生物质能-碳捕捉与封存技术（BECCS）对实现《巴黎协定》的气候减缓目标至关重要。为应对气候变化而大规模种植能源作物会引发与土地相关的多维可持续性问题，包括粮食安全、水资源短缺、温室气体排放和生物多样性减少等。当前亟待解决的科学问题是：如何在不危及我国粮食安全、不加重粮食贸易伙伴国环境负担的前提下，提供大规模的生物质能源？
针对这一问题，北京大学环境科学与工程学院戴瀚程长聘副教授课题组与合作者基于自主构建的北京大学IMED-GLOBIOM综合评估模型体系，探索了大规模生产生物质能如何助力中国碳中和目标实现而不对国内外可持续发展产生负面影响。这将为统筹生物质能负排放技术布局、粮食安全供应、全球粮食贸易合作等多维度政策以实现碳中和提供学理支撑和前瞻见解。
本研究假设我国2060年大规模部署生物质能+CCS技术，总能耗约16EJ（文献中位值），约占我国当年一次能源的17%，使得农林土地利用部门合计产生约13亿吨负排放潜力，连同已经被确认的10—13亿吨CO₂/年现有陆地有机碳汇（朴世龙，2022），将为我国2060年碳中和目标创造23—26亿吨温室气体排放空间，可极大缓解其他国民经济部门的碳减排压力和减排代价，社会经济效益巨大。

图1 中国生物质能部署对国内2060年可持续性影响
研究发现，为消除生物质能扩张对我国粮食安全的压力和跨境环境负担转移，需要多措并举，通过适当放松粮食贸易约束、粮食损失和浪费减半、转向健康的饮食、合理提升作物单产，促进粮食生产和消费系统提质增效，方可同时实现碳中和、粮食安全和全球可持续性的三重目标。

图2 农产品进口导致的中国从其贸易伙伴虚拟进口的环境影响
上述研究成果以“Enhanced food system efficiency is the key to China’s 2060 carbon neutrality target”为题，于2023年7月3日在线发表于Nature Food。北京大学环境科学与工程学院LEEEP课题组任明博士与黄晨博士分别为论文第一、第二作者，戴瀚程为论文通讯作者，主要合作者分别来自北京大学碳中和研究院、国际应用系统分析研究所（IIASA）、浙江大学、中科院遗传发育所农业资源研究中心等机构。本研究得到了国家优秀青年基金项目、国家重点研发计划课题、国家自然科学基金，国家社会科学基金、欧盟地平线2020计划、中国博士后基金项目和PKU-IIASA联合博士后等项目支持。
作为该成果的前期基础，LEEEP课题组还在One Earth、Global Environmental Change上发表了基于北京大学IMED综合评估模型体系的研究。此外，LEEEP课题组定期举办综合评估模型培训，并长期招收博士后，共同开展气候环境政策复杂系统建模与多维影响评估方向的前沿交叉研究（更多信息详见：http://scholar.pku.edu.cn/hanchengdai）。