专访中国工程院院士贺克斌：蓝天正在变为“常见品” 我国大气污染治理已取得一批具有国际水准的科技成果

每经记者 张怀水  陈星    每经编辑 陈星    

1吨好空气能“卖”50元！

这里的“卖”好空气，实际上是江西正在试点探索的林业碳汇交易。作为国家首批3个生态文明试验区之一，江西近年来持续深入推进生态文明建设。

好空气“卖”出好价钱，只是江西围绕“低碳”做文章的一个缩影。为实现“双碳”目标，江西碳中和平台还推出包括会议、景区、组织和个人等减碳项目。

实现碳达峰碳中和目标是党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策，这标志着我国生态文明建设进入以降碳为重点战略方向的关键时期，对推动绿色低碳转型、促进高质量发展具有重大而深远的意义。

2020年提出“双碳”目标以来，我国已经完成了碳达峰碳中和顶层设计，基本构建起“1+N”政策体系，碳达峰碳中和工作扎实有序推进，实现良好开局。

目标已经明确，任务已经提出，实现减碳具体有哪些路径？还面临哪些挑战？针对这些问题，《每日经济新闻》（以下简称“NBD”）记者专访了中国工程院院士、清华大学碳中和研究院院长贺克斌。

贺克斌  图片来源：受访者供图

已构成蓝天保卫战完整科技支撑链

NBD：打赢蓝天保卫战是我国生态环境治理的关键战役。在空气污染防治领域，我们取得了哪些成绩？

贺克斌：直观地说，就是空气质量越来越好了。2021年，我国PM2.5平均浓度达到30微克/立方米。北京市PM2.5浓度为33微克/立方米，六项大气污染物浓度值首次全部达到国家二级标准。

今年2月冬奥会期间，京津冀及周边地区PM2.5平均浓度明显下降，重污染天数大幅减少，其间北京市PM2.5浓度仅为23微克/立方米，PM10浓度仅为35微克/立方米。与2008年北京夏季奥运会可比的数据是PM10，当时的PM10浓度为57微克/立方米。

我们知道，相比夏季，冬季因采暖等原因，污染物的产生量会上升30%以上，因气象条件变化，对污染物的消纳能力会下降30%以上，因此，获得优质空气质量要困难得多。

可以说，从“奥运蓝”到“冬奥蓝”，正是我国蓝天保卫战成效全面提升的一个缩影。对于中国老百姓来讲，蓝天正在从“奢侈品”变为“常见品”。

NBD：说起空气质量的改善，人们更多的感受是天更蓝、空气更清新，但您觉得从技术层面上，我们有哪些高水平的成果？

贺克斌：多年来，通过国家自然基金委和科技重点专项等的长期稳定支持，大气污染治理领域取得一批具有国际水准的科技成果。

在立体观测方面，建立了基于多源卫星的监测系统，构建我国高污染背景下大气污染物浓度的遥感新算法，实现基于卫星遥感的颗粒物与臭氧污染预警与溯源监控。

在排放清单方面，研发了包括空间、时间和化学物种分配等功能的多尺度嵌套、高分辨率清单技术，构建了具有完全自主知识产权的中国多尺度动态清单模型和数据产品。

在数值模拟方面，突破了全尺度双向耦合建模和大气数据同化融合等核心技术，使业务预报时效从1-3天提升至7-10天，空间分辨率从全国平均80公里提升至3公里。

这些成果大幅提升了蓝天保卫战中的精准溯源能力、预警预报能力和治理方案的效果推演与成效评估能力。在秋冬季攻坚和冬奥会期间，高水平的科技研判，使应对措施可以逐日精准到具体企业、生产工艺环节和车辆。

通过国家大气污染防治联合攻关中心，开展“一市一策”驻点跟踪研究和技术指导，将多年积累的前沿基础研究和共性技术研发成果集成提升、落地应用。构成了蓝天保卫战完整的科技支撑链，有力地保障了“科学治污、精准治污、依法治污”体系的有效运行。推动我国大气污染的现代治理体系和治理能力大幅提升。

工作人员使用无人机进行大气监测 图片来源：新华社记者 徐昱 摄

碳达峰碳中和是具有全球影响力的重要行动

NBD：与现行清洁空气措施相比，“双碳”目标的推进有哪些优势？

贺克斌：“双碳”目标特别是碳中和已经在世界范围形成广泛影响。截至去年底，全球有130多个国家提出相关战略和目标。

截至今年上半年，全球提出“双碳”目标的覆盖范围，可以用三个90%来表述：覆盖全球大约90%的二氧化碳排放，90%的GDP和90%的人口。所以，推进“双碳”目标是名副其实具有全球影响力的重要行动。

研究表明：现行清洁空气政策可以在2030年之前保持排放下降，届时全国绝大部分地区PM2.5年均浓度可达35微克/立方米，但之后减排潜力大幅收窄，如不采取进一步措施，PM2.5浓度持续下降空间不大。

而在碳中和路径下，氮氧化物和二氧化硫排放在2030-2060年间将进一步下降67%和83%。到2060年全国绝大部分地区PM2.5年均浓度降会降到10微克/立方米以下，空气污染问题将得到根本解决。

NBD：我国提出推进“双碳”目标，您认为是基于哪些考虑？

贺克斌：“双碳”目标的提出，一方面是履行我们作出的庄严承诺，另一方面是建设美丽中国的现实需要。

我们知道，在气候领域，全球有三个里程碑式的公约，即1992年的《联合国气候变化框架公约》，1997年的《京都议定书》和2015年的《巴黎协定》。我国不仅是这三项公约的签署国，同时还作出庄严的承诺，并会努力实现提出的目标。这三个公约最核心的内容就是使全球进入碳中和时代。

大家特别关心过去一段时期我国的PM2.5。从2000年到2020年这20年间来看PM2.5的变化过程，我们发现传统路径的治理在前7年。PM2.5是一个增长的过程，但是我们抑制了它增长的速度，到了总量控制阶段，它是一个高浓度稳定的过程，接着又到了总量加质量控制的阶段。

从最近十年来看，PM2.5有一个明显降低的过程，但如何更有“效率”更有“质量”地降低，它的出路在哪儿？我认为，减污降碳、协同增效大大提高了对降低碳污染的促进作用。

我们做过这样一个分析，2020年我国的337个城市PM2.5平均基数在33微克/立方米，如果按照传统路径方法持续60年，城市的平均基数最多降到25微克/立方米。

但如果按照2030年碳达峰要求，2060年能降到20微克/立方米，如果是2028年实现碳达峰，2060年能降到18微克/立方米。如果2060年实现碳中和，全国的PM2.5会降到10微克/立方米以下。这会给人民群众的生活环境品质带来巨大提升。

从能源的资源依赖走向技术依赖

NBD：说到碳减排就不得不提到能源结构和产业、技术的调整，您认为“双碳”目标的推进会对我国能源产业、相关技术带来哪些影响？

贺克斌：国际能源署做过一个分析，关于未来全世界实现碳中和以风光水和多能互补的能源量的供应，分析结果表明再生能源的资源量是足够的。它在一定程度上缓解了化石能源逐渐不能满足未来长期发展的资源约束。所以有人说，世界经济从碳中和时代开始，正在从能源的资源依赖型逐渐走向技术依赖型。

如何理解呢？

过去三种化石能源，排在前5位的国家占据了世界的75%、67%、62%，也就是2/3到3/4的化石能源被前5位储量国占有。

但是如果按照以“风光资源”为代表的新的可再生能源来看，我们找不出由几个国家占据全球储量的情况。也就是说，未来的世界，大家都有风、光资源，只是程度不同，谁能够利用好风、光资源，完全取决于谁能更早地建成大规模稳定使用这些新能源的技术体系。从这个角度讲，世界经济正在从资源依赖型走向技术依赖型。

我们看到，欧、美、日等都在布局这些领域，同时全球气候投融资在快速增长，全球能源转型投资超过7500亿美元，我国的投资是美国的2至3倍。全球绿色债券的发行、碳市场等都给出了一个非常强的技术和市场互动的信号，那就是正在形成技术依赖型且非常强烈的竞争。

我国现在启动了碳市场、碳交易，这表明碳开始有价格了，而这个价格日后还会增长。我国现在的碳价格是每吨50元左右，同期欧洲市场是每吨80欧元左右，所以碳价格上升的空间是比较大的。它在一定程度上也会对技术发展产生影响。

虽然我国传统的环境污染问题还没有完全解决，但我们已经有了关键方案。在根本性解决环境污染这个问题上，“双碳”目标的实现会促进生态文明建设，最终实现美丽中国目标。

浙江宁波积极推进清洁能源示范岛建设 图片来源：新华社记者 徐昱 摄

NBD：实现碳减排、推进“双碳”目标是今后一个时期生态环境领域的工作重点，在各项政策措施指导下，我们具体有哪些路径？

贺克斌：中国要实现碳中和，我们大概有减100亿吨二氧化碳的任务，如何实现它？大致上可以分成五个板块，就是资源增效减碳、能源结构降碳、地质空间存碳和生态系统固碳，以及市场机制融碳，这就是“五碳并举”。

第一个板块是资源增效减碳，主要集中于节能和能效提升。我国能源强度是世界平均水平的1.3倍，如果我国采取各种措施达到同样的经济目标，但将能源需求降到最低，当前消费水平下，能耗每降1%，可减排1亿多吨二氧化碳。推动“双碳”目标后，国家“无废城市”行动将从固废逐渐扩展到废水、废气、废热、废碳四废打通，最终实现物质的循环利用，从无废城市走向无废社会。

第二个板块是能源结构降碳，就是从以化石能源为主体逐渐提升到以新能源、可再生能源为主体。建立“多能互补、源网荷储”的新型电力系统。

未来的新型电力系统，电网对于数据的判断和反应要求非常快，如果我们现在是毫秒级的电网反应，未来可能是纳秒级反应，所以信息技术在赋能“双碳”进程中会发挥越来越重要的作用。

第三个板块是地质空间存碳。即使到未来大规模可再生能源为主体的新能源体系建成之后，我们仍然将保留一定比例的化石能源，以保障能源系统的稳定性、安全性，电力系统安全性等。这部分化石能源产生的碳将通过碳捕集、利用与封存技术（CCUS）来减掉。

第四个板块是生态系统固碳。生态环境保护工作做得越好，固碳增汇的作用就越大，而碳汇能力越高，能源结构调整压力就越小。

第五个板块是市场机制融碳。把新技术投入市场，主要取决于两点，一是政策引导，二是市场机制。

实现“双碳”目标面临三大挑战

NBD：“双碳”目标的推进过程中，会出现一些新问题、新领域，您认为还有哪些挑战是我们必须要面对的？

贺克斌：第一个挑战就是核心关键技术的创新。从资源依赖型走向技术依赖型，技术的竞争成了重中之重。国际能源署分析表明，全球能源资源量是足够的，但是技术量是不够的，以全球来看，大概50%的减碳技术是成熟的，还有一半是不成熟的，大家要去争夺技术先机。

在我国，相关部门做过关于我国实现碳中和的分析，我们面临的问题是目前商业化只有三分之一是成熟的，有三分之一在示范中，还有三分之一在概念研发阶段。

欧洲专利局做过分析，目前传统的风能、太阳能、地热、水电这些专利的申请量在下降，更多的是在交叉领域，比如电池、氢气、智能电网、CCUS，这些申请量在增加。

第二个挑战是新能源产业供应链。特别是关键材料，在所有可再生能源电力中，光伏的度电材料消耗是最高的，除钢、铜、光伏级玻璃等之外，还有镍、铟、镓、锗、碲等稀有金属。风电中所含钕、镨、镝三种稀土元素在未来也都面临严重短缺的问题，可能会成为风电装机的制约因素。

最后一个挑战是气候和环境的协同综合决策。大家都知道环境的改善是一个非常复杂的系统工程，对其的判断需要支撑工具。比如说从微观来看，数据的核算系统、温室气体的国内外数据库可以支撑标准体系、市场机制、政策法规体系等的建立。

但是这些数据从哪来？首先要去采集，要依靠“天空地”一体化的碳源碳汇监测技术。不可否认，在碳监测方面，我们还存在短板，立体观测、垂直观测、动态精细不同背景下的观测，包括海洋连续观测等，这些都需要提升。

此外还要有综合研判。例如，如何保证减碳是快速的，同时生态系统的发展又是良性的，现在这些研判工具全世界都存在不足。我们要跟国际同行继续加强合作，尽快形成研判工具，致力于最终实现碳中和目标。

实现碳中和，人才问题不可忽视。我们要尽快建立起相适应的教材体系、课程体系，对教师的知识结构也会有全新要求，自然科学、工程科学、社会科学各学科要一起协同创新，共同培养面向碳中和时代的人才。这是需要我们共同努力的目标。

封面图片来源：新华社