摘要：溫室氣體和空氣污染物的協同治理是一種雙贏的策略。自協同效應的概念提出以來，大量研究對溫室氣體和大氣污染之間的協同減排技術、措施、潛力等方面進行了評估。本研究回顧了協同治理理論的發展歷程、典型案例以及重要的政策實踐，在此基礎上討論了當前研究與實踐的特點，并對未來研究提出了建議。典型案例涉及能源、交通、工業和居民部門，政策實踐討論了溫室氣體和空氣污染協同治理政策的主要類型及其實施情況。從損失評估、協同機理、高精度排放清單及模擬等角度對未來促進協同治理的研究提出了方向建議。

引言

我國當前面臨的打贏藍天保衛戰、實現綠色低碳發展的重要任務，需要同時做好大氣污染防治和溫室氣體減排工作。在《大氣污染防治行動計劃》的推動下，我國空氣質量明顯好轉，但由于產業結構偏重、能源結構偏煤、運輸結構偏油等問題沒有得到根本解決，臭氧、硝酸鹽、銨鹽和黑碳等大氣污染的防治任務仍然艱巨。在溫室氣體減排方面，2005年中國超過美國成為全球溫室氣體排放量最大的國家，2013年中國人均碳排放達到了7.2噸，超過了歐盟的6.8噸。2015年6月，中國為推動《巴黎協定》達成，提出了“到2030年，單位國內生產總值（GDP）二氧化碳排放比2005年下降60%～65%”“二氧化碳排放在2030年左右達到峰值并爭取盡早達峰”等應對氣候變化的國家自主貢獻目標。但我國能源消耗型工業占比較高，城鎮化過程仍在持續推進，預計短期內仍有大量的能源消耗需求。同時，產業升級、非化石能源體系的建立和推廣等過程耗時長、成本高。在此背景下，中國控制溫室氣體排放的壓力較大。

在嚴峻的現實需求和積極的宏觀政策號召下，深入探討我國溫室氣體和空氣污染物的協同治理問題具有重要的意義。首先，協同治理有利于降低大氣污染防治和溫室氣體減排的總成本。從長遠來看，要實現溫室氣體排放達峰的目標，必然要進行產業結構的深度調整和升級。而短期內由于大氣污染物的排放控制靶向更明確，管控更嚴格，如果不考慮協同作用，企業會傾向于選擇采用短期內效果更顯著的末端處置設備。相比于協同情景下實現路徑的一次全局優化，無協同情景下的二次決策很可能會帶來成本浪費，甚至增加治理費用，例如，燃煤電廠的末端脫硫措施將增加CO2排放，燃煤電廠的碳捕集與封存技術（CCS）也將因其自身的電力消耗而引起大氣污染物排放的增加。其次，進行協同治理有利于避免高碳鎖定效應。以一次能源消耗和高耗能行業引領的工業發展路徑在促進我國經濟騰飛的同時，也造成了我國工業行業排污比重高的現狀。單獨的污染排放管控，有可能將解決方案鎖定在相對高效的末端治理技術上，從而削弱低碳轉型的動力，產生進一步的高碳鎖定。

1 溫室氣體和空氣污染物協同治理概念的起源及發展

20世紀90年代已經有相關學者對溫室氣體和空氣污染物的協同治理進行了初步研究。Ayres和Walter論述了溫室氣體減排的成本和效益，指出了其間接效益包括空氣污染物的減少及其產生的相關健康效應。Messner探討了減排二氧化碳和二氧化硫的協同效應和相關政策沖突。關于協同效應（co-benefits）的定義源于2001年IPCC的第三次評估報告：“協同效應是指由于各種原因而同時實施的政策所帶來的效益，它包括了氣候變化的減緩，并且承認很多溫室氣體減緩政策也有其他甚至同等重要的目標，如空氣污染物的減少”。IPCC第三次評估報告還將協同效應（co-benefits）的概念和在IPCC第二次評估報告中出現的副效應（ancillary benefits）進行了區分。協同效應是指在政策設計中被明確提及的目標，而副效應是指隨著主要政策附加出現的一些其他效應。

隨后的IPCC第四次評估報告和IPCC第五次評估報告對溫室氣體和空氣污染物的協同治理政策進行了更深入的探討。IPCC第四次報告進一步指出協同效應的概念通常也指“無后悔”政策，這是由于很多項目和行業的減排成本研究已經識別出了溫室氣體減排政策具有潛在的負成本，即實施這些政策所帶來的協同效益會大于其實施成本，因而這些具有負成本的減排政策通常被稱為“無后悔”政策。相關研究顯示，溫室氣體減排政策所帶來的空氣污染減緩協同效應不僅可以改善人體健康狀況，而且也會對農業生產和自然生態系統產生影響，這種近期可見的效益為“無后悔”溫室氣體減排政策的實施奠定了基礎。IPCC第五次評估報告將協同效應區分為了積極的協同效應和消極的協同效應（不利的副作用）。該報告探索了溫室氣體減排路徑的技術、經濟和制度需求以及相關的潛在積極協同效應或不利的副作用。2018年發布的《IPCC全球升溫1.5℃特別報告》則將協同效應的概念進一步聚焦在積極影響上：“協同效應是指實現某一目標的政策或措施對其他目標可能產生的積極影響，從而增加社會或環境的總效益”。協同效應的評估往往會受到不確定性因素的影響，并取決于當地具體的外部環境和政策實施條件。

2 終端部門協同治理的主要路徑

很多研究往往以孤立的視角單獨聚焦全球氣候變化或者局地空氣污染問題，但是這兩類不同的環境問題卻緊密相關，大多都是由相同的能源生產或消費模式所驅動，因而亟須設計相關政策對溫室氣體和空氣污染物進行協同控制。溫室氣體和空氣污染物協同治理的影響是雙向的，一方面，溫室氣體減緩政策可以產生空氣污染物減排的協同效應，另一方面，減排空氣污染物的政策也會產生減排溫室氣體的協同效應。此外，也有整合了氣候變化與空氣污染物的綜合性政策同時考察溫室氣體和空氣污染物協同減排效果的研究。目前國內外很多的研究文獻都在定量地評估減排溫室氣體或空氣污染物所產生協同效應的大小。從部門層面上來看，溫室氣體和空氣污染協同治理的主要部門包括能源部門、交通部門、工業部門和居民部門。

能源部門是對溫室氣體排放和局地空氣污染貢獻都較大的一個行業，化石能源的燃燒同時驅動了這兩種環境問題的排放。在能源部門治理這兩種環境排放行為的減排政策通常也是單獨實施，例如，針對煤炭發電廠的碳捕集與碳封存（CCS）技術，但它僅會減少CO2的排放，卻不能減少空氣污染物的排放；而常規大氣污染物（NOx、SO2、PM）通常采用末端治理技術進行治理，但此技術并不會減少溫室氣體的排放。能源部門協同治理的實現措施主要集中在發電效率的提升和發電結構的優化。發電效率的提升主要是通過淘汰小型低效的火電機組，新建大機組以持續降低發電煤耗；發電結構的優化主要通過提高可再生能源的發電比例，并降低煤炭發電的占比。發電產生的大氣排放的影響取決于發電廠的空間分布和電力調度決策，對低碳電力空氣質量影響的評估必須考慮到相關排放的空間異質性變化。低碳電力政策所產生健康效應的貨幣化價值可以抵消掉很大一部分氣候政策的實施成本，有些能源政策的健康效益值甚至還會超過溫室氣體的減排成本。

交通部門是許多區域空氣污染的主要來源之一，并且全球交通部門的二氧化碳排放量估計約占25%。雖然交通部門也存在同時解決兩類環境問題的措施，但是很多國家往往更強調解決其中的一種環境問題，而不是致力于探尋雙贏的解決方案。因此，很有必要加強對交通部門溫室氣體和大氣污染物協同治理的認識。交通部門主要包括公路、鐵路、水運和航空等交通方式，其協同減排溫室氣體和空氣污染物的措施包括：能效的提升、交通出行模式的轉變、建設緊湊的城市形態和完善的交通基礎設施等。交通部門溫室氣體和大氣污染物的協同治理特性不僅被全球層面的研究所證實，也被應用于首爾、波哥大、倫敦和墨西哥城等城市層面的研究中，并考察了交通部門大氣減排的多重環境效益和社會效益。

工業部門包括化工、鋼鐵、水泥、鋁、紙張的生產以及礦物開采等行業。目前工業部門的大氣減排措施主要包括通過新工藝和技術提高能源效率、降低碳強度、減少產品需求、提高物料利用率和回收率等。全球很多大規模的工業生產都依賴于發展中國家的能源密集型產業，而發展中國家的污染減排技術相對落后，存在較大的改進空間。例如，Thambiran等評估了南非德班工業部門的溫室氣體和空氣污染物協同治理政策，研究發現，當煉油廠從使用重燃料油轉向使用煉廠氣和富含甲烷的天然氣時，可以最大程度地實現兩類環境問題的協同減排。水泥行業也是顆粒物和二氧化碳排放的主要污染源，中國各省份水泥行業不同碳減排技術產生的空氣質量協同效應具有很大差異性，在人口密度較高的地區和較為富裕的省份，空氣質量的協同效益較為顯著。將空氣質量協同效應考慮在內，會大大降低碳減排的社會成本，因此，區域協同效益的識別是優化溫室氣體減排政策設計的關鍵。

居民部門包括供暖、照明、烹飪、空調、制冷和其他電器的使用等。居民部門的大氣排放主要來源于電力和能源的消耗，特別是發展中國家家庭使用的燃燒效率低下的傳統固體燃料和生物質燃料等。一些減緩氣候變化的措施，如改進爐灶，改用更清潔的燃料，改用更高效、更安全的照明技術等，不僅可以解決氣候變化問題，而且可以緩解因室內空氣污染造成的健康問題。通過燃料替代解決廣大農村地區的散煤使用是中國居民部門實現環境與氣候協同治理的關鍵。Wilkinson等人指出，在印度全國實施促進現代低排放爐灶技術的計劃，可以帶來顯著的健康效益。Jamison等人評估了在世界不同地區實施的旨在減少使用固體燃料做飯或取暖造成的室內空氣污染等特定干預措施的實施成本及其健康效益，研究結果表明，只要能夠大幅減少在室內空氣污染中的暴露，這些干預措施就具有成本有效性。雖然目前許多國家和地區正在實施一系列能源創新項目，但特別需要集中精力實現發展中國家家庭能源系統的改善，從而減緩發展中國家居民因室內空氣污染而引起的健康損害。

3 溫室氣體和空氣污染物協同治理的政策實踐

發達國家進行大氣污染防治和溫室氣體減排的歷程有兩個明顯特征。首先，治理周期長，產業結構和能源結構調整過程較為和緩。無論是提高大氣污染物管控標準還是進行能源結構新舊轉換，歐美企業都有較長的適應和升級周期。其次，不同時期內，政策重點主次特征明顯。20世紀發達國家在進行空氣污染防治時，氣候變化問題還沒有引起廣泛關注；21世紀發達國家著力進行溫室氣體減排，但空氣污染問題已經不再突出，因而，歐美等發達國家的協同效應研究大多集中在溫室氣體減排政策所產生的局地環境效益。

不同于已經基本解決空氣污染問題和實現能源、產業結構轉型的發達國家，尚處于城鎮化過程和經濟結構轉型的中國面臨著外部催熟和內部夾生的尷尬矛盾。改革開放40年來，我國經濟的高速發展導致了嚴重的空氣污染問題和大量的溫室氣體排放。相比長期的溫室氣體減排目標，短期內在我國進行空氣污染治理有更為嚴峻和緊迫的現實需求。因此，當下的協同控制應以空氣污染治理為主要目標，并同時考察由其所產生的減排溫室氣體的協同效應。目前我國主要的協同治理措施可以概括為目標協同、路徑協同和監管主體協同。

3.1 目標協同

從國際經驗來看，從污染物單一治理到多種污染物綜合治理是空氣質量管理實踐進程中的必經之路。中國同時采用命令控制型和經濟激勵型政策體現了大氣污染物和溫室氣體協同治理措施的目標協同。

中國采取的命令控制型政策在于不斷完善大氣污染物和碳強度的控制指標。中國從“十五”期間開始管控SO2排放量，但計劃期末的SO2排放總量不減反增，這促使我國實施了更為嚴格的節能減排措施及環境約束指標；“十一五”規劃中規定了SO2總量與單位GDP能耗的降低比例，并首次把SO2排放量納入國家約束性總量控制目標；2009年，在哥本哈根氣候大會之前，中國政府承諾，到2020年我國單位GDP的CO2排放比2005年下降40%～45%，所以“十二五”規劃中新增了單位GDP的CO2排放降低比例和非化石能源占一次能源消費比例這兩項指標，另外主要污染物的控制目標中還新增了對NOx的總量控制，“十二五”規劃直接體現了溫室氣體和大氣污染物兩方面的治理目標；“十三五”規劃中將O3和PM2.5的前體物VOCs納入減排的預期性指標，此外，還新增了細顆粒物（PM2.5）未達標地級及以上城市濃度下降（%）和地級及以上城市空氣質量優良天數比率（%）這兩個約束性指標，反映了我國環境治理從總量控制到環境質量改善的轉變。總體而言，我國逐年完善的國家規劃目標反映了政府加強大氣污染物和溫室氣體協同治理的理念。表1中列出了我國歷次“五年”計劃/規劃對大氣污染物和溫室氣體的總體控制指標。

中國還采取多樣化的經濟激勵政策促進污染物治理和溫室氣體減排，如鼓勵發展環保產業、推進排污權交易和排污收費、設立環境污染強制責任保險和深化碳市場建設等。2011年，中國在7省份推行碳交易市場試點計劃，2017年啟動全國碳交易市場，首批納入了發電企業，并計劃逐步擴大實施范圍。

3.2 路徑協同

我國通過推進清潔生產、調整產業結構和優化能源結構，探索了大量可以實現大氣污染物和溫室氣體協同治理的技術路徑及政策措施。

清潔生產的全過程控制強調源頭和過程監管，識別和分析污染源的產排特征及影響因子。目前我國主要通過采用先進工藝和技術降低產品能耗、提高物料利用率和回收率等措施實現協同減排，如通過推廣循環流化床燃煤發電、整體煤氣化聯合循環（IGCC）等高效燃煤發電技術提高能源加工轉化效率；水泥行業采用新型干法水泥減少單位水泥燃燒排放的CO2，利用工業廢渣、低熱值燃料及可燃廢棄物替代熟料降低能耗；鋼鐵行業提高廢鋼使用率、增加電爐鋼比例等。

在調整產業結構方面，國家發展改革委于2017年和2018年先后印發《關于做好2017年鋼鐵煤炭行業化解過剩產能實現脫困發展工作的意見》《關于推進供給側結構性改革防范化解煤電產能過剩風險的意見》《關于做好2018年重點領域化解過剩產能工作的通知》等文件，實現化解鋼鐵過剩產能超過5500萬噸，化解煤炭過剩產能2.5億噸。行業層面緊抓能源消耗大戶，電力生產部門占據了約50%的煤炭消耗量。從“十一五”時期起，政府開始加強對電力部門能源節約和污染減排的綜合管控，包括發展清潔能源、推廣熱電聯產、鼓勵加裝能源節約裝置等措施。

在優化能源結構方面，中國嚴格控制煤炭消費，連續發布《北方地區冬季清潔取暖規劃（2017—2021年）》《關于加快淺層地熱能開發利用促進北方采暖地區燃煤減量替代的通知》等政策，推進煤改電、煤改氣和燃煤鍋爐節能環保改造等措施；政府還大力推進化石能源清潔化利用，建立完善優先發電制度，發布《加快推進天然氣利用的意見》等指導文件；發展非化石能源也是優化能源結構的重要舉措，《國家能源局關于可再生能源發展“十三五”規劃實施的指導意見》要求推動可再生能源規模化發展，《關于試行可再生能源綠色電力證書核發及自愿認購交易制度的通知》探索用市場機制推動可再生能源的發展。

3.3 監管主體協同

我國監管部門職責分散化、行政管理條塊化的特征對協同控制政策的制定、實施和監管帶來了不利影響。生態環境部的成立和“重點區域大氣污染聯防聯控”的推行在一定程度上打破了這些局限，緩解了大氣污染物和溫室氣體協同治理的制度障礙。2018年以前，我國大氣污染防治和氣候變化應對工作分別由原環境保護部和國家發展改革委兩個部門牽頭負責。國家發展改革委在2008年機構改革中設立了應對氣候變化司，其主要職責包括綜合分析氣候變化對經濟社會發展的影響，組織擬訂應對氣候變化重大戰略、牽頭協調、組織和承擔應對氣候變化的有關具體工作。由兩個獨立部門分別負責大氣污染防治和溫室氣體減排，在政策制定時難以綜合考慮政策的協同作用，在政策實施時部門聯動的政策實施成本高、運行效率低等問題都阻礙了深度協同控制的有效實現。2018年，原環境保護部改組為生態環境部，國家發展改革委應對氣候變化司整體轉隸到生態環境部，我國生態環境保護進入“統一負責”和“大生態監管”時期。氣候變化應對和大氣污染防治部門的隸屬統一將大幅提高行政效率，降低機構間的協調成本，并促進溫室氣體和大氣污染物的協同治理。

具體實施層面，推進重點區域大氣污染的聯防聯控。2015年發布的《京津冀及周邊地區大氣污染聯防聯控2015年重點工作》將北京、天津以及河北省唐山、廊坊、保定、滄州一共6個城市劃為京津冀大氣污染防治核心區，開展清潔取暖、淘汰燃煤小鍋爐、壓減過剩產能、淘汰黃標車與老舊車等減排措施，密集發布的環保政策和雷厲風行的鐵腕管制措施改善了中國區域空氣質量并有效抑制了溫室氣體的排放。另外在城市層面，低碳試點、新能源試點等項目也鼓勵了自下而上的協同管理和創新。

4 已有研究的特點和展望

關于溫室氣體和大氣污染物的協同控制已有大量研究，涵蓋了主要排放行業，為推動協同治理的政策實踐和技術研發提出了具體的建議和方向，但仍存在大量進一步發展的空間：

（1）行業不同政策情景協同效應的量化估算較多，但是缺乏將協同效應整合進政策設計或優化改進的案例研究和實踐指導。空氣污染減少的協同效應僅作用于當地并且是短期的，而氣候變化減緩的協同效應具有全球性且是長期的，對空氣污染和氣候變化問題的政策優先級差異可能會扭曲政策優化目標的設定并導致次優的控制策略被采用。溫室氣體和空氣污染物協同治理措施在很多場合被忽略的原因主要包括：環境問題的空間和時間屬性不同，氣候變化的損失及其減排成本存在不確定性；協同效應的衡量結果對評估方法和參數的選擇很敏感，如公眾對環境質量的偏好因收入差異而不同；科學和政治領域的制度障礙也阻礙了溫室氣體和空氣污染的協同治理等。

（2）在協同減排技術評估和方案研究中，對技術供給側減排成本改進的研究比較充分，但對協同減排所帶來的需求側間接效益的研究相對薄弱。一些文獻雖然綜合考慮了協同控制策略的成本和收益，但是對于協同效益的評估大多是在國家和國際層面進行的，缺少對區域和城市層面的精準研究。由于空氣污染物是局地環境問題，更精細的空間劃分可以幫助地方制定更具操作性和成本有效性的協同控制政策。

（3）需要對空氣污染和氣候變化的健康影響進行統一框架下的量化和整合。空氣污染是當今造成疾病和死亡重要的環境因素之一，由溫室氣體排放引起的氣候變化也會對人體健康產生著重要的影響。氣候變化會增加極端天氣事件發生的頻率和嚴重性，如熱浪、野火、風暴、洪水和干旱等都會增加疾病負擔和過早死亡。氣候變化對人類健康影響的量化研究逐漸增多，但在暴露水平、健康損害的貨幣化等方面仍缺乏必要的指南以確保不同案例研究結果之間的可比性。同時，將空氣污染和氣候變化的健康影響進行協同考慮也存在方法學上的一些障礙，例如時間尺度的一致性、代際公平的考量、生命統計價值的可比性等問題。

基于以上現狀特點，未來協同治理的研究需要在以下4個方向取得突破進展：

第一，針對既影響大氣環境質量又產生顯著溫室效應的污染物（例如黑碳、某些氫氟碳化物等短壽命的氣候變化污染物），提高其減排和治理的優先序。這類污染物來源復雜且往往伴有共生物質的排放，需要識別其排放清單并研判未來排放情景、提出精準控制手段和有效減排技術，為低成本實現盡可能大的協同治理潛力提出具體解決方案。

第二，將氣候變化和空氣污染之間的相互影響機理納入協同治理技術和路徑的綜合評估。氣象條件會影響空氣污染物的形成，因此氣候變化可能會間接影響空氣污染。一些大氣化學模型和統計分析結果表明未來的氣候變化可能會使空氣質量惡化，即所謂的氣候懲罰效應。但是極端氣候對未來空氣質量和相關健康影響的作用尚未得到充分認識，也很少被量化。同樣，大氣污染也以不同的方式影響著氣候變化。例如，微顆粒物既可以通過短波輻射（硫酸鹽和有機碳粒子）的散射產生冷卻作用，也可以通過短波輻射（黑碳粒子）的吸收產生氣候變暖的影響。除了散射或吸收的直接影響外，微顆粒物還可能通過影響云層以及雪和海冰的反照率來間接影響氣候變化。氣候變化和空氣污染通過大氣的化學作用聯系在一起，一些空氣污染物也會影響溫室氣體的壽命。兩者的相互影響最終將改變對協同治理技術和路徑的認識。

第三，綜合評估協同減緩氣候變化和大氣污染的經濟價值。對于大氣排放所產生的損害對象包括對人體健康和生態系統的影響等，目前還缺乏對這些損失全面衡量的經濟度量研究。目前對人體健康的研究大多聚焦于PM2.5的健康損害，雖然一些學者也研究了臭氧（O3）的健康影響，但是數量相對較少。O3是NOx和VOCs在陽光下合成的產物，盡管一些研究指出O3濃度的增加會產生短期的健康影響，但是幾乎沒有證據顯示O3會在長期內對人類疾病和過早死亡產生影響。而CO雖然在高濃度下會致命，但是其在正常大氣暴露濃度下的健康影響較少。對生態系統的影響主要是SO2和NOx產生的酸沉降，通常也稱酸雨，它會對森林、水生生態系統產生影響，如氮氧化物的酸沉降促進了某些河口有害藻類的繁殖，SO2和O3可以使一些莊稼和樹木的樹葉壞死，因此會影響農業和林業的產量。空氣污染造成的其他社會影響包括降低可見度，對建筑、雕像和紀念碑產生腐蝕作用等。這些健康、生態及社會方面的損害都需要對其經濟效益進行更深入地評估。

第四，構建高精度的排放清單和模擬系統，在高精度的空間上識別溫室氣體和大氣污染物的協同減排技術和協同治理策略。已有文獻基于高精度網格化的污染物排放清單研究了全球和區域層面空氣污染的健康效應，協同考慮減緩氣候變化時，還需要解決長期社會經濟發展情景的空間化問題。為此，既有模擬系統建設的方法學開發需求，也有未來長期情景空間數據的基礎性研究需求。