Снижение атмосферного загрязнения тяжёлыми металлами требует дополнительных усилий на фоне стремительного перехода на чистую энергию в китайских городах

Почему городской воздух и чистая энергия важны для повседневной жизни

Многие сегодня рассматривают чистую энергию как средство борьбы с грязным воздухом и изменением климата, но о том, как она влияет на еще одну скрытую угрозу в городском воздухе — токсичные металлы, такие как свинец, мышьяк и кадмий — известно меньше. Эти металлы прилипают к крошечным частицам, которыми мы дышим, могут переноситься на большие расстояния и со временем накапливаться в наших организмах и экосистемах. В этом исследовании рассматривается, как быстрый переход к более чистой энергии в сотнях китайских городов меняет выбросы этих металлов сегодня и насколько можно продвинуться в ближайшие десятилетия.

Что хотели выяснить исследователи

Китай в значительной степени наращивает мощности ветряной, солнечной, гидро- и атомной энергетики, одновременно пытаясь сократить множество загрязнителей. Однако большинство статистических данных по использованию чистой энергии публикуются только на национальном или провинциальном уровнях, а подробной информации о выбросах тяжёлых металлов мало. Чтобы устранить этот пробел, авторы собрали масштабную картину по городам, охватив 331 город в период с 2005 по 2021 год. Они разработали новый метод оценки фактического потребления чистой энергии в каждом городе и связали его с картой четырёх ключевых атмосферных тяжёлых металлов, построенной с помощью машинного обучения. С этими инструментами они выясняли, насколько энергопереход уже сократил загрязнение металлами и как разные сценарии развития экономики и технологий могут изменить будущие выбросы до 2060 года.

Как меняется использование энергии в городах по всей Китаю

За 16 лет конечное потребление энергии в китайских городах более чем удвоилось, но его состав заметно изменился. Доля угля, нефти и традиционной тепловой генерации снизилась, тогда как природный газ и чистая энергия выросли более чем в шесть раз. Наиболее быстрый рост показали солнечная и ветровая энергетика, особенно после 2015 года, и потребление чистой энергии в городах увеличилось примерно с 57 до 358 миллионов тонн условного топлива в угле. Этот сдвиг прошёл неравномерно. Промышленные города, под влиянием мощных национальных политик, продемонстрировали особенно высокие доли чистой энергии, а в некоторых провинциях на северо‑западе, юго‑западе и юге были города, где более 17 процентов конечной энергии приходилось на чистые источники. Напротив, во многих городах северных и северо‑восточных регионов по‑прежнему сохранялась сильная зависимость от ископаемого топлива, а транспортный сектор почти во всех городах сильно отставал от других секторов по использованию чистой энергии.

Насколько уменьшилось загрязнение токсичными металлами до сих пор

С 2015 по 2020 год суммарные выбросы четырёх рассматриваемых тяжёлых металлов снизились примерно с 9 806 до 5 776 тонн в китайских городах. Разделив факторы, приведшие к этому изменению, авторы обнаружили, что основную роль сыграли более чистые технологии на заводах и электростанциях, обеспечившие более 100 процентов чистого сокращения, поскольку их улучшения компенсировали увеличение выбросов из‑за экономического роста. Также роль сыграло повышение энергоэффективности. Для сравнения, сам переход на чистую энергию сократил лишь около 258 тонн металлов, или 6,4 процента от общего снижения. Выгоды сильно различались по типам городов: города, не зависящие от сырьевого сектора, и те, где промышленность и сфера услуг сбалансированы, показали большие относительные улучшения по сравнению с ориентированными на услуги или менее сбалансированными городами, а в некоторых местах несмотря на рост доли чистой энергии даже наблюдались увеличения по отдельным металлам.

Как может выглядеть будущее при разных решениях

Чтобы оценить перспективы, исследование построило десятки сценариев, комбинирующих разные темпы внедрения чистой энергии с различными путями экономического и социального развития. В этих сценариях выбросы тяжёлых металлов в целом резко снижаются к середине века, но конкретный путь зависит скорее от того, как будут расти экономики и улучшаться их эффективность, чем только от перехода на чистую энергию. При сохранении текущего темпа энергетического перехода чистая энергия сократила бы примерно 520 тонн металлов к 2060 году, что составляет около десятой части общего сокращения. Если города ускорят внедрение чистой энергии и одновременно проведут серьезные преобразования в технологиях, эффективности и моделях развития, этот сопутствующий эффект может вырасти до примерно 1 650 тонн, или около 30 процентов сокращений. Период с 2021 по 2040 год выделяется как ключевое окно, когда большинство этих дополнительных выигрышей ещё можно захватить.

Почему некоторые города важнее других

Исследование показывает, что не все города в равной степени вносят вклад в потенциальные будущие сокращения. В прогнозе до 2060 года по наиболее амбициозному сценарию ожидается, что крупнейшие снижения выбросов металлов дадут города северного, восточного и северо‑восточного Китая, хотя многие из них до сих пор медленнее продвигались в переходе на чистую энергию, чем города на северо‑западе и юго‑западе. Это несоответствие указывает на то, что направление большего объёма чистой электроэнергии в эти регионы с высокими выбросами, а также увеличение локальной солнечной и ветровой генерации может принести значительную пользу для здоровья населения. Одновременно сервисно‑ориентированные и менее сбалансированные города, как представляется, нуждаются в более целевой поддержке, поскольку их прогнозные сокращения остаются скромными даже при серьёзных национальных политиках.

Что это значит для чище и безопаснее воздуха в городах

Для неспециалиста главный вывод таков: расширение использования чистой энергии помогает уменьшить содержание токсичных металлов в городском воздухе, но само по себе этого недостаточно. Большая часть достигнутого до сих пор связана с лучшими мерами контроля загрязнений и более эффективным использованием энергии, тогда как рост экономической активности тянул выбросы вверх. В будущем переход на чистую энергию может принести гораздо больший эффект для здоровья, если будет идти быстрее нынешних планов и сочетаться с решительными усилиями по улучшению технологий, сокращению потерь энергии и перенаправлению роста в менее загрязняющие виды деятельности. Короче говоря, чистая энергия — важная часть решения, но глубокие сокращения загрязнения тяжёлыми металлами потребуют более широкого пакета изменений в том, как города производят, транспортируют и потребляют энергию.

Цитирование: Yang, G., Zhang, G., Cao, D. et al. Mitigating atmospheric heavy metal pollution requires added efforts amid rapid clean-energy transitions in Chinese cities. Commun Earth Environ 7, 422 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03436-9

Ключевые слова: переход на чистую энергетику, загрязнение воздуха тяжёлыми металлами, китайские города, возобновляемая энергия, городское экологическое здоровье