IMED研究 | 中国清洁空气政策的健康和经济效益：京津冀地区的案例研究

题目

Health and economic benefits of clean air policies in China: A case study for Beijing-Tianjin-Hebei region

作者

Meng Xu, Zhongfeng Qin, Shaohui Zhang, Yang Xie

期刊

Environmental Pollution

时间

2021年7月

一作

单位

School of International Trade and Economics, University of International Business and Economics, Beijing 100029, China

链接

https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.117525

勘误说明

尊敬的读者：

2021年12月30日下午推送的“文献阅读 | 中国清洁空气政策的健康和经济效益：京津冀地区的案例研究”一文中，“研究方法-GAINS模型”部分存在文本错误，且推送中图表清晰度欠佳，现已全部更正。特此声明，深表歉意！谢谢各位读者长期以来对能源环境经济与政策研究公众号的支持！

研究背景

随着中国的快速工业化与城镇化，空气污染问题日益突出。大量人口生活的地区年均PM2.5浓度超过世界卫生组织的中期目标35μg/m^3，也是中国国家二级标准。空气污染将导致严重的健康问题，流行病学证据表明，PM2.5暴露会增加患呼吸、心血管和脑血管疾病的风险，甚至会导致过早死亡。根据世界疾病负担的一项研究，2016年PM2.5污染导致409万人死亡，包括缺血性心脏病、慢性阻塞性肺疾病、下呼吸道感染和肺癌。中国PM2.5污染已经成为一个迫切需要解决的问题。PM2.5污染对健康的不利影响也会导致经济成本，包括额外支出和劳动生产率降低。

中国实施了多项空气污染控制计划来降低PM2.5污染。2013年启动《大气污染防治行动计划》旨在将城市PM10水平降低10%，并减少PM2.5浓度。以往的大多数研究都集中在《大气污染防治行动计划》的健康和经济改善方面。对于后来实施的蓝天保卫战计划，很少有研究涉及或对其健康和经济影响的系统评估。

本研究旨在解决两个关键问题。首先，本研究侧重于评估京津冀地区到2030年蓝天保卫战计划的健康和经济影响。其次，本研究将分析京津冀地区到2030年蓝天保卫战计划的成本和收益。它从三个方面对现有的研究做出了贡献。（1）量化京津冀区域内蓝天保卫战计划的健康影响。（2）评估包含卫生支出和生命统计价值(VSL)的经济影响。（3）探索清洁空气政策的成本效益比。本研究将为论证蓝天保卫战计划在京津冀中的可行性和必要性做出一定贡献，并为决策者提供参考。

研究方法

本研究采用综合评估方法，将温室气体和空气污染的相互作用和协同效应(The Green House Gas and Air Pollution Interactions and Synergies version IV-Asia, GAINS IV-Asia)模型与能源、环境与经济可持续发展综合模型/健康(The Integrated Model for Energy, Environment and Economy for Sustainable Development/Health, IMED/HEL)相结合，用于评估京津冀地区实施蓝天保卫战计划的健康和经济影响。

1. GAINS模型。GAINS IV-Asia模型用于评估各种大气污染控制和政策的效果。它考虑了活动路径（例如，发电和供热厂、工业和运输）以及不同部门五年一次的不同污染物的空气污染控制措施，并量化了排放量和控制措施实施成本。本研究将原始参数整合并校准到GAINS IV-Asia模型中。具体而言，考虑了燃料类型和部门的能源消耗、工业活动、空气污染控制技术的利用率以及其他数值和假设等参数。根据蓝天保卫战计划的政策限制，改变模型中的情景假设，来模拟该政策对于能源结构、PM2.5浓度、污染物排放以及控制成本的影响。

2. IMED/HEL模型。IMED/HEL模型评估PM2.5对健康的影响。使用浓度反应函数（CRF）对六个疾病终端和慢性死亡率的暴露进行计算。在本研究中，非线性浓度反应函数用于评估六个疾病终端、不同原因的过早死亡（包括缺血性心脏病、中风、脑血管病、慢性阻塞性肺病、肺癌和急性下呼吸道感染）和工作时间损失。

3. 成本效益分析。本研究还估计了在京津冀地区实施蓝天保卫战计划的净收益。货币化福利，包括与降低发病率节约的医疗支出和因避免过早死亡而带来的经济价值。总成本等于GAINS IV-A sia模型估算的蓝天保卫战计划排放控制成本，包括所有污染物控制措施的实施成本（即前期投资和运营成本）。

情景设定：GAINS IV-Asia模型模拟排放情景以五年为单位，本研究基准年是2015年。蓝天保卫战的主要目标年是2020年，2025年和2030年也被列为次要目标年，以显示空气质量改善的长期健康和经济效益。

本研究开发了两个情景来模拟政策效果：基准情景(Baseline Scenario)与政策情景(Policy Scenario)。基准情景假设京津冀地区没有实施蓝天保卫战计划来改善空气质量，政策情景则实施这一计划。情景建立基于GAINS模型中的世界能源展望的当前情景(The World Energy Outlook 2018 Current Policy Scenario, WEO-2018-CPS)。

数据来源：本研究的数据来源于《中国空气污染排放清单指南》（MEEC, 2015）、省级经济年鉴（BSB, 2016；HSB, 2016；TSB, 2016）、《中国统计年鉴》（NBS, 2016）、《第十三个能源发展五年计划》（NEA, 2017a），《中国北方冬季清洁供热计划（2017-2021）》（国家能源局, 2017b）、《可再生能源发展第十三个五年计划》（国家发改委 ,2016）、《产业转型升级第十三个五年计划》（GOHB, 2016）、《输运系统综合发展第十三个五年计划》（GOBJ, 2016；GOHB, 2016；GOTJ, 2016），《电力行业发展第十三个五年计划》（PGC, 2016）和多项最新研究（Xiong等, 2015；Zhang等, 2015；Su等, 2018）。

整体研究框架如图1所示。

图1. 研究框架

研究结果

表1展示了不同情境下京津冀地区的年均PM2.5浓度。结果显示，在实施蓝天保卫战计划后，京津冀地区的年均PM2.5浓度将显著降低。到2030年，天津将成为PM2.5浓度最高的城市。其次是河北和北京。与基准情景相比，PM2.5政策情景的集中度将下降8.7%（河北，2030年）至32.1%（北京，2020年）。然而，政策情景下的年均PM2.5浓度仍将高于35μg/m3的国家标准，且仍将对暴露人群产生影响。

表1. 不同情境下京津冀地区的年均PM2.5浓度

发病率：与PM2.5污染相关的主要疾病包括哮喘、心血管疾病住院、脑血管疾病住院、慢性支气管炎、呼吸系统疾病住院和上呼吸道疾病住院。图2表示不同情景与年份下京津冀地区的健康影响，图2A表示发病率与死亡率的影响。

发病率病例在基准情景和政策情景中均呈下降趋势，政策情景下PM2.5浓度的降低更为显著，在降低发病率方面更为有效。即使不实施蓝天保卫战计划（如基准情景所示），2020年基线情景中的发病率病例也将低于2015年。

图3中的条形图表示每年基准情景和政策情景之间发病率的下降数量（千例）。实施蓝天保卫战计划后，到2020年，北京、天津和河北将分别避免37.8（38%）、10.5（20%）和64.4（20%）万例发病。到2030年，避免的发病率将达到26.6（34%）、14.1（29%）和26.8（11%）万例。

死亡率：对于死亡率而言，在基准情景和政策情景中，死亡率都将有轻微下降趋势。由PM2.5浓度的减少，相比于基准情景，政策情景中的死亡率病例将显著降低。

图3中的黄色三角形表示每年基准情景和政策情景之间死亡率的降低数量（千例）。我们的研究表明，实施蓝天保卫战计划可以显著降低京津冀地区的发病率。河北省避免过早死亡的人数远高于北京和天津。从降低死亡率的百分比来看，北京受益最多。

同时2020年基准情景下的死亡率将与2015年水平相当，甚至更高。因此，有必要实施蓝天保卫战计划以实现健康效益，降低死亡率。

图2. 不同情景与年份下京津冀地区的健康影响。A表示发病率与死亡率的影响，B表示额外健康支出、生命统计价值与工作时间损失的影响

图3 不同情景与年份下京津冀地区发病率和死亡率的减少量（千例）和工作时间损失的减少量（小时/人/年）。（条形图对应左轴，三角与圆圈对应右轴）

疾病和死亡会导致工作时间损失，计算为15-64岁的人因疾病和死亡而停止工作的小时数。图3中的紫色圆圈表示基准情景和政策情景之间工作时间损失的绝对减少量（小时/人/年）。在省级层面上，2015年北京、天津和河北的年人均工时损失分别为11.98小时、10.30小时和9.63小时。在政策情景下，2020年北京的人均工时损失将降至6.69小时(38%)，天津为8.11小时(20%)，河北为6.91小时(20%)。人均工作损失将减少到5.52小时(34%)、6.76小时(29%)和5.92小时(11%)。

PM2.5污染还会导致额外的医疗支出，如图2B所示。蓝天保卫战计划的实施将有助于减少京津冀地区的额外医疗费用。基准情景和政策情景下额外医疗支出的下降趋势与不同情景下发病率病例的下降趋势一致。

避免死亡的好处通过生命统计价值(VSL)货币化表示，如图2B中的三角形所示。死亡率损失明显高于发病率损失。同时，随着人均GDP和收入的增加，未来VSL总量将显著增加。在区域层面，河北省的VSL显著高于北京和天津。在我们的研究中，京津冀地区的蓝天保卫战计划具有很高的经济效益。我们的分析还表明，经济效益主要通过节省的生命统计价值（避免过早死亡）体现，远远超过节约的额外医疗支出。

图4 不同情景与年份下京津冀地区生命统计价值变化量和成本变化量的协同效益分析。（条形图对应左轴，三角形对应右轴）

图5. 2015年“一带一路”区域内和区域间各部门的经济和排放乘数图5 不同情景与年份下京津冀地区生命统计价值变化量与成本变化量的比值。

我们的结果表明，蓝天保卫战计划在降低发病率、死亡率、工作时间损失、医疗支出和生命统计价值方面具有协同效益，其协同效益如图4、图5所示。使用GAINS IV-Asia模型估算排放控制成本，各区域不同情景下的成本如表2所示。

健康效益主要包括两个方面的健康支出的节约，这两个方面的节约归因于发病率的降低与死亡率降低相关的生命统计价值的降低。其中，生命统计价值占经济效益的主导地位。因此，蓝天保卫战计划的详细效益成本评估是通过比较货币化健康效益（包括生命统计价值相关货币节约）与污染终端技术成本来进行的。对省级结果观察表明，政策情景中的成本低于基准情景中的成本，这表明蓝天保卫战计划的技术改进将改善空气质量，同时降低控制成本。

表2. 不同情景与年份下京津冀地区排放控制成本

研究结论

在本研究中，我们结合GAINS IV-Asis模型和IMED/HEL模型来量化在京津冀地区实施蓝天保卫战计划的益处。我们的综合评估表明，蓝天保卫战计划可以显著改善京津冀地区的空气质量和健康状况。该地区与PM2.5相关的死亡率和发病率大幅降低，河北省将占多数。由于PM2.5浓度的降低可以有效减少工作时间损失。

本研究还通过比较货币化健康效益（生命统计价值相关节约）和污染物控制技术成本，对京津冀地区的蓝天保卫战计划进行了详细的效益成本评估。由于可以获得大量的健康收益，可抵消京津冀地区的控制成本。

本研究还存在一定局限性，部分内容尚未提及。首先，蓝天保卫战计划对于CO2减排具有共同效益；其次，本研究只讨论了空气污染对于劳动供给的影响，并未讨论其对劳动生产率的影响；最后，本研究忽略了室内空气污染对健康的影响。

编辑：杨正东

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