热点研究 | 碳定价的空气质量协同效益

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编者按

温室气体和大气污染物具有高度同源性；协同改善空气质量与应对气候变化，有望更高效的实现可持续发展。但值得注意的是，相关政策实施的协同效益存在地域差异。

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研究背景

在全球大多数国家，空气污染和气候变化是亟待解决的问题。但对二者协同治理路径的规划、模拟及评估仍存挑战：一是政策的实施路径存在极大的地域和空间差异；二是政策对经济活动、污染物排放、空气质量及人类健康的影响呈较为复杂的非线性关系。

为解决上述问题，美国麻省理工（MIT）大学Valerie J. Karplus教授团队设计了跨尺度的政策模拟方法，量化了气候政策（以碳定价作为表征）在中国实施所能带来的空气质量改善的健康协同效益，并比较了货币化的协同效益与减排成本。该研究结果发表在Nature Climate Change。

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研究方法

本研究设计了四组2015至2030年的CO2减排情景及路径：

1）0%碳减排强度，无减排政策；

2）碳强度每年降低3%情景，描述了中国签署《巴黎协议》之前的CO2排放强度及政策路径；

3）碳强度每年降低4%情景，描述了中国《巴黎协议》中，2030年碳总量达峰的承诺，及相应政策路径；

4）碳强度每年降低5%情景，描述了中国2030年的CO2排放强度达到世界平均水平，及政策路径，该情景与Raftery et al.的2度温升路径一致。

在政策情景2、3、4下，至2030年中国CO2排放总量将分别为13.5Gt，11.4Gt和9.7Gt。

本研究通过耦合能源经济模型（C-REM）和大气化学模型（GEOS-Chem），建立了“区域排放-空气质量-气候-健康”评估框架（REACH）。首先应用C-REM模型，模拟了各个情景的碳定价和相应的减排策略，再估算出2010至2030年，各省能源消耗量、CO2排放量和空气污染物排放量。随后应用GEOS-Chem模型，模拟了各个减排情景下，大气PM2.5浓度和污染物暴露导致的过早死亡人数。最后计算了不同情景下，可避免的过早死亡人数所对应的社会经济效益。

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研究结论

该研究发现，对比无政策情景，4%政策情景需要将碳定价提高到72美元每吨，且该情景有望于2030年实现24%的CO2减排。该减排量主要受益于能源强度的下降，尤其是减少煤炭消费占比，从2010年的69%下降到2030年的54%。

图1展示了4%政策情景下，各部门减少的能源消费量，及CO2、SO2、NOx排放量。研究发现，能源密集产业和制造业减排效果最佳，电力行业位居第二。但因交通部门本身排放强度较低，且清洁能源替换费用较高，减排效果不明显。随着政策力度的加严，5%政策情景的碳定价会提高至132美元每吨，碳达峰也从4%政策情景的2025年提前到2020年。

图1. 对比无政策情景，4%政策情景减少的能源消费及CO2、SO2、NOx排放

综合分析三组政策情景：一是发现不同程度的CO2减排，对应的SO2和NOx减排强度相似，但因NH3变化较小且SO2和NOx氧化剂有限，PM2.5的减排量相对较低。二是发现CO2和空气污染物的减排关系存在区域差异（图2c），这主要由于各省份的能源系统、减排成本、污染物及其化学机制、受周边污染物传输的影响程度存在差异。此外，随着政策的加严，我国可避免的过早死亡人数也随之增多，但是增长幅度小于PM2.5减排幅度。尽管如此，健康协同效益的上升幅度高于CO2减排成本（图2a）。

图2. 气候政策的空气质量协同效益

a. CO2减排对应大气污染物减排比例 b. 各省的减碳成本及对应的可避免健康损失 c. 各省CO2减排对应的大气污染物减排比例

综上所述，空气质量改善的协同效益会随着碳定价的提升、气候政策的加严而提高。由于较高的健康效益，即使不考虑碳减排的经济效益，气候政策带来的协同效益将远高于碳减排成本。因此，覆盖多个能源密集产业的碳交易系统（于2017年启动），会为中国带来显著的综合效益，但其影响力有区域差异。

但值得注意的是，仅仅实施碳定价并不能使中国于2030年实现PM2.5浓度为35μg/m³的空气质量标准。因此在加强末端治理措施的基础上，需减少非燃烧产生的污染，如NH3。未来在制定政策措施时，决策者需考虑气候政策和清洁空气政策的相互影响，使协同效益最大化。

● 文章详情 ●

● 原文标题：Air quality co-benefits of carbon pricing in China

● 发表期刊：Nature Climate Change

● 作者：Mingwei Li, Da Zhang, Chiao-Ting Li, Kathleen M. Mulvaney, Noelle E. Selin 

and Valerie J. Karplus

● 第一作者机构：Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA

● 出版年：2018

● 参考文献 ●

● Raftery, A. E., Zimmer, A., Frierson, D. M. W., Startz, R. & Liu, P. Less than

2 °C warming by 2100 unlikely. Nat. Clim. Change 7, 637–641 (2017).

【CCAPP 根据原文整理发布】

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