可以購買減排量用于抵消自身碳排放。這兩種產品在市場運行中可以自由流動和轉化,實現實際碳減排成本的最低化。
在環境治理體系中,法律法規的制定和實施至關重要。中國的碳排放權交易法律體系目前在各種法律、部門規章以及地方性法規和政策中均有所體現,例如綜合性法律法規主要在環境保護法中提及,地方性法規主要由試點單位印發,國家層面的監督管理主要涉及部門規章。我國碳排放交易目前處于初級階段,關于碳排放配額的規定比較模糊,同時碳排放權交易市場在地方性法規文件中缺乏統一的交易規則,因此,相關的法律框架需要不斷完善,以確保碳排放權交易市場的流暢運轉。
中國碳排放路徑的預測
碳排放的路徑預測目前有三種不同的方法:自上而下、自下而上以及使用集成性模型[14-16]。自上而下方法依托經濟模型,關注經濟行為,但對各個部門的碳減排過程進行了簡化處理,無法模擬能源在生產和流動過程中產生的碳排放。自下而上方法以工程技術的減排潛力為基礎,關注不同部門的碳減排過程,適用于能源供需預測和技術路線決策,但缺乏對宏觀經濟和氣候政策之間相互作用的考察。集成性模型將自上而下和自下而上的方法耦合起來,克服了前兩者的不足,在涉及經濟、社會和政策綜合情景下碳中和路徑的預測方面有巨大潛力,但在大數據獲取和經濟系統建模方面仍存在一定挑戰。
聯合國政府間氣候變化專門委員會開發的IPCC SSP1采用了自上而下的方法,基于全球溫升目標和排放特征,將氣候變化約束下的全球共享社會經濟路徑視為未來社會經濟發展的基礎,假設全球各國采取積極的氣候政策和減排措施,以實現可持續發展的目標。自下而上的研究如王克團隊開發的PECE LIU2020 2和PECE LIU2020 1.5,這類模型從未來技術變化的假設出發,包括電力替代煤炭消費、碳捕獲與封存和氫能推廣等關鍵技術的應用,進而預測CO2排放的變化[14]。混合型模型如蔡博峰團隊開發的CAEP CP 1.1,基于化石能源燃燒產生的CO2排放,根據社會經濟可持續發展的趨勢,考慮能源結構調整的影響,來預測CO2排放的變化[15]。混合型模型可以考慮氣候政策的影響,如洪競科團隊構建的RICE LEAP模型,根據基準年的產業部門生產方式和終端部門的能源消費情況設置參數,考慮了《中美氣候變化聯合聲明》《巴黎協定》和國家應用氣候變化規劃等政策文件對CO2排放的影響[16]。
復旦大學、中國科學院大氣物理研究所等聯合團隊提供了一個概念性N-C-Q模型(N代表NOx排放,C代表CO2排放,Q代表定量),以預測在不同減排力度下未來中國的CO2排放路徑。這是一種自上而下的方法,其基本假設是未來中國CO2的減排速度與中國過去幾年里NOx減排速度相關。研究團隊分別假設2021—2060年CO2減排速度達到2013—2020年NOx平均減排速度的75%、100%和125%,從而構建了Q1、Q2和Q3三個情景來預測2021—2060年中國CO2排放的趨勢,發現在這三個情景下,中國CO2排放量將在2030年分別達到55億噸、43億噸和34億噸,在2060年分別達到6億噸、3億噸和1億噸。如果考慮當前中國陸地生態系統碳匯(約為3億噸/年) [17],我們可以預測在Q2和Q3情景下,中國均可在2060年實現碳中和目標,而在Q1情景下,中國需要相應增加中國陸地生態系統碳匯來實現中國的碳中和目標。
碳中和對中國經濟、環境與生態的影響

為了實現碳中和這一遠景目標,中國需要社會經濟深度轉型,推動實現可再生能源發展和控制CO2排放這兩大目標。在2021年6月1日,國家發展改革委、國家能源局、財政部、自然資源部、生態環境部、住房和城鄉建設部、農業農村部、中國氣象局以及國家林業和草原局聯合印發《“十四五”可再生能源發展規劃》,計劃在“十四五”時期,全面推進可再生能源發展,堅持集中式與分布式并舉,實現新能源就地消納與外送消納的相互結合,并以區域布局優化發展,例如,中國西南地區統籌推進水風光綜合開發,“三北”地區優化推動風電和光伏發電基地化規模化開發,中東南部地區重點推動就地就近開發風電和光電,東部沿海地區推進海上風電集群。在這種模式下,新能源技術的研發將推動交通、制造和電力等新興行業的產值增長,同時,由于目前低碳技術發展的限制,傳統的煉油、煉焦、鋼鐵、煤炭和石油開采等高排放、高能耗產業將面臨產值顯著下降和轉型壓力。在就業市場上,具有綠色技能的人才會擁有更大優勢,尤其在制造業和金融業,綠色金融和新能源開發會成為未來就業的熱門行業。
碳中和是中國實現環境保護和生態文明建設的關鍵一環,向碳中和目標邁進有助于全面減少化石燃料燃燒產生的污染物和溫室氣體排放,減少相關產業產生的環境危害,降低生態系統退化和生物物種多樣性下降的風險,間接提升生態系統的可持續性和韌性,為實現生態環境根本好轉提供保障。實現碳中和目標需要減少電力、供熱、工業和交通運輸等的CO2排放,通過降低CO2濃度緩解溫室效應,維護生態系統穩定,使一些已經受到氣候變化影響的脆弱生態系統逐步恢復,并使生態環境能更好地適應氣候變化的挑戰。目前關于碳中和對中國環境與生態影響的研究相對較少,例如開發太陽能風能、推廣氫能、大面積植樹造林增匯等碳減排措施對區域環境和生態系統的影響評估存在較大不確定性,需要從地球系統角度出發,綜合考慮人地系統的相互作用,對不同碳中和方案的環境影響進行全面評估。
減污降碳是我國高質量發展的需要和社會主義現代化的重要內容。中國大氣污染防治的實踐為減污降碳的協同實現提供了經驗,中國的“雙碳”行動需要全社會的共同參與,實現碳中和需要長遠的規劃,在立足當下的同時著眼于未來技術的研發,制定長期的戰略和方案。在應對氣候變化的行動中,中國的“雙碳”目標已經取得了初步的成效,特別是中國的太陽能、風能、核能等可再生能源已經具有產業規模,不僅改善了中國的空氣質量,也對全球氣候治理產生了積極影響。
在過去的十年里,中國在大氣污染防治方面取得了顯著的成就,為全球治理大氣環境污染、應對氣候變化提供了可參考的方案。作為目前全球最大的碳排放國,中國的實踐證明了,實現大氣環境質量的根本好轉乃至實現未來的碳中和目標是可行的。在習近平生態文明思想的引領下,中國的角色已從環境治理的應對者,轉變為在全球范圍內積極行動的引領者和主導者,為全球氣候治理和綠色發展貢獻中國經驗與中國方案。
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關鍵詞:碳中和 大氣污染防治 環境治理 ■