摘要：近十年来，中国大气污染防治工作取得了显著的成效，但同时面临着颗粒物与臭氧协同控制的新挑战。在积极实践“双碳”战略的背景下，开展大气污染与温室气体协同治理在“双碳”时代的重要性愈发凸显。文章首先介绍了中国大气污染的现状和大气污染防治新形势，然后探讨了大气污染防治策略，同时阐述“双碳”战略的理论基础，最后分析了“双碳”战略下的大气污染防治挑战和对策，旨在深入探讨“双碳”时代下大气污染防治的策略和实践，为制定更加有效的大气污染防治政策提供理论和实践参考，助力美丽中国建设。
关键词：碳达峰,碳中和,“双碳”战略,大气污染,协同治理,可持续发展
1我国大气污染的现状与形势
近年来，随着我国工业化和城镇化进程的发展，大气污染问题发生了根本性的转变，由20世纪80年代的煤烟型污染逐渐过渡至煤烟型、化工型、机动车尾气型的复合污染，再发展至叠加气候变化因素的大气复合污染。自此以后，多个发达国家社会发展历程中出现的大气环境问题在我国集中爆发，形成了最为严峻的大气污染形势[1-2]。过去10年，我国的大气污染问题主要是以PM2.5为主的复合污染。在国家“十二五”和“十三五”期间，科技部、自然科学基金委及生态环境部先后部署和启动了多项大气污染防治相关的科研项目和课题，在大气污染成因、影响及其应对机制，大气环境监测预警技术和大气污染源排放控制技术等诸多关键领域均取得了重要进展。同时，国*院先后印发《大气污染防治行动计划》《打赢蓝天保卫战三年行动计划》和《空气质量持续改善行动计划》等一系列政策方案，明确中国大气污染治理目标和路线，各级政府和主管部门积极采取严格有效的措施，使得全国的空气质量得到了明显的改善，如表1所示。全国PM2.5浓度实现2013—2022年“十连降”，平均浓度下降了57%，重污天数减少了92%，二氧化硫浓度降幅超过90%。
虽然我国大气污染治理取得了显著进步，但仍面临复杂的大气复合污染问题。一方面，污染物排放量远超大气自净能力，减排难度增加，重污染天气时有发生；另一方面，臭氧(O3)污染日益严重，三大城市群的O3浓度呈上升趋势，如图1所示[3]。O3不仅危害人体健康，还抑制植物生长，加剧温室效应，对生态环境造成不可逆损害。尽管各地积极治理，但O3前体物挥发性有机物(VOCs)和氮氧化物(NOx)排放量依然偏高，加上高温干旱等不利气象条件，O3浓度持续上升[4]。O3逐渐成为重要污染物，与PM2.5的复合污染特征显现。为在国家“十四五”期间打好“蓝天保卫战”，需大幅降低PM2.5浓度，遏制O3浓度上升，并统筹考虑PM2.5和O3污染控制需求及区域传输规律。
2大气污染防治工作的未来重点
在分析我国大气污染防治政策和当前环境状况的基础上，采取综合性治理措施，并应用多污染物协同控制的策略和技术，将成为国家“十四五”期间大气污染防治的关键举措。在下一步工作中，应进一步聚焦于PM2.5和O3的协同治理，专注于减污与降碳技术的协同作战[5]。相较于单一治理某一种污染物，多污染物协同防治的策略不仅能够综合考虑各种污染物的来源和影响，取得更加显著的治理效果，避免污染物之间的转移效应，还可以合理配置资源和投入，避免重复建设和资源浪费，从而提高治理效率并解决成本问题。然而，开展多污染物协同防治要求对O3、PM2.5等污染物的排放与气候变化相互作用和转化机理需要有深入的了解，而且需要充分考虑不同污染物之间的空间和时间尺度之间的联系。未来通过统筹规划，构建地方联动机制，加强对PM2.5和O3的管理，进一步完善地区空气质量监测指标和覆盖范围，为协同治理提供有力的数据支持，完善配套的法律标准体系，将进一步推动我国开展多污染物协同效应的深入研究并形成完备的控制方案。
3“双碳”战略的理论基础
(1)“双碳”战略的定义及目标
气候变化是当前人类社会面临的最为严峻的挑战之一。加大降碳减污力度，以减缓气候变化对全球生态、经济和文明带来的巨大冲击，逐渐成为21世纪人类发展的共识。作为负责任的大国，中国始终自觉探索中国式绿色现代化发展道路。党的十八大以来，党和政府将生态文明建设纳入“五位一体”总体布局，摒弃大开发模式，倡导“共抓大保护”，在环境保护中谋求发展，形成了习*平生态文明思想，为人类与自然和谐共处贡献了中国智慧[6]。2020年9月，在第75届联合国大会一般性辩论会上，国家*席习*平正式宣布“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”，正式向世界提出中国的碳达峰和碳中和目标，为全球控制和减少温室气体排放提供中国方案。
(2)“双碳”战略下的中国政策框架
在“双碳”战略下，中国政府构建了明确的政策框架，从能源效率、能源结构和产业结构等方面全面推动绿色低碳转型。在政策法规方面，中国制定并实施了《碳排放权交易管理暂行条例》《关于全面推进美丽中国建设的意见》和《国家重点低碳技术征集推广实施方案》，加强能源、工业、交通、建筑等领域的节能减排政策，推动清洁能源发展，加快碳市场建设；在技术创新与产业转型方面，中国政府通过资金投入和政策激励，支持企业和科研机构在可再生能源、节能减排和清洁生产技术等领域的绿色技术研发[7]；在对外合作方面，中国积极参与联合国气候变化框架公约、绿色气候基金和国际能源署等国际合作平台，与其他国家共同研究气候变化、交流经验、分享技术，推动全球气候治理。通过南南合作论坛和“一带*路”倡议，加强与发展中国家的合作、技术转让与援助，在清洁能源、节能减排、绿色发展等领域深化交流。此外，中国在完善国内碳交易市场的基础上，积极寻求与国外碳市场的合作，共同探索和推动碳市场建设和碳定价机制[8]。
4“双碳”背景下的大气污染防治
当前，我国的生态环境保护正处于从重点治理向系统治理的转型阶段。未来，进一步实现“双碳”目标与清洁空气目标的紧密融合将成为系统治理的核心要素。中国清洁空气政策伙伴关系(CCAPP)发布的2023年度报告《中国碳中和与清洁空气协同路径(2023)》以降碳、减污、扩绿、增长为主题，并指出，尽管中国在大气污染防治方面已经取得了历史性和转折性的成就，但是空气质量尚未得到有效遏制。在全球气候变化形势日益严峻的背景下，开展空气质量和气候变化的协同治理是发展的必然趋势。相关研究利用模型模拟结果显示，以末端治理为主的大气污染防治措施在近中期对减污降排具有重要贡献，而“双碳”目标驱动的能源、产业、交通结构调整措施对控制大气污染具有关键作用[9]。
“双碳”战略是优化能源结构、强化大气污染防治的关键措施，其目标在于减少化石燃料依赖，提升清洁能源比重。通过太阳能、风能等可再生能源的广泛应用，有效降低SO2、NOx等污染物排放，促进空气质量改善[10]。“双碳”战略不仅推动产业升级和转型，而且提升了大气污染防治的效率。通过采用低碳技术，如氢能冶金和CO2转化化学品，有效降低工业生产中的污染物排放，同时优化产业结构，淘汰落后产能，促进环保技术和产业的发展。技术创新是“双碳”战略的核心，CCUS等关键技术的发展有助于减少温室气体排放，同时控制工业污染。政策支持和环保标准体系的完善，是推动环保产业技术创新和产业变革的关键。例如，通过制定严格的污染物排放和监测技术标准，促进环保设备制造的标准化，提高大气污染防治的效率。此外，“双碳”战略的实施需要社会各界的广泛参与和公众的积极支持，提升公众对大气污染防治和低碳生活的认识，鼓励绿色消费的生活方式，有助于减少生活源的大气污染物排放，共同促进环境的可持续发展[11]。
“双碳”战略对大气污染防治的影响是多方面的，涵盖了能源、工业、交通、城市规划和林业等多个领域，如图2所示。这些措施的实施不仅有助于实现中国的碳达峰和碳中和目标，也为改善空气质量、促进绿色发展和提高人民生活质量提供了有力支持。
(1)清洁能源替代传统能源的推广与应用
近年来，我国积极推进清洁能源发展，取得了显著成就。清洁能源代替传统化石能源，不仅成功降低了大气污染物和温室气体排放，逐步减少了对传统能源的依赖，还提高了能源利用效率，实现了可持续发展目标[12]。国家能源局于2024年2月公布了《能源绿色低碳转型典型案例名单》，其中包括了一系列引领绿色能源低碳转型的典型案例。例如：山东枣菏高速公路交能融合示范工程创造了全国首个全路域交能融合示范项目，通过设置分布式光伏电站和充电桩等设施，实现了高速公路的绿色能源供应；北京城市副中心城市绿心绿色供用能和碳管理项目通过地源热泵能源站和分布式光伏等手段，成功实现了区域绿色化和减碳目标；福建厦门ABB工业中心绿色微电网项目则通过智慧微电网的建设，实现了源-网-荷-储精准调控，预计将通过屋顶光伏实现50%电力的清洁能源替代，从而减少碳排放；山东胜利油田百万吨级CCUS项目通过捕集和利用CO2，成功推动了能源产业链的低碳转型。这些案例在理论方法、技术装备和运行模式方面创新突破，取得了显著实际成效，为我国清洁能源高质量发展奠定了坚实基础。
(2)工业与交通领域的碳排放控制与减少
为促进绿色低碳转型，中国政府采取了多项措施。工业和信息化部、国家发展改革委及生态环境部联合出台了《工业领域碳达峰实施方案》（工信部联节〔2022〕88号），严格控制项目审批、备案和核准，全面审查在建项目，对高能耗、高排放、技术落后的项目实施整改。该计划强调钢铁、建材、石化等关键行业需进行节能、减排和降碳改进，并推广低碳原料替代，如在水泥制造业推广高固废掺量技术和使用非碳酸盐原料。交通运输领域碳排放约占全国总量的10%，为此，国家发布了《2030年前碳达峰行动方案》，推动环保低能耗运输体系建设，提升绿色交通基础设施，推广新能源与清洁能源交通工具，倡导环保出行。截至2023年底，新能源汽车使用量已超2 000万辆，城市公交系统中新能源车辆占比超三分之二。北京市通过公交优先战略、轨道交通建设和新能源汽车推广等措施，将城市交通碳排放占比从国家“十一五”时期的10%降至“十三五”时期的4%。未来，中国将继续推进绿色交通基础设施建设、优化运输结构、推广低碳运输装备，在交通领域率先实现“双碳”目标[13]。
(3)城市规划与建设中的碳中和理念引入
将碳中和理念引入城市规划与建设中是实现可持续发展的重要途径，涉及城市布局、能源使用、交通系统、建筑设计等多个方面。近年来，中国多个城市在市政规划与建设实践中积极探索碳减排和碳中和的新途径，为推动未来新型城市建设中的碳中和开辟新的方向。以上海世博园区为例，通过低碳规划体系创新、集成技术创新及政企联动机制创新三条创新路径，上海世博园区实现了26.5%的碳减排率，建筑节能约2.8万t煤，节电约22.8万kW·h，累计降低碳排放约2.3万t，作为成功的低碳发展实践区之一，为推广前沿建筑节能减排技术树立新坐标。此外，城市绿化和公园的建设也被视为重要的碳汇，在城市空气质量改善中具有重要价值。北京温榆河公园近年来致力于打造北京市首个“碳中和”主题公园，不仅充分应用光伏发电、地源热泵等绿色能源技术，而且通过开展绿色植物养护增加公园植物碳固持能力。该公园每年减少的CO2排放量相当于20 km2森林每年的碳汇量，为首都周边地区的生态环境改善作出了显著的贡献。
(4)大力开发林业碳汇功能
树木的光合作用能够有效吸收CO2，有效降低空气中污染物浓度，因此森林生态系统在自然界中扮演着重要的碳汇角色，土地利用的变化，特别是森林面积的增加，对中国陆地生态系统的碳汇贡献了大约44%。在中国，森林中的中龄和幼龄林占主导地位，这些处于成长期早期的森林通常具有较高的碳汇潜力。预计从2000年到2040年，随着森林年龄的增长，中国的森林植被碳储量将增加6.69亿t碳，这有助于长期保持陆地碳汇在一个较高的水平。因此，森林作为重要的碳汇来源，在实现我国碳中和战略中扮演着关键角色。为了支持工业减排，应当采取科学的森林管理和经营措施，优化森林年龄结构。在中国的一些地区，已经开始探索新的森林碳汇方法。以广西为例，该地区在“广西综合林业发展与保护项目”的框架下，实施了“广西珠江流域治理再造林工程”。该工程不仅研究了清洁发展的再造林技术，还取得了认证的减排量，并通过碳汇交易实现了收益。此外，广西还实施了“西北部退化土地再造林工程”，推广了林业碳汇的经验，推动了再造林技术的示范和普及，为林业生态产品的经济和可持续发展提供了动力。
(5)着力解决O3防治难题
面对日益突出的O3污染问题，如何开展PM2.5和O3的协同治理，以及管控O3的区域传输是当前中国大气污染治理亟待解决的难题。目前最行之有效的策略是以NOx深度减排为抓手，打破PM2.5和O3之间此消彼长的“跷跷板”效应，并配合试点推广O3直接分解技术，有效减缓O3污染[14]。目前，国内已研发出一系列成熟的高效O3催化分解材料和先进技术，可在O3污染治理领域广泛应用。中国香港近年来作为国内大气污染防治的重点城市，通过持续利好的政策规划和积极应用新兴技术，在水上运输、电力行业、道路运输和挥发性产品等一系列污染排放场景中采取多样性治理手段减少前体物排放，同时加强污染物的检测识别和后端处理，取得了较为显著的O3防治效果，但仍需持续攻坚O3的跨区域传输问题[15]。未来，针对相应地区的大气污染防治工作需要统筹考虑PM2.5和O3时空变化特征、地理特征、气候条件、污染源排放状况等关键要素，不断推动中国O3治理的商业化程度，进而扩大其治理范围和影响力，从供需两端驱动O3治理的高效化发展。
5“双碳”战略下大气污染防治面临的挑战与对策
在“双碳”战略下，协同治理空气污染与气候变化是改善大气污染的关键，这一战略带来新机遇的同时也伴随着挑战，需要在技术、制度和社会参与方面深入探索和不懈努力。在技术层面，根据国际能源机构的评估，到2050年达到全球净零排放所需的关键技术约有一半尚未发展成熟。清华大学的贺克斌院士指出，科技部通过专家团队分析了支持中国达成“双碳”目标的技术，发现其中三分之一正处于试验阶段，而另外三分之一仍处于理论探讨和研究开发阶段[15]。这表明全球碳减排技术仍需创新与突破，区域交流与利益补偿机制至关重要，以打破信息孤岛、解决利益矛盾，构建高效协作体系。然而，我国在关键地区的大气污染防治制度建设不足，亟需完善。此外，环境治理离不开政府与社会的紧密合作，需拓宽公众参与渠道和信息平台，提高大众环保意识和参与度。
在未来发展中，政府和企业应增加预算和投入，推动示范技术商业化和概念技术研发。通过国际合作和技术引进，突破技术壁垒，并与高等院校和研究机构合作，培养专业技术人才；建立健全跨区域沟通和利益补偿机制，通过立法和政策明确各地区、各部门在协同治理中的责任和权益，促进信息共享和资源整合；加大环境法律法规执行力度，对违法行为严格惩处；建立畅通的公众参与渠道，提高政策透明度和公众满意度，通过媒体和教育机构，加强环保意识教育和“双碳”战略宣传，鼓励非政府组织和志愿者参与环境监督，推动企业和政府履行环保责任。
6总结与展望
本文深入剖析了碳达峰和碳中和背景下的大气污染防治策略，强调了将“双碳”战略应用于大气污染防治是可持续发展的必由之路，梳理了工业排放、交通尾气、农业活动等对空气质量的影响，探讨了“双碳”背景下大气污染防治的优势、策略及未来方向。“双碳”战略为中国环境保护和经济发展提供新动力，并为全球气候行动贡献了中国智慧。通过实施“双碳”战略，中国有望减少温室气体排放、改善空气质量，促进绿色低碳技术创新。
未来，“双碳”背景下的大气污染防治将聚焦技术创新、产业结构调整、能源结构优化、政策法规完善、公众参与和国际合作，重点将是清洁能源应用、工业和交通领域的绿色转型以及城市和乡村的生态环境保护。中国将继续在全球气候治理中发挥引领作用，推动可持续发展目标的实现，共绘清洁、绿色、可持续的未来蓝图。
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