文献阅读 | 中国电力部门碳减排的健康效益

题目

The Lancet Countdown on PM2.5 pollution-related health impacts of China’s projected carbon dioxide mitigation in the electric power generation sector under the Paris Agreement: a modelling study

作者

Wenjia Cai, Jingxuan Hui, Can Wang, Yixuan Zheng, Xin Zhang, Qiang Zhang, Peng Gong

期刊

The Lancet. Planetary health

时间

2018年

一作

单位

Ministry of Education Key Laboratory for Earth System Modeling, Department of Earth System Science, Tsinghua University, Beijing, China

链接

https://doi.org/10.1016/S2542-5196(18)30050-0

研究背景

 除了在国家尺度比较《巴黎协定》的执行成本和潜在健康效益外，已有研究很少在国家和区域尺度探索国家自主贡献（NDC）的健康影响。在“柳叶刀倒计时”研究中，研究团队在国家和区域尺度评估了中国在电力部门履行国家自主贡献承诺的成本和健康效益。

研究方法

研究设置无气候政策的参考情景（REF）和履行国家自主贡献承诺情景（NDC），链接能源供应系统模型（MESEIC）、气象预测模型（WRF）、空气质量模型（CMAQ）、健康评估模型（IHIA），并基于中国的多分辨率污染物排放清单（MEIC），计算2010至2050年中国的PM2.5浓度，并评估中国电力部门履行国家自主贡献承诺的执行成本和健康效益。

研究发现

2010年-2050年REF情景下中国的火力发电量持续增加，可再生能源发电和核电占比较低；但NDC情景下中国火力发电量在2025年-2030年之间达峰，可再生能源发电和核电占比由2010年的20%增长至2050年的80%（图1（a））。2030年和2050年除西北地区外的其余地区NDC情景下的火力发电量均低于REF情景，但西北地区2030年NDC情景下的火力发电量高于REF情景（图1（b））。这是因为西北地区作为能源中心，煤炭资源丰富且便宜，承担着为其他地区生产低成本电力的任务。

图1 （a）2010-2050年不同能源技术的发电量；（b）2030年和2050年中国六区域不同能源技术的发电量

NDC目标导致发电技术组合的剧烈变化，进一步导致大气污染物排放和浓度显著变化。与REF情景相比，2030年NDC情景下除西北地区外的五个地区将出现18%-89%的SO2减排和28%-78%的NOx减排，2050年的减排量则更加显著；而2030年NDC情景下西北地区的SO2和NOx排放较REF情景分别增加209%和136%（图2）。

图2 2030年和2050年中国六区域的SO2和NOx排放

 在颗粒物浓度方面，NDC情景下除西北地区外的大部分地区空气质量得到改善，如2030年和2050年分别有50%和86%的国土面积出现PM2.5浓度下降，这种下降趋势在东北、东部、中部、华南地区非常显著，而西北部地区的PM2.5浓度将增加（图3）。同时，NDC情景下2030年和2050年分别约有83%和84%的国土面积PM2.5年均浓度低于35 μg/m³。

图3 相比REF情景，NDC情景下2030年和2050年中国PM2.5浓度改变量（注：负值表示NDC情景下的PM2.5浓度低于REF情景）NDC情景下，2030年和2050年中国分别可避免19962例（95%置信区间: 9013-31320）和368568例（95%置信区间:178317-569973）过早死亡，最大的健康效益来自中风病例数量的减少，其次是缺血性心脏病、慢性阻塞性肺病和肺癌。

在省级尺度，NDC情景下东部、南部等发达省份的健康受益最大，原因是这些地区的PM2.5浓度和人口密度显著下降。广东是最大的受益省，2030年避免的过早死亡人数达到4691人(95%置信区间: 1472-7503)，2050年为45474人(95%置信区间:14579-73519)。而西北省份成为NDC情景下的受损地区，其中2030年甘肃、陕西和新疆将成为空气质量最差的地区，过早死亡人数将分别增加3610(95% 置信区间 :1149-6392)、3181(95% 置信区间: 1180-4629)、1175 (95% 置信区间: 466-2085)。但是，随着西北地区能源结构的脱碳，这些地区2050年的健康损失将减少。

图4 NDC情景下2030年和2050年中国各省可避免的过早死亡人数

在成本效益分析方面，研究分别利用VSL的均值和中位数将NDC情景的健康效益货币化，并与以总发电成本为代表的NDC实施成本进行比较。当使用VSL的均值时，2030年国家尺度的健康效益为27.2-94.5亿美元，2050年为537.9-1719.3亿美元；当使用VSL的中位数时，2030年国家尺度的健康效益8.3-30.5亿美元，2050年为173.8-555.5亿美元。而2030年和2050年电力部门实现NDC目标的实施成本分别为152.6亿美元和195.7亿美元。因此，2030年NDC情景下的健康效益将抵消18%-62%的NDC实施成本，2050年NDC情景下的健康效益将是NDC实施成本的3-9倍。在区域尺度，中国南部、东北部和中部地区将获得显著的健康效益，在2030年将分别抵消33%-103%、14%-44%和25%-79%的NDC实施成本（图5）。

图5 2030年和2050年NDC的实施成本和健康效益比较

编辑：马腾

排版：胡卉然

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