文献阅读 | 电力部门碳减排的环境协同效益与负面影响
原文题目：Environmental co-benefits and adverse side-effects of alternative power sector decarbonization strategies
期刊：Nature Communication
发表时间：2019年10月
原文作者：Gunnar Luderer, Michaja Pehl , Anders Arvesen, Thomas Gibon, Benjamin L. Bodirsky,
Harmen Sytze de Boer, Oliver Fricko, Mohamad Hejazi, Florian Humpenöder, Gokul Iyer,
Silvana Mima, Ioanna Mouratiadou, Robert C. Pietzcker, Alexander Popp, Maarten van den Berg,
Detlef van Vuuren & Edgar G. Hertwich
一作单位：Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK), P.O. Box 60 12 0314412 Potsdam, Germany.
关键词：电力部门 技术选择 协同效益 综合评估模型 生命周期分析
原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41467-019-13067-8
研究内容
电力部门是当前碳排放的首要部门，也是低成本减缓路径中有着最大减排潜力的部门。实现2℃气候目标的长期方案中，一般都要求电力部门到本世纪中期实现近零排放。而电力部门的低碳化路径面临着复杂的技术选择，除了温室气体减排本身的成本之外，还应当考虑不同的减排策略的各类环境影响以及与其他可持续发展目标（SDGs）的关联。
在绿色发展转型路径探索和政策评估方面，综合评估模型（IAM）和生命周期分析（LCA）各有优势和侧重。本研究创新性地将两类研究方法结合起来，在使用五个重要的综合评估模型进行前瞻性的电力部门转型路径研究的同时，进一步利用生命周期分析方法考察了常规运行情况下电力部门各类路径下广泛的环境和生态影响。研究设计了一个基准情景（Base）和三个减缓情景（完全技术选择情景FullTech、传统技术主导情景Conv和新能源主导情景NewRE），所考察的影响包括空气污染与人群健康改善、土地利用情况变化等生态系统影响、矿产资源退化等，很大程度上拓宽了“气候减缓协同影响分析”的范畴。
研究发现
综合评估分析与生命周期分析结果表明，电力部门的低碳转型将带来重要的环境改善协同效益，但也会带来一些负面影响（图1）。在空气污染及人群健康方面，研究发现，即使是基准情景下，PM10和O3前体物排放及浓度也将由于更严格的末端控制政策而稳定或下降；但在减缓情景下，两类污染物的前体物排放将显著下降，尤其是大力发展可再生能源的减缓情景(NewRE)下，到2050年，PM10和O3的前体物排放可分别下降87%和83%。发电设备及相关技术设施带来的化学品暴露的毒性影响也将有明显的下降。在生态影响方面，电力部门的低碳转型将显著减轻土地酸化程度，并能够降低总生态毒性，改善海洋和淡水的富营养化状况。不过，相比基准情景，各减缓情景都将可能给土地利用造成更高的压力，这主要来自于生物质发电需求。
尽管所有的电力部门低碳发展路径都将带来较为明显的生态环境协同效益，但不同的减缓方案在协同效益的规模大小、负面影响的类别和严重程度方面有很大的差异。较之于其他技术路径，可再生能源主导的减缓方案(NewRE)能够更为有效地减轻人群的空气污染暴露水平，相比传统技术主导情景(Conv)和完全技术选择情景(FullTech)可分别进一步避免60%和50%的过早死亡；并且NewRE下由于限制核电发展，人群的辐射暴露量也将显著降低。同时，该情景将能够加速化石燃料退出，各类生态毒性影响和生态环境改善效益也几乎都低于其他减缓情景下的结果。但是，NewRE情景也面临更高的土地需求，并可能使得矿产资源加速退化。总体来看，大力发展可再生能源电力所带来的生态环境和社会效益能够明显超过其带来的负面影响，或许是更优的技术选择；但与此同时，全球土地利用的综合管理也需要加强，在决策过程中权衡考虑各类影响也很重要。
图1 电力部门不同减缓情景所对应的环境、资源与人群健康影响
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编辑：吴雅珍
排版：胡卉然
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