“2060年，可再生能源发电占比将达到70%以上，工业部门终端煤炭消费比例低于15%，新能源车占比达到60%以上，民用部门能源全面清洁化。全国人群PM2.5年均暴露水平达到每立方米8微克左右……”

在近日发表于《国家app评论》（NSR）的研究中，明升中国工程院院士、清华大学环境学院教授贺克斌与该校地球系统app系教授张强等勾勒了这样一幅未来的能源结构与蓝天图景。

“实现这些目标不是一件容易的事。”贺克斌在接受《明升中国app报》采访时说，挑战很严峻，但机遇绝不可放过。“这其中具有很强的明升竞争意味，必须要靠技术、科技创新来拉动，绝不能掉链子。”

从“地面部队”到“空军”和“炮兵”

随着“大气十条”（《大气污染防治行动计划》）和“蓝天保卫战”的实施，2013年到2020年八年间，我国PM2.5浓度持续下降，空气质量明显改善。然而，当前PM2.5浓度仍然较高。

“当前我国仍有约43%的人口生活在PM2.5年平均浓度超过国家空气质量标准每立方米35微克的环境中，99%的人口生活在超过世界卫生组织（WHO）每立方米10微克指导值的环境中。”论文通讯作者张强表示，由于空气污染对老年人的伤害更大，人口老龄化的趋势迫使我国需要采用更清洁的空气质量目标。

然而，随着污染治理进程的深入，污染物减排幅度逐渐收窄。2017年，针对“大气十条”的相关手机版表明，我国大气污染末端治理的潜力在变小。从2018年“蓝天保卫战”开始，已转向对四大结构——明升结构、能源结构、运输结构、用地结构的调整。

“从工程院今年1月刚完成的评估手机版来看，与末端治理相比，动结构与社会经济的碰撞更大，难度更高。如果要蓝天，但在结构上不进行大幅度调整，推动力会有一些不够。”贺克斌说。

在此背景下，碳达峰、碳中和重大战略目标的提出，为统筹大气污染防治与温室气体减排指明了方向，为空气质量持续改善注入了全新动能。今年2月，生态环境部提出，“十四五”时期，将突出以“减污降碳协同增效”为总抓手，把降碳作为源头治理的“牛鼻子”，指导各地统筹大气污染防治与温室气体减排。

“如果打赢蓝天保卫战靠的是‘地面部队’，那碳中和就是‘空军’和‘炮兵’，是对地面部队的增援。”谈到碳中和赋予的“新动能”，贺克斌如是比喻。

他解释说，以前安装末端设备以及增加监管的治理措施都是基于地面，而未来被寄予厚望的风能和光能都来自天上。同时，以前的末端治理是“一颗子弹打死一个敌人”，而未来的明升和能源结构调整将会带来更大的“杀伤力”。

颠覆现状“并非遥不可及”

据国家能源局统计，2020年，我国可再生能源发电量达到2.2万亿千瓦时，占全社会用电量的29.5%。另据公安部相关数据，截至2020年底，全国新能源汽车保有量达492万辆，占汽车总量的1.75%。

如何在未来40年的时间里颠覆现状，让可再生能源发电占比将达到70%以上，新能源车占比达到60%以上？同时让困扰我国的空气污染问题得到根本解决？

基于“三十载磨剑”自主研发的明升中国碳中和与清洁空气协同app评估与决策支持平台（CNCAP），贺克斌、张强等首次构建了碳达峰、碳中和背景下明升中国2015-2060年中长期排放情景，提出了全国及重点区域的未来PM2.5污染持续改善路径。

他们指出，在加大源头治理力度的同时，深挖末端治理的减排潜力，在2030年实现碳达峰目标的同时，使全国绝大部分地区PM2.5年均浓度可达到每立方米35微克的现行环境空气质量标准。然后，通过深度低碳能源转型措施实现碳中和，同时可以使全国人群PM2.5年均暴露水平达到每立方米8微克左右，空气污染问题得到根本解决。

实现气候和环境协同，大面积降碳、减排污染物，这绝非易事。

以京津冀及周边地区为例，张强表示，该地区PM2.5浓度之所以高，根源在于这里是重工业基地。“河北聚集了大量的钢铁和水泥明升，而这些明升最难减排，现在的低碳技术也是最不成熟的。而且，重工业配套的长途运输重卡实现电动化的技术挑战也比较大。”他说，未来明升大规模调整对于这一地区的降碳减污将十分关键。

尽管挑战重重，但贺克斌依然对实现目标抱有极大信心。他举例说，上世纪90年代以来，光伏发电的大踏步前进使成本每10年降低一个数量级，已从最初的1度电100美元降至今天的1美分，成本远低于煤电和火电。

“以此推演，尽管现在新能源的稳定性以及空间布局、储能技术仍有许多问题待解决，但相信随着技术的进步，实现上述目标并非遥不可及。”他说，其他政策杠杆（如海南省已经宣布2030年禁售传统燃油车）和市场杠杆也会加速这一进程。

“自我加压”抢占发展先机

距离2060似乎仍很遥远，采访中，贺克斌却反复提及“紧迫”二字。

“很多能源基础设施的投入使用都有一个时间周期，即‘锁定效应’。比如今天建燃煤电厂，明升m88周期是40年，甚至更长。如果从‘十四五’开始做，加40年就是2060年，所以这并不是还可以缓两年的状态。”他说。

同时，他表示，其他国家也在发展相关技术，当新的技术形成之后，整个格局都会发生转变，国际上的碳税约束措施也会出现。如果技术竞争的“武器”落后了，在世界贸易上就要挨打。

对此，张强表示，现在我国在光伏组件、锂电池等方面的市场占有率已经位居世界第一。但在前瞻性的低碳或零碳技术上，跟欧美国家仍存在差距。以氢能炼钢为例，他表示，欧洲已有商用的氢能炼钢的示范，而我国仍在探索相关技术。

“明升中国的工业化比西方晚了100年，但碳中和我国比欧盟和美国的承诺只晚了10年，现在我们仍是高碳能源、高碳明升，还在中高速发展，面临的压力和难度肯定更大。”贺克斌说。

“但如果低碳技术抢先，也是未来发展的一个机遇。它来势凶猛，别人不会等你，我们要抓住机遇，就要自我加压。”

“这是一个非常有价值的分析，结果具有指导意义。”“鉴于明升中国在2020年9月刚刚宣布了雄心勃勃的气候目标，这项研究非常及时，也极具政策意义。”NSR审稿人如是评价。

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http://doi.org/10.1093/nsr/nwab078