实现空气污染物与二氧化碳协同减排，对于我国实现碳中和以及进一步提升空气环境质量的目标具有重要意义。近期，由复旦大学经济学院吴力波课题组牵头，联合校内全球公共政策研究院、大数据研究院与大数据学院团队，以及校外伦敦大学学院、上海交通大学与清华大学团队，利用我国工业部门微观企业的能源消耗与空气污染物排放数据，对我国工业部门空气污染物与二氧化碳协同减排潜力的微观机制进行了深入研究。结果表明，持续提升能源使用效率、合理布局并调整现有工业部门的生产结构、加快推进电气化水平以及大力发展非化石能源发电是实现我国工业部门协同减排效益的重要途径。相关研究成果于1月4日以长文（Article）形式在线发表在《自然-可持续发展》（Nature Sustainability）。
目前，已有大量的文献对中国空气污染物与二氧化碳排放的影响因素进行了研究，并且对两者的协同减排进行情景模拟研究。但是这些研究主要采用宏观层面的经济与环境数据展开，对细分行业层面甚至是企业层面的污染物减排机制尚缺乏系统性的研究。为此，本研究结合中国工业企业环境统计数据库、中国企业税收调查数据库和中国6000千瓦以上电厂数据库这三大微观数据库，构建了一个包含超过17万个观测值、时间跨度为2009至2014年且包含详细能源、环境与经济产出信息的微观工业企业数据库，聚焦其中七大高能耗、高污染行业进行深入研究。
首先，基于企业层级的对数平均迪氏指数（Logarithmic Mean Divisia Index，LMDI）分解结果表明，非电力部门的污染物末端治理技术进步以及能源效率提升是样本期内空气污染物减排的最重要贡献来源，而电力部门的空气污染物减排则主要源自于末端治理技术的提升（图1）。在厘清了我国污染物减排的主要驱动因素之后，如何设计有效的减排路径与政策组合便成了我国实现协同减排的关键。
图1：各类因素对空气污染物减排的贡献大小。其中EOP为末端治理技术、EF为排放因子、ES为化石能源占比、EI为能源使用效率、TP为总产出。数值小于1表明该因素促进了污染物减排，大于1表明增加了污染物排放。a：二氧化硫（SO2）；b：氮氧化物（NOx）；c：颗粒物（PM）
鉴于能源效率提升在样本期内所起的重要贡献，本研究进一步考察了不同细分行业中企业能源使用效率的差异性，结果发现通过提升落后企业的能源使用效率至细分行业平均水平，即可为三种空气污染物带来约18-50%减排率的直接协同减排效益（图2）。
图2：能源使用效率提升为不同行业带来的直接协同减排效益。a：二氧化硫（SO2）；b：氮氧化物（NOx）；c：颗粒物（PM）；d：二氧化碳（CO2）
此外，调整生产结构以及提升电气化水平能够带来可观的间接协同减排效益。通过调整细分工业部门内的生产结构，利用大企业的规模生产优势来替代小企业的相应产能，能够带来约1-20%的空气污染物减排率与0.2-3%的二氧化碳减排率。对于工业部门电气化水平提升路径而言，由于存在锅炉能源转化效率差异与输电损失等因素，该路径的协同减排效益大小取决于我国电源结构的清洁化程度。当非化石能源发电占比超过50%时，可以初步实现空气污染物与二氧化碳的协同减排效益，而当非化石能源发电占比达到70%时，则能够带来约4-29%减排率的协同减排效益（图3）。
图3：工业部门推进电气化的间接协同减排效益。a：二氧化硫（SO2）；b：氮氧化物（NOx）；c：颗粒物（PM）；d：二氧化碳（CO2）
本文的研究从微观企业的视角揭示了我国工业部门空气污染物与二氧化碳进行协同减排所蕴含的巨大潜力。未来的政策设计需要充分考虑不同规模、不同地区以及不同行业企业间的能源与环境表现差异的因素，以此来充分挖掘我国工业部门的协同减排潜力，助力我国实现碳中和以及改善空气环境质量的目标。
本研究是由国家杰出青年科学基金项目“能源环境经济与政策分析”（71925010）、国家自然科学基金青年科学基金项目“碳排放峰值约束下的中国绿色电力转型研究——基于电力大数据与中国多区域CGE模型”（71703027）以及国家重点研发计划资助课题“应对气候变化科学数据与知识集成共享平台建设”（2018YFC1509007）等多个国家科技任务支撑下形成。复旦大学全球公共政策研究院青年副研究员钱浩祺、复旦大学经济学院博士生徐少丹为共同第一作者，复旦大学经济学院教授吴力波、伦敦大学学院助理教授孟靖和上海交通大学副教授魏文栋为共同通讯作者。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41893-020-00669-0
《自然-可持续发展》（Nature Sustainability）系Nature旗下期刊（子刊），旨在推动可持续发展领域的多学科交叉，该刊除鼓励基础研究外，还发表关于应用性、问题解决性以及政策相关性的高质量文章。
吴力波团队简介
吴力波（共同通讯作者）
国家杰出青年科学基金获得者、教育部青年长江学者。政府间气候变化专门委员会IPCC第六次评估报告第三工作组主要作者（lead author），中国能源研究会能源经济专业委员会、能源系统工程专业委员会、可再生能源专业委员会副主任委员。
主要从事能源气候经济建模、政策仿真与能源、环境、经济大数据分析研究，长期关注能源市场改革和碳市场制度设计问题。在PNAS、Nature Climate Change、Nature Sustainability、Energy Economics、Energy Policy、Environmental Research Letters、Climate Policy、《中国社会科学》、《经济研究》及其他国内外期刊共发表论文五十余篇，出版学术专著四部。主持承担了国家社科基金重大项目“基于大数据的宏观经济现时预测理论与方法研究”、国家“863”项目“智能配用电大数据应用关键技术”、国家重点研发计划项目子课题“推动产业与区域协同有序适应气候变化的理论和综合模式”、“十二五”科技支撑计划项目“气候变化国际谈判与国内减排关键支撑技术研究与应用”、国家软科学研究重大项目、教育部人文社科重点基地重大项目、以及上海市发改委“十二五规划”、“十三五规划”重大问题研究等三十余项国家、省部级课题。研究成果先后获得高等学校科学研究优秀成果奖（人文社会科学）论文类一等奖和二等奖、上海市哲学社会科学成果奖二等奖和三等奖、国家能源局软科学研究优秀成果二等奖、上海市决策咨询研究成果二等奖、上海市发展改革优秀成果一等奖等。
钱浩祺（共同第一作者）
复旦大学经济学学士、经济学博士、应用经济学流动站博士后。现任复旦大学全球公共政策研究院青年副研究员、复旦大学能源经济与战略研究中心副主任、上海市大数据社会应用研究会副秘书长。主要研究领域为政策分析与评估、政策仿真建模、能源与环境经济学以及能源与经济大数据。学术研究成果先后发表于Nature Sustainability、Energy Economics、Climate Policy、Applied Economics、《中国社会科学》、《经济研究》等国内外SSCI、权威期刊。先后主持了国家自然科学基金青年项目、中国博士后科学基金特别资助项目等课题，并获得第八届高等学校科学研究优秀成果奖（人文社会科学）论文类一等奖（2020年）、上海市第十三届哲学社会科学优秀成果奖论文类二等奖（2016年）等奖项。长期从事可计算一般均衡（CGE）模型的模型开发与分析工作，作为主要成员开发了具有全球尺度、全国尺度和中国多区域尺度的DREAM（Dynamic Regional Economy-Energy-Environment Analysis Model）政策仿真模型。
徐少丹（共同第一作者）
复旦大学经济学院世界经济系18级博士研究生，导师为吴力波教授，主要研究领域为环境与气候变化经济学、大数据金融等。研究成果发表于Nature Sustainability、Journal of Cleaner Production、《世界经济文汇》、《社会科学辑刊》等国内外核心期刊。
任飞州（贡献作者）
复旦大学经济学院世界经济系17级博士研究生，导师为吴力波教授，主要研究领域为环境与气候变化经济学。研究成果发表于Nature Sustainability、《经济研究》、《社会科学辑刊》、《环境经济研究》等国内外核心期刊。
魏文栋（共同通讯作者）
北京大学经济学博士，上海交通大学国际与公共事务学院、上海交通大学-联合国工业发展组织绿色增长联合研究院长聘教轨副教授、博士生导师，复旦大学能源经济与战略研究中心研究员。在《自然》（Nature）旗下期刊（Nature Sustainability、Scientific Data）、《细胞》（Cell）旗下期刊（One Earth、iScience）等国内外学术期刊上发表和接收发表论文50余篇。
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