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磐石评论

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简介:通过理性分析的文字来表达我们对各种环境问题的观点和改进的相应政策建议。促进公开、有效的环境治理在中国的开展,增强“参与者”之间平等、理性的沟通和对话,在改进环境决策过程质量方面推动中国环境治理的发展。

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空气污染治理需要结构性的能源系统转型


摄影:赵昂

空气污染(本文指室外空气污染)治理与发展清洁、低碳能源紧密相关。能源系统长期过渡依赖煤炭等化石能源是导致我国空气污染的根源。尽管风电、太阳能、生物质能和中小型水电等可再生能源在近些年发展较快,但仍然是能源系统中的非主流角色。化石能源主导的能源系统作为经济活动的基础在一个漫长的时期内形成。全球经济从20世纪初就已经奠定了以煤炭、石油和天然气等化石能源为核心的能源体系架构,直到20世纪末、21世纪初,当气候变化、环境污染和能源安全等问题成为越来越多国家的重要议题时,能源系统的低碳化发展才逐渐摆上了决策者的议事日程。

有前瞻视野的国家,如丹麦和德国,早在20世纪90年代就支持风电发展,德国也率先在2005年前后从国家政策层面确定了能源低碳转型的战略和目标,这两个国家的可再生能源占比在工业化国家中处于领先地位。2005年,中国颁布《可再生能源法》,正式步入大力发展可再生能源的快速通道。2011年以来,空气污染治理成为中国公共政策中的热点议题。中国仍处于快速工业化过程中,“积劳成疾”的空气污染问题并非短期内可以根本扭转。彻底治理空气污染,必须从调整能源结构入手,如果没有结构性能源转型,我们距离享受清洁空气的基本环境权利仍会遥不可及。

空气质量与能源结构变化的相关性

尽管影响空气质量的因素复杂多样,但能源利用方式和能源结构是最关键因素。2014年底,环保部、中科院、中国工程院联合发布六个重点城市(北京、上海、哈尔滨、济南、石家庄和天津)的PM2.5源解析研究显示,六个城市的燃煤、机动车燃油、工业生产三项加总占到PM2.5来源的约60%~70%。这三类社会经济活动与能源的使用密切相关。

空气质量与能源结构的相关性从一些国家较长时间内两者的变化趋势中得以窥见。当能源结构逐步走向低碳时,空气质量水平一般会随之提升。“世界银行发展指数”中关于可再生能源发电占比和空气质量的数据的趋势对比对这样的判断提供了证据支持。图1是六国1995-2013年PM2.5年平均暴露变化趋势图,德国、波兰、丹麦和美国的年均PM2.5暴露浓度逐渐下降。比较这四个国家,波兰的PM2.5暴露浓度的下降幅度小于其他三个国家。图2是同期六国可再生能源电力在电力总生产中的比例。四个国家同期可再生能源发电占比都是逐年增加的。然而,波兰在近20年可再生能源发电比例增幅最小。这在一定程度上解释了为什么波兰的PM2.5暴露浓度下降幅度小于其他三个国家。四个国家能源结构中煤炭消费的比例更加说明这一点。根据美国能源信息局的数据,波兰2012年一次能源消费的55%仍然来自煤炭。而同年美国、德国和丹麦的煤炭消费占一次能源消费的比例分别只有18%、24%和15%。

根据图2,中国和印度的可再生能源电力的比例都有所提升,但由于化石燃料消费仍然占主导,产业结构中的耗能较高的工业占比相对高、耗能较低的服务业占比相对低,加之生物质燃料在农村和农业中使用仍然较普遍。两国近些年可再生能源发展皆有亮点,但两国化石能源消费的绝对量在过去10年中仍然快速增加。对于中国和印度来说,可再生能源电力在一定程度上可以减缓空气质量恶化的速度,但尚不足以扭转空气质量恶化的基本趋势。图1正显示出中印两国的空气污染问题是日益严重的。笔者认为可再生能源电力在空气污染治理方面的作用将会在未来10-15年显现,届时中国的能源消费总量将会达到峰值,能源消耗总量可能进入缓慢降低的通道。在能源消耗总量到达峰值并逐渐降低的背景下,能源结构的低碳化将直接导致污染物排放的绝对量减少,促进空气质量显著改善。

数据来源:根据世界银行发展指数整理


数据来源:根据世界银行发展指数整理

空气污染的健康负担随着人们收入水平的提高将显著增加

大量消费煤炭和石油的经济活动造成显著的空气污染,给公共健康带来巨大负担,可能导致呼吸系统疾病、心脑血管疾病、癌症、过早死亡及寿命减少,近年有新的研究指出,空气污染也可能导致精神疾病,如抑郁和压抑等症状。2016年5月12日,世界卫生组织(WHO)发布了最新全球城市空气污染数据库。目前全球中低收入国家中,有98%的人口所呼吸的空气质量不符合WHO空气质量指南中的标准,即PM2.5年均值应不高于10微克/立方米,24小时平均值应不高于25微克/立方米;PM10年均值不高于20微克/立方米,24小时平均值不高于50微克/立方米。在高收入国家,空气质量不符合WHO标准的比例为56%。

如果不能有效治理空气污染,其带来的健康负担将随着经济发展水平提高而持续增加。统计生命价值(VSL)是一种将空气污染导致的过早死亡进行货币化评价的方法。受经济、社会、文化等因素影响,各个国家对统计生命价值采取不同的估值,一般讲,经济发展水平高的国家其估值也高。同一个国家,统计生命价值也会随着经济发展水平的提高而逐步提升。欧盟燃煤电厂对健康的影响的一份报告当中,统计生命价值估值在2009年为每人200万欧元;在美国的一份类似研究中,统计生命价值的估值在2010年为730万美元。2007年世界银行和中国原国家环保总局共同发布的一份关于中国环境污染的成本研究中,采用的统计生命价值估值在2003年为100万人民币。由此可以看出中国与发达国家在统计生命价值估值上的显著差异。

尽管影响统计生命价值估值的因素较为复杂,但是人均收入水平仍然是基本的参照指标。即使中国在短期内与欧盟和美国的人均收入水平仍有较大差距,但可以肯定的是,统计生命价值估值在中国会“水涨船高”,如果因空气污染治理而避免的早亡人数没有显著减少的话,空气污染带来的经济负担将不可避免的持续增加。

电力系统低碳发展是解决空气污染的终极途径

根据前文提及的2014年底公布的六个主要城市空气主要污染物PM2.5源解析的研究,我们看到,无论是在电力部门、工业生产、交通,还是在生活用能领域,能源的电气化和电力系统的低碳化是解决空气污染的最终途径。

以交通领域为例,解决机动车污染是工业化国家治理空气污染的难点。中国工业化和城市化进程仍将继续,机动车保有量会不断增加,交通部门对空气污染的贡献势必加大。用电动车替代燃油车在实现交通部门低碳化的同时可以解决交通部门的空气污染,但实现这样的目标需要一个基本前提:电动车的电力应主要来自可再生能源。挪威科技大学于2014年发表的《传统汽车和电动车环境生命周期评估的比较》的研究就指出,如果没有低碳电力作为动力供应,电动汽车的发展距离环保和低碳还很遥远。无独有偶,美国科学家的一项研究《美国常规与新能源轻型汽车的全生命周期空气质量影响》也给出了类似结论:影响公众健康最大的是100%煤电电力纯电动车,影响最小的是100%可再生能源电力纯电动车。

未来10-15年,中国能源消费和温室气体排放预计分别达峰,决策者有必要将交通部门的电气化战略考虑在内,提高可再生能源电力发展目标,实现电动汽车发展带来的公共环境和健康收益。

能源转型的硬道理:消费者为清洁低碳的能源消费付出更多

从“谁污染,谁付费”的环境污染治理的原则来看,每一位消费者既然享受了能源和商品带来的效用,就不应回避消费行为与环境污染有直接关联这样的现实,消费者承担治理污染的一部分责任也在情理之中。当然,笔者不否认企业不当行为和政府监管不利也是导致环境污染的重要因素,但本文无意就此展开讨论,而是侧重讨论消费者如何通过传递消费偏好来影响市场交易中最为重要的信号——价格,进而对市场里的资源再分配、商品和服务的升级产生重要影响。

从市场交易行为来看,如果消费者愿意支付较高的价格以消费更为清洁低碳的能源,就可以推动能源企业应用新能源技术、改善服务和产品质量。2005年以来,中国支持可再生能源发展的模式是政府主导的固定电价机制,政府从电费中拿出一定比例补贴可再生能源发电项目。目前,居民用电价监管严格,并且处于相对低的水平,尤其对于经济发达地区的居民而言。而东部沿海经济发达地区的居民由于有较强的环境意识,对空气污染带来的健康影响也比较敏感,情理上讲,对消费可再生能源电力存在偏好。而在高度监管的电价决策机制下,这种偏好难以在反映在电价中。如果通过机制安排,允许某些地区自行确定较高的居民用电价,将电价支出高出的部分用于支持可再生能源发电,将更多消费者的较高支付意愿转化成对可再生能源发展的资金支持,这样可以为能源清洁低碳生产提供更强的价格信号和经济驱动。目前,欧洲居民用电价格最高的国家是丹麦,其次是德国,而这两个国家恰恰是全球以可再生能源发展带动能源转型的典范。

由此来看,要呼吸到新鲜空气,必须改变能源结构,而改变能源结构的代价——支付更高的能源消费成本,恐怕是在中短期内难以绕开的路径。从长期看,可再生能源比传统的化石能源在成本上更有竞争力,在可再生能源主导的能源体系中,能源价格不再大幅波动,能源支出会处于一个较低且可预测的水平,能源安全也不再受到地缘政治的不均衡影响。因此,消费者应当有信心更加积极地支持以发展可再生能源为核心的能源系统转型。

※ 本文为磐石环境与能源研究所原创文章,作者:赵昂。转载请联系授权,并注明出处。文章合作、授权请发邮件至:wanghui@reei.org.cn

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