当前，气候变化是国际社会普遍关注的全球性问题，控制碳排放，减缓全球气候变暖是人类社会可持续发展的重要议题之一。面对碳排放快速增长带来的威胁，世界各国采取了立法、政策宣誓等措施开展减排行动,全球已有127个国家承诺碳中和，其中全球十大煤电国家中的5个已做出相应承诺。我国提出2060年实现碳中和的目标，是我国作为负责任大国担当的体现，既是我国加快生态文明建设和实现高质量发展的重要抓手，也契合《巴黎协定》要求。根据“双碳”目标，碳中和需要经历四个十年，共计八个五年计划。从减排工作部署看，四个十年可划分为转型过渡蓄势、能源结构切换、近零碳排放发力和全面中和决胜四个阶段。2021年中国碳排放强度比2020年降低了3.8%，比2005年累计下降50.8%，超额完成了向国际社会承诺的到2020年下降40%-45%的目标，基本扭转了二氧化碳排放快速增长的局面。但2021年中国碳排放量仍达到105.2亿吨，仍为全球碳排放量第一的国家，在“双碳”目标下，中国的碳减排任务依然艰巨。
为实现“双碳”目标，污染物的低碳绿色治理是重要的一环。在减污降碳协同治理新阶段，减污与降碳两者的关系不是简单相加，不是“降碳+”，或者“+降碳”，而是完全融为一体的。为了更好地应对“双碳”目标与降碳减污，我国采取了一系列行动，包括：2021年9月，党中央、国务院发布《中共中央国务院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》；2021年10月，国务院出台《2030年前碳达峰行动方案》；2022年6月，生态环境部等七部门联合印发《减污降碳协同增效实施方案》；2023年4月，国家标准委等部门印发了《碳达峰碳中和标准体系建设指南》；2022年10月和2023年9月，北京市人民政府和北京市生态环境局也相继印发了《北京市碳达峰实施方案》和《北京市减污降碳协同增效实施方案》。
在一系列国家和地方的行动下，我国降碳减污工作也取得了显著进展。一是绿色生态屏障建设持续推进。2021年，我国森林覆盖率达到24.02%，森林蓄积量达到194.93亿立方米，成为全球森林资源增长最多的国家；草原综合植被盖度达到50.32%，湿地保护率达到52.65%。二是能源绿色低碳转型稳妥有序推进。截至2022年底，全国风电光伏发电装机突破了7亿千瓦，风电、光伏发电装机均处于世界第一；煤炭消费占比下降至56%，比2012年下降了12.5个百分点。三是污染防治攻坚战成效显著。具体包括： （1）水环境质量明显改善。2022年，全国地表水优良水质断面比例较2016年提高20%，达到了87.9%，已接近发达国家水平。（2）工业用水和废水排放量逐年降低。2022年工业废水排放量下降为146.7亿吨，较2017年下降22.8%。（3）污水处理率显著提高。截至2021年底污水处理厂突破2700座，污水处理能力突破2亿立方米/日，污水处理率97.5%，较2016年提升5.1%。（4）空气质量稳步提升。亚洲清洁空气中心发布《大气中国2023：中国大气污染防治进程》显示，2022年，全国339个地级及以上城市六项常规污染物年评价浓度的均值都能达到我国《环境空气质量标准》要求。（5）固体废物治理成效显著。具体体现在全面禁止“洋垃圾”入境、不断完善国内固体废物回收利用体系、积极推进“无废城市”建设三方面。
在上述进展的背后，隐忧仍不容忽视。实现“双碳”目标目前仍面临煤炭仍作为主要能源，可再生能源消纳及存储受限，低碳、零碳、负碳技术成本与成熟度有待进一步优化三方面挑战。党的二十大报告提出，完善能源消耗总量和强度调控，重点控制化石能源消费，逐步转向碳排放总量和强度“双控”制度。然而，污染物治理过程往往伴随着大量能量消耗。随着环境质量的提升与污染物排放标准的提高，我国污染物治理仍倾向于采用高能耗、高消耗的治理方式，降碳减污与碳排放“双控”有待协同考量。以污水处理为例，我国城市污水处理工艺目前存在较为紧迫的能耗、失能与碳排放问题。在能耗方面。目前城市污水处理所耗电能约占全社会总电耗的1%左右，且按传统的污水处理运行模式，其所占的能耗比重将越来越大；在失能方面，COD 浓度为500mg/L的典型生活污水中所蕴含的有机化学能可达其以传统生物氧化法处理所需能耗的近5倍，城市污水的余温废热约占城市总废热排放量的40%，上述能量具有重要利用前景，但目前未得到有效利用；在碳排放方面，若继续采用以活性污泥为主体工艺的处理技术，则整个污水处理行业的碳排放量总量将达到3.65亿吨二氧化碳当量，其全国碳排放总量的占比将达到2.95%。
面向“双碳”与“双控”，低能耗乃至负能耗的污染物治理方式是实现碳排放“双控”的重要抓手。其具体应对策略可以包括以下三个方面：
一是健康饮水保障技术的研发。例如，面对饮用水新污染物挑战，强化前沿新技术研发，努力实现“提标不增碳”；发挥膜法水处理技术绿色低碳优势，应对饮用水新污染物挑战。
二是生活污水低碳处理技术的研发。例如，推进膜技术、高级氧化、吸附等多技术结合，因地制宜推进污水绿色低碳处理；采用立体生态技术构建花园式污水处理厂，将污水当中的微生物，从低级训化到高级，高级微生物反吞噬低级污染物，加速不同职级的种群微生物的新陈代谢及自有更替，实现高效氧化分解污水中的各种污染物；建设景观植物的支架，使植物的根系扎根在污水处理厂生态介质上，参与污水净化，同时植物藤蔓攀援在支架上，形成花园式景观带。
三是工业废水和放射性废水处理利用技术的研发。例如，采用膜集成技术处理混合重金属废水，从工业废水源头着手，回收重金属，同时净化生产过程产生的废水；利用钯-银合金膜耦合催化床反应器，通过水气变化反应从氚化水中回收氚化分子氢；利用沸石无机膜同时处理不同形态的氚及其化合物，用于预浓缩阶段，后接钯基催化膜反应器用于氚回收。此外，在水处理方面，也应基于大数据的综合利用和全膜法组合工艺技术的突破，开发前瞻性的“智慧水厂”，提升水资源利用效率和安全保障水平。
四是绿色建筑与室内空气净化技术的研发。例如，在建筑设计方面采用更多的“被动式技术”，通过建筑本体节约能源，同时采用一定的建筑技术提升建筑的节能水平，实现绿色建筑，减少碳排放；为更好地应对病原微生物对居民健康带来的风险挑战，加强空气净化技术及装备研发，尤其加强对进口冷链、 建筑与工业厂房的室内空气净化保障，并研发相关安全绿色低碳的消杀技术。
五是固废协同处理与资源能源化利用技术的研发。例如，通过机器分类、智能配伍、优化耦合、集约式利用等技术思路，将城乡垃圾这一兼具污染属性与资源属性的废弃物高效转化为资源能源产品，实现其负碳处理与利用；针对偏远村镇应用场景下的垃圾处理需求，通过热解气化反应与焚烧反应结合，采用热解气化-焚烧组合处理技术对垃圾进行处理；针对传统氢气、氨气、甲醇、航油等燃料合成依赖化石燃料的问题，研发催化转酯化、热解气化/厌氧发酵耦合催化重整/费托合成、热解/水热及产物复合调配等利用餐饮废油、生物质等有机废物原料合成绿色燃料的技术；针对应用越来越广泛的光伏技术带来的退役光伏组件，研发其回收再利用技术，从而更好地发挥光伏技术的降碳潜力。
总体而言，在“双碳”目标视域下，降碳与减污是有机融合的整体。我国近年来在降碳减污方面已取得可观成效，但在污染物的低碳处理技术研发，污染物治理与新能源利用、资源能源化等过程耦合，以及废弃能源环境材料再生利用等方面仍面临挑战。为更好地实现降碳减污与“双碳”目标，应强化科技创新，充分发挥低碳/零碳水处理、低碳空气消杀、有机固废协同处理与资源能源化、非常规水资源低碳利用、工业废水资源回收、退役膜产品与光伏组件的回收再利用等新技术的作用，从而实现污染物的低碳、零碳乃至负碳治理。
(以上内容根据中国工程院院士侯立安在绿色生产力论坛上的发言整理)