GSR公开课第一讲：环境未来-低碳绿色可持续发展

主讲人：胡清教授
（2022年1月5日）

（南方科技大学教授、南科大工程技术创新中心（北京）主任、生态环境部土壤生态环境保护专家咨询委员会委员、住房和城乡建设部科学技术委员会委员、国家科技部中长期战略规划特聘专家、新加坡李光耀水奖评委、iwa世界水资源大会组委会专家组成员/评委、瑞典斯德哥尔摩水奖技术委员会评委会委员）

课程概要：

气候变化已成为国际社会面临的最严峻挑战之一，关乎全人类的福祉。对中国而言，碳中和既是巨大机遇，也是重要挑战。面向我国实现“30-60双碳目标”的战略布局，结合生态环境保护发展需求，把握国内外科技创新的历史机遇，利用科技创新驱动低碳绿色可持续发展已成为生态环境保护未来发展的重要方向。本课程基于实际案例分析，探索构建了通过应用大数据、区块链、人工智能等创新科技解决我国生态环境保护问题的可行途径。为推动环保创新与产业协同发展，进一步促进前沿科技与生态环境管理高度融合，驱动生态文明建设的新社会治理体系稳步发展，实现“3060双碳目标”提供了系统、生动、丰富的课程信息。在大数据技术、低碳政策方面做了非常细致的讲解；课程立足科技前沿，具有国际视野，专业数据详实，同时对中国低碳发展和创新驱动面临的挑战和特征做了非常深入的讲解。给我们带来了许多启示，对生态环境领域专业人士从事相关研究工作有很大帮助。

课程内容：

一、双碳目标——达成需由创新引领

“碳中和”是2021年的热词之一，解振华特使在年末联合国气候变化框架公约COP26上与美国达成协议，减少碳排放对气候日益恶化的影响。整个世界现在正发生巨大的变化，主要是由互联网主导，再加之疫情的影响，共同驱动影响着人类社会。在疫情、碳中和、创新的背景下，数字化将主导整个世界。

中国处在当前碳时代下压力重大。2017年中国碳排放总量是世界的27%，尽管人均只有0.69吨，不到美国的一半，也比欧洲少，但由于人口总量大，如果想既满足人民的生活质量，又完成减碳任务与承诺，走只关注工业发展的老路是行不通的，必须要创新。

10月22日，中共中央、国务院正式公布《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，两天后就出台了《2030年前碳达峰行动方案》。《意见》中说明了双碳工作的重大意义：一是需要高质量发展，而非简单的拉闸限电，需要在创新和转型的过程中实现；二是紧扣人类命运共同体的理念，任何人排放二氧化碳等物质后，对整体的气候变化都会有影响，不是仅局限于单个国家。《意见》中还明确了开展双碳工作的要求：一是需要全国统筹，从国家层面提出要求，对每个城市碳达峰、碳中和做出规划，一定要在2030年和2060年前达成目标；此外，节约优先尤其重要。根据近期开展的案例和实践，现在每个人都可以实现大幅的碳减排，如办公生活的照明等做一些节能调整，都可以产生巨大的减碳空间。在城市层面上，建筑和交通两个领域是碳排放的重点，需要严抓落实。《方案》出台后，则各项标准明确了清晰的目标，每个城市和单位都对照着目标减排。

当前世界处于碳减排碳中和的创新“元宇宙”时代，从物联网时代（把现实社会与数字社会结合）、芯片时代（把芯片应用到各行各业）、数字时代（往前推进）、大数据时代（看到如何能更好地应用）最后到随着数据等积累而进入的智能时代。在此背景下，国家构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。目前在国际上，尤其是中美之间，有很多交易慢慢停顿下来。而国内中小城市现在正是发展阶段，产生了巨大的需求，国内市场巨大。

在生态环境领域，2016年出台的《生态环境大数据建设总体方案》是推进我国生态环境大数据工作的纲领性文件。该方案希望通过五年实现三大环境管理目标：数据决策使得生态环境综合决策科学化，数据管理使得生态环境监管精准化，数据服务使得生态环境公共服务便民化。2016年~2018年是基础建设年，启动生态环境大数据基础建设、保障体系建设和试点示范建设，基本形成大数据采集、管理和应用格局；2019年~2020年是数据建设年，拓展深化大数据应用，形成生态环境大数据创新应用新业态、新模式和新方式。

二、生态环境——新时代下的创新社会治理体系？源-路径-问题-解决

环境污染的产生是由于人口的爆发。人们关于衣食住行的各种需求导致经济快速发展以满足人的需求，从而产生了各种各样的环境问题。在60年代，八大公害事件的发生使大家意识到不能只为了满足人的需求而发展；在70年代，提出了经济、环境、社会的三角，提倡三者并重发展；在80年代，提出社会、经济、环境协同可持续发展（三者之间交叉）；在90年代，第二次环境大会上通过了《里约环境与发展宣言》，实现了环境全球化。

在70年代，中国即加入了全球多个污染防治有关公约，因此中国目前虽然有很多环境问题，但事实上欧美国家在过去同发展时期的环境污染问题比中国要严重得多。英国采取高额罚金等手段逐渐遏制企业环境污染事件。即使在近期，国际上也有污染事件发生，比如日本的核污染废水直排。一方面，国外的环境污染过去发生过，且现在还在继续。另一方面，中国的环保事业发展也走到一个新的阶段：在2021年走入双碳时代，不仅仅关注污染物，还强调减碳，是一个新的纪元。

原环境保护部与六部门相关职责部门合并组成生态环境部，打通了“地上和地下”“岸上和水里”“陆地和海洋”“城市和农村”“一氧化碳和二氧化碳”。如今生态环境部的职能已大为前端化，以法规标准制定、监测评估、监督执法和督查问责等管理职能为主，而治污的责任则落到每一个城市、企业和个人。以前只注重环境保护，属于现状末端治理，而现在则更注重标准设立、督查、执法等，实现了重心从末端保护到前端监管的转移，而前端的监管需与高科技相结合，才能做到精准管理。

三、环保未来——与结合大数据技术交叉创新，走向绿色环保

碳中和时代，可理解为由原来的“挖地球”转为“挖现存”。比如以前开采煤、石油等资源，使用后又会产生堆存大量的固废、危废，不利于可持续发展。目前联合国逐步推行煤炭禁采，因此需要在现存物质中寻找资源。在碳中和方面，欧盟发展得较为靠前，出台了《绿色新政》（Green Deal）等欧盟碳中和行动计划。欧盟行动计划是在前期调研的基础上发布的，早在二十年前就已开展了调研，目前已从实验走到应用阶段，大量使用了风能和太阳能等新能源。中国碳中和起步较晚，在2019年才提出2030年碳达峰、2060年碳中和的目标，但提出目标后行动得快，目前已经开始着手实施。

国际上，欧盟的碳关税（CBAM）立法草案预计在2022年完成立法，在2023年开始实施相关措施，将把产品的全生命周期的碳消耗作为成本纳入计算。这对于国内的企业将是致命的事情，企业需要清楚地知道产品的碳排放系数，提供相应科学依据，否则欧盟将会按照最高的系数进行核算，而企业则失去议价能力。目前苏里南和不丹2个国家已经实现碳中和，但该两国的国情决定了中国不太适合效仿。中国更希望走欧洲的发展路径，在保障一定生活水平的前提下实现碳中和。目前关于实现碳中和目标，全球共11个国家（含欧盟作为1个整体）已立法，4个国家仍在立法中，37个国家做出政策宣示。在此全球背景下，一切都以碳减排为核心，很多设计都会随之改变。如建筑、交通等领域未来都会以碳进行核算，则各行各业的创新需跟上。

在环境领域，大数据和人工智能会驱动很多创新技术。比如生态环境部职能之一的环境监测技术就非常关键，是完成所有任务的基础。目前区域立体监测已出现，卫星等监测手段也纳入其中，未来需要把可信系统（区块链）、分析系统（大数据）和精准决策系统（人工智能）建立起来。北京目前已经应用了首款高性能芯片化光谱传感器用于环境监测。以前的环境监测方式都是采样，以后就用推行芯片（大大降低成本、提高监测频率）。

新业态新模式发展会逐渐减少污染的产生。例如无人智造的“黑灯工厂”，用最节约的方式生产，从而减少污染。再比如苹果公司，提出在2030年全面实现碳中和。作为手机制造商，苹果公司有一套很长的产业链。他们对供应商进行要求，在材料方面，建立循环供应链模式，只使用循环利用和可再生资源，消除对采矿的依赖，从层级上讲，有些资源降级使用、有些资源在提纯后升级使用；在水资源管理方面，通过提高用水效率，降低总体用水量，扩大替代性水源的使用范围；在废弃物零填埋方面，全覆盖减少废弃物产生等。此外，还开展精细化管理（改造灯光照明）、在总部大楼全面使用太阳能发电、提供手机充电器的选择性购买等等，已做了很多工作。

根据库兹涅茨曲线，随着GDP的增长、环境污染会越来越少。因为在技术提升后，产污量变少，而废物回收利用变多。而随着全民环保意识的提升和大数据等技术的发展，我国环境污染程度的曲线拐点会更快到来。在新时代下，重新定位环境保护的未来发展，应该是智能化、绿色可持续发展的。主要可分为环境健康（源头管控）、环境管理（预警、标准、政策）、污染监督（技术手段）和污染治理（越来越少，主要是变废为宝）四个方向。

四、碳时代下环保的未来——从IT到DT，精准、科学、法治治污

由于数据规模大、种类多、速度快、价值密度低、在线数据多等特点，环保领域其实非常适合大数据的应用。在2020年3月11日，《关于加快建立绿色生产和消费法规政策体系的意见》出台，共包括9大任务：1）推行绿色设计；2）强化工业清洁生产；3）发展工业循环经济；4）加强工业污染治理；5）促进能源清洁发展；6）推进农业绿色发展；7）促进服务业绿色发展；8）扩大绿色产品消费；9）推行绿色生活方式。2016年出台的《关于构建绿色金融体系的指导意见》，指明了绿色金融、绿色金融体系以及构建绿色金融体系主要目的等发展方向，绿色信贷、绿色金融等也做出了配套资金支持。

大数据在中国的发展整体来讲相比其他国家发展得更快，目前需要从数据大国走向数据强国。物联网、区块链、人工智能可释放出生态环境大数据的价值潜能。数据赋能的核心是从信息技术（IT）转为数据技术（DT），而这需要做出艰苦的创新，才能真正地走向前端。在生态环境领域，大数据在很多地方可以应用，尤其是生态环境规划。大数据在生态环境规划领域，可预测环境系统演变方向；在生态环境质量管理领域，可提升标准及精细化管理水平，做出生态环境质量的预警预报；在污染源生命周期管理领域，可形成全方位智能监测网络，动态、精准管理污染源；在环境应急监管领域，可及时发现风险隐患，全面感知演变过程，精准辅助科学决策；在环保公众参与领域，可实现大众环保，精细化公众服务。

世界环保的未来：碳中和会彻底改变人们的生活、商业和全球的经济。全球正在迎来以碳减排为驱动的大规模交叉合作创新，以碳减排+大数据引领重构社会标准，驱动改善地球环境问题的时代已经来临。应对气候变化已经不再是经济发展的制约因素，而是推动产业结构升级和更强劲增长的重要举措。