Pathways of China's PM2.5 air quality 2015–2060 in the context of carbon neutrality

Clean air policies in China have substantially reduced particulate matter (PM_2.5) air pollution in recent years, primarily by curbing end-of-pipe emissions. However, reaching the level of the World Health Organization (WHO) guidelines may instead depend upon the air quality co-benefits of ambitious climate action. Here, we assess pathways of Chinese PM_2.5 air quality from 2015 to 2060 under a combination of scenarios that link global and Chinese climate mitigation pathways (i.e. global 2°C- and 1.5°C-pathways, National Determined Contributions (NDC) pledges and carbon neutrality goals) to local clean air policies. We find that China can achieve both its near-term climate goals (peak emissions) and PM_2.5 air quality annual standard (35 μg/m³) by 2030 by fulfilling its NDC pledges and continuing air pollution control policies. However, the benefits of end-of-pipe control reductions are mostly exhausted by 2030, and reducing PM_2.5 exposure of the majority of the Chinese population to below 10 μg/m³ by 2060 will likely require more ambitious climate mitigation efforts such as China''s carbon neutrality goals and global 1.5°C-pathways. Our results thus highlight that China''s carbon neutrality goals will play a critical role in reducing air pollution exposure to the level of the WHO guidelines and protecting public health.     

大气14CO2观测：碳排放评估的新方法

我国作为碳排放大国,面临着碳达峰、碳中和（以下简称“双碳”）目标任务和国际碳减排压力。因此,准确的碳排放数据对于评估“双碳”目标和国际履约非常重要。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）报告推荐将二氧化碳（CO₂）观测与大气反演结合来“自上而下”地校验“自下而上”的碳排放清单,并指出加入大气¹⁴CO₂观测可以更准确地校验碳排放清单。放射性碳同位素（ ¹⁴C）是化石源CO₂最准确的示踪剂,已被国际社会广泛推荐用于碳排放评估。文章基于大气¹⁴CO₂观测的国际发展趋势和国内的紧迫状况,建议加大支持力度,建立大气¹⁴CO₂观测网络;开展培训,统一相关标准,积极参与国际交流;尽快开展¹⁴CO₂观测与大气反演相结合的研究。以此使我国的碳排放研究水平与国际接轨,并提高碳排放数据的可靠性,进而服务国家的“双碳”目标和气候外交谈判。     

1990-2013年广东省能源消费碳排放的因素分解分析

区域视角的能源消费碳排放影响机理分析是有效实现节能降耗减排的重要研究议题.以指数分解分析的研究框架为基础,采用LMDI完全分解模型,解析1990-2014年间5个不同发展时期广东省能源消费碳排放的主要驱动因素.主要研究结论如下:(1)经济增长效应和人口规模效应是广东碳排放增长的最主要贡献因子.(2)能源强度效应是遏制广东碳排放增长的重要贡献因子.(3)能源结构效应和技术进步效应在不同发展阶段对广东省碳排放增长的作用机制各不相同,未有充分发挥其遏制碳排放增长的重要作用.     

中国—东盟的能源消费与CO_2排放及其对该区域发展的影响

以美国和欧盟为标尺,分析中国和东盟在1990—2012年间的能源消费和CO2排放情景,并利用ARIMA模型预测2040年中国与东盟的能源消费量和CO2排放量。根据分析和预测结果提出了一些关于中国—东盟区域发展的建议。考虑到中国与东盟国家的现实国情,未来中国—东盟自贸区的发展应致力于提高能源效率,发展清洁能源,走注重实体经济的低碳发展道路;并以"携手建设中国—东盟命运共同体"为契机,加强该区域在能源与环境领域的合作,共同应对挑战。     

城乡家庭直接能源消费和CO2排放变化的分析与比较

中国正处在城市化的快速发展阶段,家庭能源消费和CO2排放不断增长.本文以1991年-2010年为样本期,对城乡家庭直接能源消费和CO2排放的变化特征和原因进行分析,并对二者的差异进行比较.分析表明,城镇和农村户均直接能源消费和CO2排放以及总量变化,都呈现出以1998年为拐点的先下降后上升特征.原因在于1998年之前,直接能源消费强度下降与家庭规模缩小的节能减排效应大于消费水平提高的增能增排效应,而1998年之后,后者超过了前者.城镇和农村家庭直接能源消费结构变化促使户均直接能源消费CO2排放增加,原因在于电力的CO2排放不断增加.城镇的户均直接能源消费和CO2排放一直高于农村,但差距正在缩小,原因在于城镇直接能源消费强度下降、直接能源消费结构优化、家庭规模缩小所产生的节能减排效应逐步增大,抵消了人均消费水平提高所产生的增能增排效应.     

Diagnosis of CO2 dynamics and fluxes in global coastal oceans

Global coastal oceans as a whole represent an important carbon sink but, due to high spatial–temporal variability, a mechanistic conceptualization of the coastal carbon cycle is still under development, hindering the modelling and inclusion of coastal carbon in Earth System Models. Although temperature is considered an important control of sea surface pCO₂, we show that the latitudinal distribution of global coastal surface pCO₂ does not match that of temperature, and its inter-seasonal changes are substantially regulated by non-thermal factors such as water mass mixing and net primary production. These processes operate in both ocean-dominated and river-dominated margins, with carbon and nutrients sourced from the open ocean and land, respectively. These can be conceptualized by a semi-analytical framework that assesses the consumption of dissolved inorganic carbon relative to nutrients, to determine how a coastal system is a CO₂ source or sink. The framework also finds utility in accounting for additional nutrients in organic forms and testing hypotheses such as using Redfield stoichiometry, and is therefore an essential step toward comprehensively understanding and modelling the role of the coastal ocean in the global carbon cycle.     

家庭生活用能对二氧化碳排放的影响分析

家庭生活用能是温室气体二氧化碳的重要来源之一。通过对中国四川、陕西、重庆和江西的部分地区家庭能源消费进行实地问卷调查,本文运用因素分解法（LMDI）分析了家庭二氧化碳排放量与能源消费结构、家庭成员所受教育程度、家庭年收入、家庭人口及环保意识等因素的关系。结果表明,受教育程度和环保意识对于二氧化碳减排有积极的贡献,而家庭能源结构、家庭人口和家庭年收入对二氧化碳减排有负面的影响;其中家庭能源结构、受教育程度和环保意识对于二氧化碳减排有较大的影响。家庭人均年收入在不同的水平对二氧化碳排放的影响不同：低水平（指人均年收入低于10000元）有利于二氧化碳减排;高水平则促进二氧化碳排放。最后,在分析有关原因的基础上,本文针对家庭生活用能提出了相应的建议。     

基于系统动力学的2000-2050年上海市化石能源CO2排放情景模拟

基于系统动力学方法和联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)排放因子法,对上海市 2000—2019 年的化石能源 CO₂排放进行定量核算,构建上海市化石能源 CO₂排放系统动力学模型,并模拟基础排放、低排放、高排放 3 种情景下的未来 CO₂排放变化。研究发现：(1)根据 2000—2019 年统计数据,上海市化石能源的 CO₂排放从 2003 年开始攀升,到 2010 年开始趋于平稳增长,其中增长最快的阶段为 2004—2007 年,增长了 32.7%;(2)上海市生产总值(GDP)年增长,2050 年低排放情景较基础情景下降 25%,高排放情景较基础情景上升 33%;(3)2020—2050 年低排放情景的能源消费量呈下降趋势,基础情景与高排放情景的能源消费量呈先增后降趋势,分别在 2029 年、2037 年达到峰值,但能源强度从高到低为低排放情景、基础情景、高排放情景,主要是由于 GDP 增长问题导致;(4)基础情景与低排放情景的 CO₂排放在 2030 年达到峰值,...     

中国人口发展对家庭生活基本能耗及碳排放的影响分析

人口发展是影响家庭生活基本能耗及碳排放的重要因素,而生活用能作为终端能源消费对总能源的消费结构、供求关系和节能减排具有重要影响。本文基于STIRPAT模型,运用中国1997-2010年30个省份的动态及静态面板数据模型,分析了城镇化进程中不同地区人口发展与家庭生活基本能耗及碳排放的关系。结果表明,人均消费水平成为导致家庭生活基本能耗和碳排放升高主要的影响因子,而提高电力使用百分比和城镇化率抑制其增长。老龄化率及家庭规模在城镇化过程中对家庭生活基本能耗及碳排放的影响有着不同的作用。     

Identification of the activity source of CO2 electroreduction by strategic catalytic site distribution in stable supramolecular structure system

Identification of the real catalytic site in CO₂ reduction reaction (CO₂RR) is critical for the rational design of catalysts and the understanding of reactive mechanisms. In this study, the catalytic activity of pyridine-containing materials was for the first time structurally demonstrated in CO₂RR by crystalline supramolecular coordination compounds model system. The system consists of three stable supramolecular coordination compounds (Ni-TPYP, Ni-TPYP-1 and Ni-TPP) with different numbers (4, 2 and 0) of active pyridine groups (i.e. uncoordinated pyridine nitrogen atoms). The electrocatalytic test results show that with the decrease of the number of active pyridine groups, the CO₂RR performance is gradually reduced, mainly showing the reduction of highest FE_CO (99.8%, 83.7% and 25.6%, respectively). The crystallographic, experimental and theoretical evidences prove that the CO₂RR activity is more likely derived from uncoordinated pyridine nitrogen than the electrocatalytic inert metal nickel in porphyrin center. This work serves as an important case study for the identification of electrocatalytic activity of pyridine-containing materials in CO₂RR by simple supramolecular model system.     

中国CO2排放强度下降的结构分解——基于1997年-2007年的投入产出分析

本文以中国1997年和2007年的投入产出表为基础,核算了CO₂排放强度的变化。结果表明,中国1997年CO_排放总量为381788.56万t,强度为5.04t/万元。2007年CO₂排放总量为775346.15万t,强度为4.23t/万元。10年间,CO₂排放强度降低近20%。在此基础上进一步构建结构分解分析模型,将促使CO₂排放强度降低的因素分解为4种效应,即能源效率因素、能源结构因素、产业结构效应和经济增长方式效应。计量结果表明,部门单位产出能源消费强度变化和部门能源消费结构变化是造成CO₂排放强度下降的因素,其中以前者的影响最为显著。而产业结构变化和经济增长方式变化是促使CO₂排放强度上升的因素,并且前者的影响更为显著。因此,未来要实现2020年CO₂排放强度比2005年下降40%～45%的目标,必须调整产业结构,改变经济增长方式,以充分挖掘经济增长结构和方式转变的节能减排潜力。     

高耗能行业CO2排放强度对生产技术变化的敏感性分析

"十一五"时期我国六大高耗能行业单位增加值能耗累计下降超过20%,研究高耗能行业CO2排放强度的敏感因素对实现2020年节能减排目标意义重大。本文首先对投入-产出模型在研究碳排放或能耗问题中的应用进行了整体的概述,将基于投入-产出模型的敏感性分析与相关方法进行比较,明确其优越性。然后,以我国2007年投入-产出表为数据基础,建立26部门的对称投入产出表,通过敏感性分析研究了不同行业生产技术变化对高耗能行业CO2排放强度的影响深度,得出结论:电力、热力生产和供应业技术系数变化对整体高耗能行业排放强度影响最为显著;大多数高耗能行业排放强度对本行业生产技术变化最为敏感;一般而言,直接生产技术系数变化带来的影响大于间接生产技术系数;考虑系数的结构相关性影响后,各高耗能行业排放强度普遍对关键技术系数的变化更为敏感。     

Direct observation of nodeless superconductivity and phonon modes in electron-doped copper oxide Sr1−xNdxCuO2

The microscopic understanding of high-temperature superconductivity in cuprates has been hindered by the apparent complexity of crystal structures in these materials. We used scanning tunneling microscopy and spectroscopy to study the electron-doped copper oxide compound Sr_1−xNd_xCuO₂, which has only bare cations separating the CuO₂ planes and thus the simplest infinite-layer structure of all cuprate superconductors. Tunneling conductance spectra of the major CuO₂ planes in the superconducting state revealed direct evidence for a nodeless pairing gap, regardless of variation of its magnitude with the local doping of trivalent neodymium. Furthermore, three distinct bosonic modes are observed as multiple peak-dip-hump features outside the superconducting gaps and their respective energies depend little on the spatially varying gaps. As well as the bosonic modes, with energies identical to those of the external, bending and stretching phonons of copper oxides, our findings reveal the origin of the bosonic modes in lattice vibrations rather than spin excitations.