2021年6月25日，中國科學(xué)院預(yù)測科學(xué)研究中心汪壽陽研究員（共同通訊作者）聯(lián)合北京航空航天大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院湯鈴教授（通訊作者）、生態(tài)環(huán)境部環(huán)境工程評估中心伯鑫高級工程師（第一作者）、倫敦大學(xué)學(xué)院米志付教授（共同通訊作者）等中國、英國、美國等多家學(xué)術(shù)機構(gòu)，以“Effect of strengthened standards on Chinese ironmaking and steelmaking emissions”為題在Nature Sustainability在線發(fā)表了最新研究成果。該研究引入實時在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）數(shù)據(jù)，構(gòu)建了中國鋼鐵廠高精度排放大數(shù)據(jù)庫及其評估模型，發(fā)現(xiàn)中國鋼鐵五年內(nèi)污染下降近一半，明確指出在“碳達峰-碳中和”背景下，其未來減排任重道遠，“減污降碳”協(xié)同治理應(yīng)該成為政府的主要政策方針。 

　　中國鋼鐵產(chǎn)量自1996年起穩(wěn)居全球第一，具有高耗能、排污點多、排放量大等特征，成為“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”中重點控排對象。為有效控制污染，中國持續(xù)收緊鋼鐵大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)限值：2012年，中國引入鋼鐵煙塵、二氧化硫和氮氧化物的排放濃度限值；2015年，中國加嚴標(biāo)準(zhǔn)，將其限值最大下降60%，67%和40%；2019年，中國提出比美國、歐盟等發(fā)達國家更為嚴苛的“超低排放標(biāo)準(zhǔn)”。對此，精準(zhǔn)剖析中國鋼鐵的排放特征，科學(xué)評估控排舉措的減排效果，深入解鎖有效減排的成功秘訣，對進一步探尋“碳達峰-碳中和”目標(biāo)下中國鋼鐵未來減排走向至關(guān)重要。然而，鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)復(fù)雜多樣，構(gòu)建科學(xué)、精準(zhǔn)的鋼鐵排放核算模型一直是國際科學(xué)前沿的一個熱點和難點問題。

　　在該研究中，研究人員基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，系統(tǒng)處理與分析CEMS數(shù)據(jù)（即鋼鐵廠煙囪排放濃度的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)），構(gòu)建2014-2018年中國鋼鐵廠時（每小時）-空（各設(shè)備）高精度排放大數(shù)據(jù)庫。不同于傳統(tǒng)方法采用固定不變的平均排放因子，新方法引入實時動態(tài)的異質(zhì)主體數(shù)據(jù)，有效克服了參數(shù)假設(shè)較多、不確定性較高的缺點。此外，研究人員采用了統(tǒng)計分析、不確定性分析、獨立驗證等多種數(shù)理統(tǒng)計方法，多維度驗證了研究結(jié)果。

　　基于新評估模型測算結(jié)果，中國鋼鐵廠對新標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)迅速，持續(xù)降低排放濃度，快速恢復(fù)達標(biāo)水平：2015年1月標(biāo)準(zhǔn)加嚴后，中國鋼鐵廠達標(biāo)水平迅速下降，卻僅用一年半恢復(fù)至2014年水平；2015-2018年，達標(biāo)率持續(xù)上升；2018年12月，全國絕大部分鋼鐵廠實現(xiàn)穩(wěn)定達標(biāo)排放。隨著排放濃度下降，2014-2018年中國鋼鐵產(chǎn)量增加14%，但其煙塵和二氧化硫排放量分別下降47%和42%，氮氧化物僅上升3%，其核心減排手段為改進末端治理技術(shù)。未來，中國鋼鐵減排潛力巨大，若超低排放標(biāo)準(zhǔn)全面實施，三種污染物排放將分別下降50%，37%和58%；引入并提升清潔能源使用以改善能源結(jié)構(gòu)，將成為關(guān)鍵減排手段。其中，燒結(jié)工序、北部和東部地區(qū)及大型企業(yè)的減排貢獻占比最大。

　　在“碳中和”背景下，2021年5月，中國生態(tài)環(huán)境部提出擬將碳排放影響評價納入環(huán)評體系，CEMS全面測碳將是大勢所趨。在此背景下，新方法將進一步為高精度核算碳排放提供理論與方法支持，將持續(xù)發(fā)力于“碳達峰-碳中和”背景下中國“減污降碳”協(xié)同治理的科學(xué)評估與政策制定。