向低碳未来迈进 | 推广
Nature Portfolio约 5 分钟一个集成了气候、经济与社会系统，并能够捕捉气候变化复杂性和优化减排路径的智能模拟器。
理解社会经济系统、能源技术和生活方式需如何转变以实现气候目标，是当今我们面临的紧迫且复杂的挑战之一。
一个数据中心内的服务器。北京理工大学能源与环境政策研究中心（CEEP-BIT）在模拟研究中使用来自经济、社会、能源与气候系统的复杂数据。图片来源：Jia Na/iStock/Getty
北京理工大学能源与环境政策研究中心（CEEP-BIT）气候变化领域教授余碧莹指出，这些变化将影响全球所有国家和地区、当代人和后代人，以及多个行业与系统。
“我们迫切需要明确未来气候将如何变化并影响我们的生活，以及如何以低成本减缓或适应其影响。” CEEP-BIT气候经济领域教授梁巧梅补充道。
余碧莹与梁巧梅皆是CEEP-BIT创始主任、气候减缓专家魏一鸣教授领导的研究团队成员。
自20世纪90年代以来，魏一鸣带领CEEP-BIT团队一直致力于研发中国气候变化综合评估模型（C3IAM），该模型完整版已于2017年发布。C3IAM是一个高度复杂的数学模型，可模拟气候变化影响并给出减缓策略，例如减少温室气体排放、保护森林以及采用可持续生活方式等。
通过纳入经济、社会、能源与气候系统之间的动态反馈机制，C3IAM模型能够为应对气候变化的科学决策提供支持。“你可以把它想象成一个能够模拟生产活动与日常生活中大量复杂细节的微缩世界模型。”梁巧梅解释道。
CEEP-BIT气候减缓专家魏一鸣。图片来源：北京理工大学能源与环境政策研究中心
魏一鸣及其团队将C3IAM视为CEEP-BIT重大成果之一。
该模型自发布以来已获得国际认可，其中联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）将C3IAM纳入了其定量化、基于模型的气候变化减缓情景数据库，梁巧梅介绍道。
低碳未来
C3IAM包括七个模块，每个模块侧重于气候变化评估的不同方面。这些模块涵盖了长期土地利用变化、技术进步、宏观经济与微观经济增长以及气候演变等内容。通过耦合各模块，C3IAM能够提供全面的分析，帮助用户评估诸如气候变化和气候政策的社会经济影响等复杂问题。
北京理工大学能源与环境政策研究中心（CEEP-BIT）研究人员开发的气候模型中，纳入了气候变化的社会经济影响。图片来源：Wokephoto17/Moment/Getty
为强调预防性气候政策的重要性，CEEP-BIT团队运用C3IAM模型测算了各国若未采取充分气候行动将会错失的经济收益。研究对比了两种情景：履行2016年国家自主贡献（NDC）——即各国自主提出的减排承诺（该力度不足以实现《巴黎协定》目标），与加强行动以实现《巴黎协定》目标的经济收益。结果显示：如果仅履行2016年NDC承诺，全球至2100年将错失达616万亿美元的经济收益。相关成果已于2020年发表于《自然-通讯》1。
研究还提出了一系列实现《巴黎协定》目标且能够让各个国家都获得经济收益的双赢策略。
通过提升目标，即使是一些原本相对脆弱的国家（包括拉丁美洲、中东和非洲的多个国家）也有望实现净经济收益。研究以“避免的气候损失”与“采取减缓行动的成本”之间的差额来衡量这种收益，预计到2100年，获益将达到各国国内生产总值（GDP）的0.46%至5.24%。
研究团队同时指出，为实现全球温控目标，必须采取若干关键策略，其中包括向低碳能源体系过渡，以及有效削减甲烷、氧化亚氮等非二氧化碳温室气体的排放。
团队还发现，欧盟实施的碳边境调节机制，即对碳密集型进口产品额外征税，不太可能大幅减少全球排放。运用C3IAM模型，CEEP-BIT团队提出了一项替代性策略，该策略能以更低的全球经济损失实现相同的减排目标。这一策略包括通过推动全球统一碳定价，激励减排发生在成本较低的地区，从而降低整体减排成本。
合作达峰
研究人员还将视角聚焦于中国。利用C3IAM模型，他们分析了中国的排放模式，并为各省份绘制了具体的碳达峰时间表和路线图。
基于这一评估，CEEP-BIT团队提出了一项全国“一盘棋”的方案，能够以经济可行且公平的方式实现中国的气候目标。该方案充分考虑了各省的社会经济状况、能源结构及资源禀赋等特征2。
根据该提案，福建、上海等11个省份和直辖市将先行实现碳达峰（早于全国达峰时间），之后有12个省份将在2030年前实现碳达峰（和全国达峰时间相近），另外7个省份将在2030年后达峰。该团队还利用C3IAM模型，提出了类似的行业层面的合作策略，推荐了针对20个细分行业、800多项技术的低碳发展路径。
余碧莹表示：“我们的研究表明，中国的钢铁、水泥和有色金属行业的碳排放已基本达峰。要实现这些行业的低碳乃至零碳目标，我们亟需进一步发展短流程炼钢、原料与燃料替代、循环利用，以及碳捕集、利用与封存等技术。”
未来展望
余碧莹指出，相比之下，电力、化工、建筑和交通行业的排放预计将继续上升，她补充道：“我们必须加快这些行业的低碳转型进程。”她同时提到，为了实现中国2060年碳中和目标，这些行业的排放应在2035年前开始下降。
该团队仍在继续优化C3IAM模型，以提升其预测能力。他们特别希望能充分利用人工智能的力量，将气候科学、工程技术及国际贸易和经济发展领域的新进展融入到模型中。
梁巧梅表示：“我们希望能为全球气候政策的制定提供支持，并为有效的气候战略提供有力见解。”
参考文献：
1. Wei, Y-M. et al. Nature Commun. 11, 1624 (2020).
2. Yu, B. et al. Nature Commun. 14, 8342 (2023).
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