清華新聞網(wǎng)12月9日電 11月29日，清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“地學(xué)系”）張強(qiáng)教授課題組與同丹助理教授課題組合作發(fā)文揭示火電行業(yè)碳減排的健康協(xié)同效益不僅取決于碳減排路徑，同時(shí)還高度依賴(lài)于電廠(chǎng)退役和污染控制策略，并在此基礎(chǔ)上提出了全球火電行業(yè)減污降碳協(xié)同增效新路徑。
二氧化碳與大氣污染物同根同源，均主要來(lái)源于化石燃料的燃燒和利用過(guò)程。因此，致力于減緩氣候變化的碳減排政策同時(shí)也會(huì)帶來(lái)大氣污染物減排，進(jìn)而帶來(lái)空氣質(zhì)量改善和健康效益，即“協(xié)同效益”。已有相關(guān)研究一般認(rèn)為協(xié)同效益主要與碳減排路徑（即碳減排力度）相關(guān)，多關(guān)注不同碳減排路徑協(xié)同效益的對(duì)比分析，并據(jù)此敦促?zèng)Q策者加大碳減排力度。然而，污染源的大氣污染物排放和導(dǎo)致的健康損失還受到污染控制水平、大氣擴(kuò)散條件、周邊人口密度等多種因素影響，不同污染源每單位碳排放對(duì)應(yīng)的健康損失差異巨大。近年來(lái)已有研究者注意到這一問(wèn)題，并開(kāi)始探討如何將實(shí)現(xiàn)協(xié)同效益最大化納入碳減排政策設(shè)計(jì)，但如何充分釋放全球碳減排路徑的協(xié)同效益，目前尚無(wú)系統(tǒng)性研究。
圖1 不同減排路徑下全球電力行業(yè)未來(lái)碳排放及健康影響變化
針對(duì)上述問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)以全球火電行業(yè)為研究對(duì)象，在前期工作構(gòu)建的全球9萬(wàn)多個(gè)在役火電機(jī)組能耗與排放數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上，通過(guò)耦合綜合評(píng)估模型、大氣化學(xué)模型和健康效應(yīng)模型，研發(fā)了首個(gè)全球火電行業(yè)機(jī)組尺度排放及空氣污染健康影響預(yù)測(cè)模型系統(tǒng)，并利用該系統(tǒng)評(píng)估了全球火電行業(yè)減排的協(xié)同效益。研究發(fā)現(xiàn)，碳減排路徑并不是協(xié)同效益的唯一決定因素，只有通過(guò)實(shí)施與碳減排路徑協(xié)同的高污染機(jī)組提前淘汰和逐步加嚴(yán)污染控制水平等靶向治理策略，大力釋放碳減排路徑的協(xié)同減排潛力，才能實(shí)現(xiàn)健康協(xié)同效益的最大化。
研究發(fā)現(xiàn)，火電行業(yè)高污染機(jī)組（即污染物排放水平遠(yuǎn)高于當(dāng)?shù)仄骄剑┟繂挝惶寂欧诺慕】涤绊懯瞧骄降娜兑陨?，占全球不?5%裝機(jī)容量的高污染燃煤機(jī)組排放導(dǎo)致的過(guò)早死亡占全球電力行業(yè)總排放導(dǎo)致過(guò)早死亡的50%。在全球2℃和1.5℃碳減排路徑下，如果不采取針對(duì)性的靶向治理策略，2030年全球火電行業(yè)碳排放將分別比2010年增加14%和減少7%，而火電行業(yè)排放導(dǎo)致的過(guò)早死亡人數(shù)將分別比2010年增加38%（33萬(wàn)人/年）和8%（7萬(wàn)人/年)。這是由于2030年前可再生能源電力在全球的推廣潛力有限，而未來(lái)人口總量增長(zhǎng)和人口老齡化使得人群對(duì)污染更為敏感，抵消了碳減排的協(xié)同效益。到2050年，隨著可再生能源電力比例的大幅提高，2℃和1.5℃碳減排路徑下全球火電行業(yè)碳排放將分別比2010年減少66%和77%，對(duì)應(yīng)的過(guò)早死亡人數(shù)比2010年分別減少33%（29萬(wàn)人/年）和66%（57萬(wàn)人/年）。
而如果在相同碳減排路徑下加嚴(yán)污染控制水平，在1.5℃路徑下，2030年和2050年全球火電行業(yè)排放導(dǎo)致的過(guò)早死亡人數(shù)將分別比2010年減少31萬(wàn)人/年和62萬(wàn)人/年。如在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步推動(dòng)高污染機(jī)組提前加速淘汰，2030年和2050年可比2010年分別減少過(guò)早死亡56萬(wàn)人/年和68萬(wàn)人/年。研究顯示，與碳減排政策協(xié)同的靶向污染治理政策能夠大幅提升健康協(xié)同效益，尤其是近中期效益。由于高污染機(jī)組能效低下且健康影響大，提前淘汰這部分機(jī)組可同時(shí)增加碳減排和健康協(xié)同效益。與自然淘汰情景相比，在1.5℃路徑下通過(guò)提前淘汰高污染機(jī)組可在2010-2050年期間累積減少430億噸碳排放，并累積避免近600萬(wàn)人的過(guò)早死亡，實(shí)現(xiàn)巨大的減污降碳協(xié)同效益。
研究揭示了全球火電行業(yè)實(shí)現(xiàn)減污降碳協(xié)同增效的新路徑，表明了加速推進(jìn)全球高污染排放機(jī)組的退出對(duì)于減輕空氣污染和保護(hù)人群健康具有重要意義。研究給出了一個(gè)在氣候變化減緩與應(yīng)對(duì)領(lǐng)域具有普適性的結(jié)論，即氣候變化政策并不一定會(huì)自動(dòng)帶來(lái)協(xié)同健康效益，在碳減排的同時(shí)必須協(xié)同實(shí)施靶向污染治理策略，才能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同效益最大化。對(duì)于同時(shí)面臨氣候和環(huán)境問(wèn)題的發(fā)展中國(guó)家，應(yīng)將保護(hù)健康作為氣候變化與空氣污染協(xié)同治理的出發(fā)點(diǎn)，在設(shè)計(jì)和實(shí)施應(yīng)對(duì)氣候變化政策時(shí)考慮最大化降低公共健康風(fēng)險(xiǎn)，推動(dòng)減污降碳協(xié)同增效，保護(hù)公眾健康。
上述成果以題為“全球電廠(chǎng)減排的健康協(xié)同效益對(duì)于退役策略和污染控制路徑的依賴(lài)性”（Health co-benefits of climate change mitigation depend on strategic power plant retirements and pollution controls）的研究論文在線(xiàn)發(fā)表在《自然·氣候變化》（Nature Climate Change）期刊上。
清華大學(xué)地學(xué)系助理教授同丹和清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院助理研究員耿冠楠為論文共同第一作者，清華大學(xué)地學(xué)系張強(qiáng)教授和加州大學(xué)歐文分校史蒂夫·戴維斯（Steven J. Davis）教授為論文通訊作者。論文合作者包括清華大學(xué)地學(xué)系博士研究生程靜、覃馨瑩，加州大學(xué)歐文分校原博士后研究員、現(xiàn)清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院助理教授洪朝鵬，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授、碳中和研究院院長(zhǎng)賀克斌院士。研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委和能源基金會(huì)的支持。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41558-021-01216-1
供稿：地學(xué)系
編輯：李華山
審核：呂婷
