中国城市空气质量达标与碳排放达峰方法及案例研究
中国城市空气质量达标与碳排放达峰方法及案例研究 ReachingAirQualityStandardAndCarbonPeakInChineseCities: MethodologyAndCaseStudies 清华大学2023.5TsinghuaUniversityMay,2023 关于报告 在能源基金会的支持下，清华大学贺克斌院士和张强教授团队编制了《中国城市空气质量达标与碳排放达峰方法及案例研究》（以下简称“双达”报告），旨在基于自下而上的城市排放清单，建立经济-能源-排放耦合动态响应分析方法以及不同类型城市空气质量达标与碳排放达峰协同分析框架，动态预测未来中国城市能源和排放的变化，综合评估产业、能源、交通、用地结构调整各措施带来的减排效益，探讨空气质量目标导向下城市“双达”的路径和策略，为国家和地方机构改革背景下“双达”在城市层面的实践提供研究参考和决策依据。 ABOUTTHEReport WiththesupportoftheEnergyFoundationChina,theteamofAcademicianHeKebinandProfessorZhangQiangofTsinghuaUniversitycompiled"ReachingAirQualityStandardAndCarbonPeakInChineseCities:MethodologyAndCaseStudies"(Hereinafterreferredtoasthe“DualReach”report),aimingtobuildaneconomic-energy-emissioncoupleddynamicresponseanalysismethodaswellasthecollaborativeanalysisframeworkofachievingairqualitystandardsandpeakingcarbonemissionindifferenttypesofcities,dynamicallypredictfuturechangesinenergyandemissionsinChinesecities,andcomprehensivelyevaluatetheimpactofvariousmeasuresforindustrial,energy,transportation,andlandusestructureadjustments.Furthermore,wealsoexplorethepathwaysandstrategiesof"DualReach"undertheguidanceofairqualitygoals.Thisreportprovidestheresearchreferenceanddecision-makingbasisforthepracticeof"DualReach"atthecitylevelunderthebackgroundofnationalandlocalinstitutionalreforms. 作者团队 贺克斌清华大学/中国工程院张强清华大学 薄宇中国科学院大气物理研究所施沁人清华大学 宋子谦清华大学深圳国际研究生院张露瑶清华大学 孙世达清华大学徐晨曦清华大学张改革清华大学 致谢 本研究由清华大学统筹撰写，由能源基金会提供资金支持。 ACKNOWLEDGEMENT ThisreportisaproductofTsinghuaUniversityandisfundedbyEnergyFoundationChina. 关于作者 贺克斌，中国工程院院士，清华大学环境学院教授、院长，清华大学碳中和研究院院长，中国工程院环境与轻纺工程学部主任，从事大气污染防治研究30多年，被认为是中国大气污染防治与公共健康领域顶尖专家之一。国家有关酸雨与PM2.5污染防治的行动计划中均有很多重要研究成果，包括其主持建立的中国多尺度排放清单模型（MEIC）在线平台，确立的结合排放、观察与模拟的新污染源解析方法，以及其所开发的针对大气污染防治解决方案的动态评估模型。 ABOUTTHEAUTHORS ProfessorHeKebin,academicianoftheChineseAcademyofEngineering;professoranddeanoftheSchoolofEnvironment,TsinghuaUniversity;deanoftheCarbonNeutralResearchInstituteofTsinghuaUniversity;directoroftheDepartmentofEnvironmentalandTextileEngineeringoftheChineseAcademyofEngineering.Prof.Hehasbeenconductingresearchonairpollutioncontrolforover30years,iswidelyregardedasoneofChina’stopexpertsinthefieldsofairqualityandpublichealth.HemadesignificantachievementsthathavebeenimplementedinnationalactionplanonacidrainandPM2.5pollutioncontrol,includingthedevelopmentofanonlineplatformofMulti-resolutionEmissionInventoryforChina(MEIC),theestablishmentofanewapproachforsourceapportionmentofintegratingemission,observation,andsimulation,andthedevelopmentofadynamicassessmentmodelforairpollutioncontrolsolutions. 目录 CATALOG 中国城市空气质量达标与碳排放达峰方法及案例研究 1研究背景和目标1 1.1研究背景2 1.1.1中国空气质量达标与碳排放达峰所面临的挑战2 1.1.2城市空气质量达标及碳排放达峰协同路径的意义3 1.2研究目标3 2城市大气污染物与碳排放清单编制及措施评估方法4 2.1城市大气污染物及二氧化碳排放清单编制方法5 2.2措施评估方法8 2.2.1措施分类8 2.2.2措施评估19 3中国城市碳达峰与空气质量改善协同效益评估21 3.1已有研究进展22 3.2城市空气质量达标与碳排放达峰协同分析方法23 3.2.1城市类型划分23 3.2.2中国城市尺度排放预测模型建立25 3.2.3情景设计方法29 3.3全国城市碳达峰与空气质量改善协同效益评估30 3.3.1碳达峰目标对城市空气质量改善的协同作用30 3.3.2协同目标对全国城市碳达峰与空气质量改善的推动作用37 4城市编制“双达”路径技术指南46 4.1城市大气污染物及二氧化碳排放特征及变化趋势分析47 4.2城市编制“双达”路径工作思路52 4.3城市编制“双达”路径工作内容53 5典型城市案例56 5.1综合服务业型城市57 5.1.1北京市“双达”路径分析57 5.1.2深圳市“双达”路径分析66 5.2偏轻工业型城市75 5.2.1济南市“双达”路径分析75 5.2.2成都市“双达”路径分析84 5.2.3苏州市“双达”路径分析93 5.2.4合肥市“双达”路径分析101 5.3偏重工业型城市108 5.3.1唐山市“双达”路径分析108 5.3.2郑州市“双达”路径分析115 5.3.3石家庄市“双达”路径分析123 6不同类型城市协同减排路径133 6.1综合服务业型城市134 6.2偏轻工业型城市135 6.3偏重工业型城市136 6.4能源生产型城市137 6.5旅游型城市138 6.6农业型城市139 7结论与展望140 7.1结论141 7.2减排措施总结142 7.3城市“双达”建议142 1研究背景和目标 在经济发展和快速城市化背景下，我国面临着来自空气污染和气候变化问题的双重挑战。以化石燃料为主的一次能源结构决定了我国温室气体和大气污染物排放具有高度同源性的特点，加强顶层设计、加快结构调整、深挖协同减排潜力将是我国应对空气污染和气候变化挑战的有效途径。 中国城市空气质量达标与碳排放达峰 方法及案例研究 1.1研究背景 1.1.1中国空气质量达标与碳排放达峰所面临的挑战 在经济发展和快速城市化背景下，我国的经济发展取得了举世瞩目的成就，但经济的快速增长对生态环境造成了一定程度的破坏。改革开放以来，我国面临着来自空气污染和气候变化问题的双重挑战。近年来，以PM2.5为特征的大气复合污染给我国人民身体健康和社会经济发展造成了不利影响。全国主要城市群地区均出现了不同程度的区域大气污染问题，空气质量达标与碳排放达峰，引发公众广泛关注。 党的十八大以来，我国的生态文明建设和生态环境保护进入了一个新的历史阶段，特别是随着2013年我国政府启动向污染宣战，相继发布了“大气十条”“水十条”和“土十条”后，大气污染防治取得了前所未有的成就。“十三五”时期，是我国生态环境质量改善成效最大、工作推进成效最好、得到公众乃至国际社会高度认可的五年，全面完成规定的各项任务，超额实现“十三五”提出的总体目标和量化指标。2021年全国339个地级以上城市中，218个城市环境空气质量达标，占比64.3%。其中，细颗粒物（PM2.5）年均浓度已实现“十三五”以来的“六连降”，浓度平均为30μg/m3，空气质量优良天数比率达到87.5%，京津冀及周边地区、长三角地区、汾渭平原等重点区域空气质量改善明显。 但就目前来看，我国产业结构、能源结构、运输结构还未发生根本性改变，资源环境承载能力接近或达到上限，依旧面临生态环境风险累积高发的局面。2021年全国339个地级及以上城市中仍有121个城市环境空气质量未达标，空气质量未达标城市数量超过1/3，与世界生态环境先进水平相比，与2035年美丽中国基本建成目标相比，与我国自 身的法律法规和环境标准要求相比，差距仍然很大。由于能源、工业以及民用领域的固定源污染减排潜力逐渐缩小，未来空气污染防治难度将加大，我国城市空气质量依然面临严峻挑战，以城市为单元的大气污染防治措施将持续推进与升级。 联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第五次报告指出，人类活动很可能是造成气候变暖的主要原因。有证据显示，1750年至今的总人为辐射强度相比2005年报告中的数值提高了43%。在过去50年里，全球共发生1.1万多起由天气、 气候和水导致的灾害，造成了200万人死亡和3.6万亿美元经济损失。由于气候变化的原因，极端天气和气候事件的发生频率、强度及严重性有所增加，各方已经在《巴黎协定》达成共识，在本世纪末，将全球平均气温较工业化前水平升高控制在2℃之内设定为基本目标，并为把升温控制在1.5℃之内而努力。IPCC第六次报告指出，自1850-1900年以来，全球地表平均温度已上升约1℃，并指出从未来20年的平均温度变化来看，全球温升预计将达到或超过1.5℃，并对未来超过1.5℃的全球升温水平的可能性进行了新的估计，指出除非立即、迅速和大规模地减少温室气体排放，否则将升温限制在接近1.5℃或甚至是2℃将是无法实现的。 中国目前是世界上最大的能源消耗国和碳排放国。作为负责任的大国，中国向《联合国气候变化框架公约》提交《强化应对气候变化行动——中国国家自主贡献》文件，确定了到2030年的自主贡 献目标，包括2030年左右二氧化碳排放达到峰值并争取尽早达峰、单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60-65%。习近平总书记在第75届 联合国大会一般性辩论上的讲话（2020年9月22日）：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力
