碳排放社会成本大增，达到新的预估值：每吨二氧化碳185美元
碳排放社会成本大增，达到新的预估值
根据美国独立非盈利环境、能源和自然资源研究机构——未来资源（RFF）的学者的研究，最新计算出的碳排放社会成本 (SCC，The social cost of carbon) ——对每排放到大气中一吨二氧化碳增加所造成的经济损失的估计，可帮助各国评估政策行动的收益和成本——远远超过此前政府所引用的价格。最新的SCC价格变成了每吨二氧化碳185美元，远超美国政府目前确定的51美元的碳价。
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研究背景
未来资源 (RFF) 自2017 年以来一直都在研究和更新碳排放社会成本（SCC），这是对地球大气中每增加一吨二氧化碳 (CO₂) 造成的经济损失的估计值，以美元为单位。该值已被广泛用于量化减少温室气体排放的政策的经济效益等场合，包括车辆燃油经济性标准、发电厂法规以及减少石油和天然气基础设施排放的规则等。
为了做好研究，RFF发起的碳排放社会成本倡议（RFF’s Social Cost of Carbon Initiative，访问https://www.rff.org/topics/scc/）召集到了许多研究机构的一大批跨学科研究人员。2021年美国联邦政府也一直在努力更新碳排放的社会成本数字，RFF在该问题上的广泛工作，则为政府所做的事情在科学上提供了必要辅助贡献。在RFF 旗下《资源》杂志2021 年秋季刊的一篇文章中，RFF讨论了对碳排放社会成本估算的三个关键方面所做的改进：社会经济和排放预测、气候建模和经济贴现。最近，该项研究对社会成本的全新估计的成果发表在《自然》杂志（Nature）上供同行评审。
访问https://www.nature.com/articles/s41586-022-05224-9下载论文PDF版本
RFF的最新论文提供了一个更新的碳排放社会成本评估，全面更新的每吨二氧化碳排放的中央估值是 185 美元，远比美国政府目前每吨 51 美元的中期估计值高，甚至高达 3.6 倍。这一更新的估计值意味着美国气候政策的好处远大于此前美国政府所得出过的结论。
论文里提供了4中贴现率情况下碳排放社会成本（SCC），本文只讨论3.0%和2.0%的情形
将新的科学成果纳入气候变化影响研究工作
基于2021 年秋季刊《资源》中所讨论的工作，RFF在新的《自然》文章中的最新研究结束了对 SCC 的全面更新，完成了最后一部分的工作——“损害函数”，它将全球温度变化转化为对特定问题的以美元计算的价值影响，如人类健康、农业和海平面上升等。
为了使研究与时俱进，RFF还回顾了最近在多个学科的同行评审期刊上发表的有关气候损害的科学文献。过去的研究主要集中在下面的四个领域，因此RFF围绕这些领域构建了一个新的温室气体影响价值评估（GIVE，Greenhouse Gas Impact Value Estimator）损害组件模型：1、与热升高相关的人类死亡率；2、农业生产效率；3、供暖和制冷建筑物的能源支出；以及4、海平面上升对海岸造成的影响。
与温度相关的死亡率
气温上升可能会导致多种问题从而影响人类死亡率；例如，会增加心血管和呼吸系统疾病的患病率，并恶化预后情况，也可能增加一些致病性疾病的传播。这些影响在全球不同地区的严重程度也各不相同。一个由 26 名健康专家组成的小组结合大量研究的结果（https://doi.org/10.1513/AnnalsATS.202110-1193OC），描述了温度升高对全球 10 个地区中每一个地区的所有原因造成的死亡率的影响。RFF将这些结果纳入到自己的模型中，使用研究中产生的区域进行分类估计，估计每个国家未来每一年因过热导致的死亡人数。RFF还通过使用来自外部分析的相应标准误差以衡量估计中的不确定性。所有的估计都可被货币化，以使用统计寿命的价值（https://www.rff.org/topics/data-and-decision-tools/value-of-statistical-life/）来计算每年和国家的未贴现损失，并通过调整后反映出给定国家的人均 GDP 预测。
农业生产效率
气温上升也会影响到全球不同地区不同农产品的适宜性。Frances C. Moore 及其同事在 2017 年进行的一项研究，引入了一项元分析（meta-analysis）方法以量化温度变化对世界上四种最常见作物的产量的影响，包括：玉米、水稻、小麦和大豆。作者发现，虽然少数地区可能会受益，但受气候变化的影响，绝大多数地区将会遭受作物产量下降和相关的经济影响。这一结果基于显示作物产量变化如何影响区域生产、贸易流向和各种商品消费的模型，同时还考虑了气候变化可能在农业中实施的一些适应措施，如作物交换等。最终，该研究提出了三个损伤函数，分别代表低、中和高估计，每一个都分解到16 个全球综合区域，RFF将该研究结果与三组系数合并到其温室气体影响价值评估模型中，这些系数代表着建模中的不确定性因素。
16 个全球综合区域（https://www.fund-model.org/）
加热和制冷成本
由于气候变化和人口增长，预计将有越来越多的人生活在天气炎热的地区（https://www.iea.org/commentaries/helping-a-warming-world-to-keep-cool），这些地方为了保持经济的发展，还将继续增加使用空调的机会。因此，预计更热的气候会进一步增加制冷成本，但会降低建筑物的供暖成本。Leon Clarke 及其合作者在2018 年的一项研究（https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140988318300112）使用了成熟的全球变化分析模型 (GCAM， Global Change Analysis Model，http://www.globalchange.umd.edu/gcam/ )，这是一种综合评估模型，用于估计在未来全球气温上升和社会经济模式不断变化的情况下，制冷成本增加和供暖成本下降的净影响。作者发现，总体而言，未来的持续变暖可能会导致建筑能源支出的增加，但这些影响相对温和——全球气温上升2摄氏度时，其影响约为全球 GDP 的 0.1%。然而，他们还发现，这种影响在不同的国家之间存在着很大差异。如持续变暖将导致中东、非洲和东南亚等已经很热的地区的总体能源成本大幅增加，但却会导致俄罗斯等寒冷国家的能源节约。RFF的研究将他们估计的每摄氏度变暖的货币效应的结果纳入到新的GIVE模型中。
海平面上升
随着时间的推移，与气候变化相关的海平面上升预计会对沿海城市带来财产损失。然而，社区可以通过诸如迁移到内陆（“撤退”方案，https://www.science.org/content/article/indonesia-s-utopian-new-capital-may-not-be-green-it-looks）或建造海堤和堤坝等实体基础设施（https://www.theguardian.com/environment/2019/jun/20/us-rising-seas-defense-seawalls-cost-report）以防止洪水（“保护”方案）等应对措施来适应海平面的上升。尽管如此，这些适应措施本身并不完善，而且往往代价高昂。Delavane B. Diaz 于 2016 年进行的一项研究（https://link.springer.com/article/10.1007/s10584-016-1675-4）提出了一个沿海影响和适应的模型，该模型估计了全球 12000 多个单独的沿海地区在存在上述适应选项的情况下海平面上升带来的成本。RFF的最新研究直接将这个模型整合到 GIVE 中，另外还加上了Tony E. Wong 及其同事建立的海平面上升模型（https://gmd.copernicus.org/articles/10/2741/2017/），新的模型允许对海平面上升造成的损害进行内部一致的估计，并考虑适应和未来海平面上升幅度的不确定性。
最终成果：新的碳排放社会成本
经过一年多的努力，研究的最终成果如下图所示，该图描绘了RFF有关碳排放社会成本估计的不确定性分布，以每吨二氧化碳的美元计，包含两种近期折现率不同的情景。贴现率（Discount Rate）将未来影响的价值转化为今天所经历的同等价值，这反映了人们通常倾向于在更早而不是更晚收到这些利益时更加重视利益。例如，一个人要求第二年保证出 1.03 美元以换取今天的 1.00 美元，这就是3% 的贴现率。贴现率对于我们如何评估未来发生的事情的影响可能会施加重大的影响。
图 1. 碳排放的社会成本价值，具有不确定性分布
该图有两个关键点。首先，虽然碳的社会成本（SCC）通常是一个具体的单个数字，但很重要的一点是，要特别注意SCC值的分布实际上反映了其估计中的输入的不确定性。这些不确定性的输入包括潜在的未来经济增长范围、基线排放和气候动态，以及损害函数中嵌入的温度上升的经济影响。作为科学分析的标准，可通过使用蒙特卡罗模拟（Monte Carlo simulations）的方法来解释关键输入中的这些不确定性，其中 SCC 使用范围内的不同输入估计了数千次，这些输入值与这些输入的估计概率的证据一致。这些模拟值产生了数千个 碳排放社会成本估计数（SCC），上图中的平滑曲线反映了这些估计数的频率分布情况。
其次，碳排放社会成本也强烈依赖于贴现率。从历史上看，美国政府对碳成本（SCC）的估算使用 3% 的中央贴现率。RFF研究显示，如果使用 3% 的贴现率，SCC 的预期值为 80 美元/吨二氧化碳，这比美国联邦政府在 2021 年初基于 3% 的贴现率估算出的每吨 51 美元的中期价值（https://www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2021/02/TechnicalSupportDocument_SocialCostofCarbonMethaneNitrousOxide.pdf）高出约 60%。但 3% 的贴现率源自近 20 年前对市场利率的分析，但自那时以来利率已大幅下降。最近的研究（https://link.springer.com/article/10.1057/be.2016.23）记录了长期利率的持续下降，这表明较低的贴现率是合适的，特别是对于气候变化等长期影响。（https://doi.org/10.1006/jeem.1998.1052）
经济学文献建议的合理贴现率通常在 2% 左右，RFF将其作为 SCC 计算的首选值。如上图所示，平均碳社会价值的首选估计值上升到每吨二氧化碳 185 美元，这远高于在 3% 的贴现率下每吨 80 美元的数值，该情况下二氧化碳排放的长期影响折扣较少。
预估SCC的模型框架
理解各种变化因素
RFF对每吨二氧化碳 185 美元的 SCC 的首选估计值远高于拜登政府在 2021 年发布的每吨 51 美元的中期值，这是因为美国政府预估的碳排放社会价值只是简单地调整了上一任政府的通胀模型结果。该模型并未加入本研究所考虑的那些最新科学发展成果。RFF的研究则更新了构成 SCC 模型的所有输入——社会经济和排放预测、气候模型、贴现方法和损害函数等——高达每吨 134 美元的差值，反映了上述变化因素的组合。
为了更好地说明每个变化因素如何影响对 SCC 值的最终估计，RFF以表格形式列出与广泛使用的动态综合气候经济模型 (DICE， Dynamic Integrated Climate Economy，该模型由诺奖得主William Nordhaus开发 https://williamnordhaus.com/dicerice-models) 产生的碳社会成本值（SCC）相关的变化。如下表1第一行所示，2016 年版DICE 模型估算的碳排放社会成本值约为每吨 44 美元（这与拜登政府的中期估计值每吨 51 美元相似，该数值部分也是基于 DICE 模型）。表的第二行，RFF保留了 DICE 损害函数，但实施 GIVE 的气候模型、社会经济和排放预测以及使用 3% 的近期贴现率的贴现程序。加上这些变化因素后，平均 SCC 从每吨 44 美元增加到 59 美元——每吨增加了 15 美元（约占上面提及的全部变化差值134美元的 11%）。第三行显示更新了前述损坏函数后，将平均 SCC 从 59 美元增加到 80 美元，每吨又增加了 21 美元（占总变化差值的约 15%）。最后，将贴现率从3%下调至2%后，则一举将SCC从80美元提升至185美元，每吨变化达105美元（占总的变化差值的约74%）。
表 1. 不同的模型和输入因素导致碳排放社会成本（SCC）平均值大为不同
上表说明，贴现率的变化在推动了 SCC 大幅增长中起到主要作用。这是意料之中的结果，与先前的研究一致（https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1609244114）。尽管如此，即使贴现率保持3%不做任何变化，由于更新的社会经济预测、改进的气候模型和损害函数等因素，RFF的最新研究也显示平均碳排放社会成本也大幅增加至每吨 80 美元。
该研究对政策的影响
碳排放的社会成本（SCC）是许多类型分析的重要参考因子，有助于为包括政府监管行动在内的政策决策提供信息，例如发电厂和车辆排放标准、电器效率标准、采购决策和环境影响分析等。因此，确保使用的 SCC 值是基于最新科学并在完全透明和可重复的过程中计算就显得至关重要。
RFF最新研究的SCC值大大高于美国政府此前所使用的标准值——这意味着，根据最新的科学和经济条件，进一步减少温室气体排放的政策所能提供的收益要远大于此前的预期。尽管大多数监管和政策决策不仅仅是基于收益成本分析，但更高的碳排放社会成本估值意味着，即使支持更严格的政策，依然能保持更好的净收益。
RFF认为在其SCC估值过程中的科学做法——包含加入最新的同行研究，以及开放研究源代码等——对于政策制定者和公众对更新估计值更有信心。RFF指出，在其研究过程中，除了坚持既有的科学报告的建议，还能从其他学科中构建了一个新的温室气体影响价值评估模型，除了该模型本身，构成该模型的每个构件也都经过了严格而独立的科学审查。通过科学的研究方法，以提高最终估值中不确定性的透明度和量化。CWEA
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改善碳的社会成本贴现https://www.resources.org/archives/improving-discounting-in-the-social-cost-of-carbon/
实现碳的新社会成本https://www.resources.org/archives/working-toward-a-new-social-cost-of-carbon/
编译：风能专委会CWEA公众号
基本信息
时 间：2022年11月18日星期五
地 点：北京香格里拉饭店（北京市海淀区紫竹院路29号）
主要议题
● 绿色金融如何助力新能源产业发展
● 新能源上网电价政策及趋势分析（电价、电力交易等）
● 新能源资产证券化（ABS）
● 公募REITs背景下——能源基础设施（风电）价值
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