专家观点 | 同丹：面向健康效益的火电行业靶向治理
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“火电行业减污降碳路径”视频回顾
目前，火电在我国电力能源结构中占主导地位，贡献了大量的污染物和碳排放，引起严重的人群健康风险。在当前高碳的能源、产业结构下，我国实现碳中和目标面临巨大压力，亟需加速推进火电行业减污降碳协同治理。以火电基础设施为主要抓手，根据装机容量/服役年限设计其退役路径并实施相关政策可产生显著的协同效益以及一定的健康效益。但目前仅有少量研究将健康效益纳入退役路径的综合研究，并未实现协同效益的最大化。因此，应开展面向健康效益的火电行业靶向治理研究工作，积极探讨火电行业减污降碳最优路径，为科学制定及实施我国及全球电力行业绿色低碳转型政策提供依据。
一
从全球视角，探索火电行业减污降碳协同增效路径
研究团队以全球火电行业为研究对象，利用全球火电行业燃煤机组尺度排放及空气污染健康影响预测模型系统，评估了高污染燃煤机组排放对环境和健康的影响，并进一步分析了未来火电行业减排带来的健康协同效益：
1
高污染燃煤机组危及环境和人类健康
火电行业高污染燃煤机组（污染物排放水平远高于当地平均水平）运行所带来的排放会对生态环境与人类健康造成重大影响。研究团队发现，占全球装机容量不足1%的高污染燃煤机组约排放了全球电力行业14.5%的一次PM2.5；占全球装机容量不足15%的高污染燃煤机组排放导致的过早死亡人数占全球电力行业总排放导致的过早死亡人数的50%。
2
实施与碳减排政策协同的靶向大气污染
治理策略带来显著的健康效益
仅采用2℃和1.5℃全球温控目标导向的碳减排路径，2030年全球火电行业的碳排放量将分别比2010年增加14%和减少7%，而火电行业排放导致的过早死亡人数将分别比2010年增加38%（33万人/年）和8%（7万人/年）。这是由于2030年前可再生能源电力在全球的推广潜力有限，而未来人口总量增长和人口老龄化使人群对污染更为敏感，抵消了碳减排的协同效益。
如在1.5℃温控目标导向的碳减排路径下加严污染控制水平，2030年和2050年全球火电行业排放导致的过早死亡人数将分别比2010年减少31万人/年和62万人/年。如果在此基础上进一步提前加速淘汰高污染燃煤机组，2030年和2050年将比2010年分别减少过早死亡56万人/年和68万人/年（图1）；2018-2050年期间累积减少碳排放430亿吨，并累积避免近600万人过早死亡（相比自然淘汰情景），实现显著的协同效益。
图1. 不同减排路径下全球电力行业未来碳排放量
及其健康影响变化
二
从中国视角，发掘基于健康效益的燃煤机组未来退役路径
聚焦我国，研究团队通过构建燃煤机组健康影响-排放源敏感性分析框架，定量分析了发电过程中燃煤机组排放造成的健康损失，并通过结合气候情景（碳达峰目标情景、双碳目标情景）和五种燃煤机组退役策略（自然淘汰策略、投运时间策略、装机容量策略、碳排放强度策略、健康损失强度策略）设计了燃煤机组退役路径（表1），分析了不同退役路径下，燃煤机组的累积碳减排量及其排放带来的累积健康效应，探索燃煤机组最优退役路径，以在全国层面实现健康损失最小化。
表1. 燃煤机组未来退役路径
1
燃煤机组排放带来的健康损失呈现明显
异质性
在发电量相同的情况下，投运时间较长、装机容量较小的燃煤机组排放量更大、造成更多人群过早死亡；发电量占比不足2%的高健康风险燃煤机组的排放导致了超过20%的健康损失。因此，识别并淘汰高健康风险燃煤机组有助于充分释放燃煤机组退役政策的健康协同效益。
2
实施健康损失强度策略有望实现累积健
康效益最大化
不同退役策略下，燃煤机组的累积碳减排量几乎一致，带来的累积健康效应则差异较大。与其他四种退役策略相比，实施健康损失强度策略（表1）有望实现累积健康效益最大化。双碳目标驱动下，2018-2060年间可累积减排404.1亿吨CO2，并累积避免128.6万人因燃煤机组排放导致的过早死亡。同时，该策略具有高度靶向性，在2018-2030年内快速淘汰大量的高健康风险燃煤机组（超40%和30%的小、旧燃煤机组），降低了每年燃煤机组排放导致的过早死亡人数。
综上，碳减排路径所带来的协同效益是有限的。与此同时，协同实施提前淘汰高污染燃煤机组和逐步加严污染控制水平等靶向大气污染治理策略（图2）将进一步释放碳减排路径的协同减排潜力，实现健康协同效益最大化。
图2. 基于健康效益的火电行业减污降碳路径
积极探索火电行业减污降碳协同增效的新路径对减轻空气污染和保护人群健康具有重要意义。未来研究应以保护公众健康作为气候变化与空气污染协同治理的出发点，将最大化降低公共健康风险这一目标纳入气候政策设计和实施全过程，并考虑老龄化背景下敏感人群受到的健康风险。为实现健康协同效益最大化，我国需持续评估、优化燃煤机组退役路径，加速推进高污染燃煤机组淘汰，协同实施碳减排政策与靶向大气污染治理策略，为全球及区域工业、跨行业及全行业气候治理分析提供参考。
参考文献
[1] Tong, D., Geng, G., Zhang, Q. et al. Health co-benefits of climate change mitigation depend on strategic power plant retirements and pollution controls. Nat. Clim. Chang. 11, 1077-1083 (2021). https://doi.org/10.1038/s41558-021-01216-1
[2] Tong, D., Zhang, Q., Davis, S.J. et al. Targeted emission reductions from global super-polluting power plant units. Nat Sustain. 1, 59-68 (2018). https://doi.org/10.1038/s41893-017-0003-y
[3] Yan, X., Tong, D., Zhang, Q. et al. Pathways of coal power phaseout in China from the health perspective. In prep.
专
家
简
介
同丹
清华大学地球系统科学系
助理教授
【CCAPP秘书处根据会议记录整理发布，如需转载或引用，请注明“作者, 文章名, 发布平台：中国清洁空气政策伙伴关系CCAPP, 发布日期”。】
【图片来源：演讲者PPT、网络】
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