排放路径模拟模块
排放路径模拟模块的主要功能是对未来情景下的能源资源供需版图和多介质多组分排放进行动态模拟预估。该模块由能源资源模型、未来排放动态评估模型（Dynamic Projection model for Emissions in China, 简称DEPC）和多尺度排放清单模型 （MEIC）组成，通过设定不同社会经济发展目标与气候环境治理目标构建未来情景，进而模拟未来不同情景下能源需求、能源供应、矿产资源供需、工业技术结构及产品产量的时空变化，以及温室气体、大气污染物和有毒有害物质排放的时空分布。该模块为污染暴露模块提供排放输入数据，同时为费用效益评估模块提供未来技术结构、碳排放路径和关键矿产资源供需等参数和数据。
排放路径模拟模块中的能源资源模型由综合评估模型和资源评价模型两部分组成，其中综合评估模型采用全球综合评估模型GCAM的中国嵌套版本GCAM-China，资源评价模型由团队自主开发。利用GCAM-China模拟获得不同情景下未来省级尺度产品服务供应和能源消费的变化，利用资源评价模型获得未来风光资源和矿产资源供需情况。未来排放动态评估模型（DPEC）由团队自主研发，以未来能源、产品服务、矿产资源供需为基础，通过设施尺度技术演替和行业尺度技术预测方法，模拟不同情景下未来多介质多组分排放的动态时空分布。多尺度排放清单模型（MEIC）则为模块提供了整体计算框架和在线技术平台，协助DPEC模型构建排放源分类分析体系、开展排放计算，支撑GCAM-China与DPEC模型之间的耦合与参数传递过程，同时为模块提供基准年活动水平、排放特征、技术分布、污染控制等基础参数。
图1 排放路径模拟模块技术路线图
综合评估模型GCAM-China>
模块中的综合评估模型采用全球变化评估模型Global Change Analysis Model (GCAM)的中国省级嵌套版本GCAM-China。GCAM是由美国西北太平洋国家实验室（PNNL）开发并维护的全球综合评价模型，细致刻画了社会经济、能源、水资源、农业和土地利用以及气候系统各自的行为和彼此间的复杂关联。GCAM是IPCC历次评估报告的旗舰综合评估模型之一， RCP/SSP情景框架基准模型之一，被广泛用于全球及区域尺度能源转型和气候减排情景分析。在GCAM全球模型基础上，中国团队与PNNL合作开发了中国嵌套版本GCAM-China，实现了中国省级尺度上分析气候变化背景下的社会经济、能源供需及排放路径的能力。在GCAM-China中，中国各省可作为独立的碳市场参与全球气候目标约束下的能源转型，并在省级层面进行不同社会经济路径及气候目标约束下的能源供应、能源消费、产品产量和技术演变预测，进而构建未来能源供需与排放路径版图，提出全球—国家—省级相统一的全尺度减排策略。
CNCAP团队与GCAM模型团队长期合作，深度参与GCAM-China模型开发，一方面对模型结构进行改进，实现了对多部门多行业碳中和技术路线的详细刻画；另一方面与团队自主研发多尺度排放清单模型（MEIC）进行耦合，建立了自下而上技术演替模型与自上而下系统模型结合的方法，对碳达峰及碳中和路径下的未来大气污染物排放变化进行预测。
关于GCAM模型的详细介绍和代码下载可参阅GCAM网站。最新版本的GCAM-China-v6模型已经开源发布，可参阅相关网站下载。
未来排放动态评估模型（DPEC）>
未来排放动态评估模型（DPEC）是排放路径模拟模块的核心组成部分，其主要功能是基于技术演进仿真的未来排放变化动态模拟。DPEC模型融合了MEIC模型中700多种排放源的历史技术演替过程，并在此基础上构建设施尺度和行业尺度技术演替模型，根据不同社会经济发展和政策演进情景模拟未来各类排放源的技术演变进程及其对排放的影响。其中火力发电、钢铁行业、水泥行业、燃煤锅炉和道路交通采用设施尺度技术演替模型，在设施/车队尺度模拟其技术更替过程及排放演变；其它排放源采用行业尺度技术演替模型，在省级层面开展技术演进过程仿真，逐行业模拟其技术演变及排放变化。
DPEC模型与GCAM-China无缝衔接，将社会经济情景（SSP）和气候目标约束（RCP）下的未来能源需求与供应情景与各类污染源的技术演替模型逐一映射，从而实现了在不同社会经济情景和气候目标约束下中国未来大气成分排放变化的精细化模拟。通过与MEIC在线技术平台链接，DPEC模型提供中国未来不同情景下的网格化大气成分排放数据在线计算和下载，数据格式与MEIC模型数据格式一致。
关于DPEC模型的详细介绍可参阅MEIC网站。DPEC模型目前提供三组排放情景数据集，均可通过MEIC网站下载。
参考文献：
- Tong, D., Cheng, J., Liu, Y., Yu, S., Yan, L., Hong, C., Qin, Y., Zhao, H., Zheng, Y., Geng, G., Li, M., Liu, F., Zhang, Y., Zheng, B., Clarke, L., and Zhang, Q.*: Dynamic projection of anthropogenic emissions in China: methodology and 2015–2050 emission pathways under a range of socio-economic, climate policy, and pollution control scenarios, Atmos. Chem. Phys., 20, 5729–5757, 2020. [链接]
- Cheng, J., Tong, D. , Zhang, Q. , Liu, Y., Lei, Y., Yan, G., Yan, L., Yu, S., Cui, R. Y., Clarke, L., Geng, G, N., Zheng, B., Zhang, X, Y., Davis, J, S., and He, K, B.: Pathways of China’s PM2.5 air quality 2015–2060 in the context of carbon neutrality, Natl. Sci. Rev., nwab078, 2021. [链接]
多尺度排放清单模型(MEIC)>
多尺度排放清单模型（Multi-resolution Emission Inventory model for Climate and air pollution research，简称MEIC）是由中国多尺度排放清单模型（Multi-resolution Emission Inventory for China）发展而来的人类活动大气排放模拟平台。模型由清华大学自2010年起开发并维护，旨在构建高分辨率的全球范围多尺度人为源温室气体与大气污染物排放清单数据库，并通过云计算平台向科学界共享数据产品，进而为相关科学研究、政策评估和空气质量管理工作提供基础排放数据支持。模型通过在线数据平台提供全球范围多个尺度的人类活动大气排放数据。
关于MEIC模型和数据产品的详细介绍可参阅MEIC网站。CNCAP平台模拟所需的历史排放数据可通过MEIC网站下载。
参考文献：
- Zheng, B., Tong, D., Li, M., Liu, F., Hong, C., Geng, G., Li, H., Li, X., Peng, L., Qi, J., Yan, L., Zhang, Y., Zhao, H., Zheng, Y., He, K., and Zhang, Q.: Trends in China’s anthropogenic emissions since 2010 as the consequence of clean air actions, Atmos. Chem. Phys., 18, 14095-14111, doi: 10.5194/acp-18-14095-2018, 2018.[链接]