文献阅读 | 燃油标准对空气污染的影响:来自中国的证据

题目

The effects of fuel standards on air pollution: Evidence from China

作者

Pei Li, Yi Lu, Jin Wang

期刊

Journal of Development Economics

时间

2020年4月

一作

单位

Department of Public Finance, Zhejiang University, Hangzhou, 310027, China

链接

https://doi.org/10.1016/j.jdeveco.2020.102488

研究背景

随着城市化的快速发展，部分由于低质量燃料和大量老旧且维护不善的车辆，道路运输已占主要发展中城市空气污染的12%至70%，给公众带来了惊人的健康成本。欠发达国家的人口规模之大，尤其是不断增长的城市人口，使得有针对性的环境法规带来的效益变得非常重要，例如，改善燃油质量。Aufffhammer和Kellogg（2011）在一项重要研究中揭示了汽油含量法规对美国环境污染物浓度的影响。但是，鉴于不同的环境和制度，来自更发达经济体的研究结论可能不适用于发展中国家。同时，提高燃油标准政策能在多大程度上有效解决汽车污染的实证研究，在发展中国家（中国）仍然很少。

本实证研究探究了中国低硫燃油法规和空气污染物水平之间的关系，估计了燃油标准实施的效益。

燃油标准背景

理论背景

汽油的硫含量是车辆排放最相关的决定因素之一，含硫量较高的汽油会在排气中产生更多的含硫化合物，并严重损害排放控制系统的有效性。

大量流行病学研究证实空气污染物导致负面健康影响。PM与肺癌发病率增加、呼吸系统疾病和心脏病死亡率增加有关，并严重加重哮喘。臭氧是另一种危害人类健康和农作物的重要空气污染物。

不同地点观测到的空气污染物不仅取决于污染物排放，风速、温度、降雨量等时空因素也在确定当地污染物水平方面起着重要作用。

中国燃油标准的发展

自20世纪90年代末以来，中国主要遵循欧盟的燃油标准。经过十年的实践，中国决定加强车用汽油和柴油的有害物质控制标准，标准的演变如表1所示。表2显示，中国的燃油质量标准很大程度上遵循了欧洲的先例。中国和欧洲的燃油规范都特别关注硫含量。一个核心问题是低硫燃油在多大程度上解决了空气污染问题。

表1 燃油标准升级路径

表2 中国燃油标准与国际燃油标准的比较

按照中央政府指示，各省内相关部门积极协作，咨询多方利益相关者，因地制宜修订法规以实施新的燃油标准。每个省份可能会按照自己的时间表来实施燃油质量标准，但燃油价格的变化国家发改委的严格监管，为补偿能源升级和清洁燃油生产成本的增加，国家发改委也上调了燃油价格。图1显示了中国汽油柴油标准实施的推进情况。

图1 中国实施汽油和柴油含量标准各省执行情况

研究方法

研究框架——双重估计策略

该研究的重点是准确估计研究期间实施的汽油标准第一次变化对空气污染的影响。采用了双重估计策略。

首先，利用双重差分（DD）方法，比较新汽油标准实施过程中的时间和地理变化来确定其影响。该实证分析比较了实施新标准较早（实验组）和较晚（对照组）的地区之间当地空气污染物浓度的每日变化。双重差分（DD）的有效性和结果的因果解释依赖的假设为：实施标准较晚的地区是在没有变化的情况下，原本应该发生在较早实施标准的地区的一个合适的反事实。分析中还包括监测站点固定效应、日固定效应、站点特定季节性、天气条件、燃油价格以及燃油质量标准的后续变化等其他变量。此外，还需消除其他控制污染物排放的同时期政策带来的混杂因素的影响。

该研究的第二部分分析采用了时间断点回归（RDiT），确定了汽油标准对空气污染的影响。这部分遵循一个假设：新标准生效后，实验组地区所有零售商都立即转向只供应符合新标准的汽油，因此在该时间点发生了尾气污染物排放的不连续性，而其他因素仍然是连续平滑的进行，因此，新标准生效前一天可以作为生效当天的良好反事实。

数据来源

该研究分析燃油标准变化对污染水平的变化的影响，涉及的变量数据（表3）及来源如下：

燃油标准信息：各省发改委发布的执行标准IV和V的通知；

空气污染信息：地方环保部门每天/每小时公布空气污染数据；

气象数据：中国气象数据共享服务系统的天气数据补充(http://cdc.cma.www.gov.cn/）。

汽车登记记录：国家工商行政管理局编制了一套按模型划分的月度汽车登记综合数据集；

各地政府执行情况：根据2001年至2012年286个地级市的3432份政府年度工作报告，构建了地方政府整体环境效益指标。

表3 变量定义和描述性统计

研究结果

执行更严格的燃油标准显著改善了空气质量。如表4、图2所示，所有污染物水平平均减少了12.9%。其中回归分析表示，从较低的燃料标准提高到较高标准，将使PM2.5浓度平均下降9.4μg/m³。令人欣慰的是，RD分析的长期政策影响与DD估算的政策影响一致（图3）。这表明燃油标准提高在减轻车辆环境危害方面的重要性。

图2显示了回归系数以及95%置信区间。在标准实施之前，实验组和对照组的变化都十分平缓。因此在研究期间，对照组城市为实验组提供了一个很好的反事实。同时，在新标准实施后的两个月内，空气污染逐步且显著减少，因为当燃油标准发生变化时，汽油本身可能不会立即发生变化。而且即使所有零售商立即转向供应新汽油，一些司机也未必会在数周或数月内重新加油。

表4 燃料标准法规对空气质量的影响（双重差分结果）

图2 对照组和实验组双重差分回归结果

图3 (a)地方政府的努力和标准的短期效果（RD估计)；(b)地方政府的努力和标准的长期效果（RD估计）。

表5第1列是使用RD分析叠加每日数据的回归结果。参数为负且显著，进一步证实了表4DD估计的结论。就量级而言，短期影响为6.6%，长期影响为14.1% (=0.066/(1 − 0.533))。

使用其他政策实施日期进行检验。为了验证RD分析，该研究用两个假设的其他政策实施日期进行检验。第一个假设是，新标准实施日期比实际日期早半年；第二个假设是比实际时间晚一年。考虑到在这两个假设的日期没有真实的政策变化，主要结果应该是平稳的。估算结果见表5第2列和第3列。汽油IV的估计系数均不显著，大小接近于0，再次支持RD分析。

涉及时间的RD可能会有顺序和预期的混杂影响。当人们知道政策要实施，可能会提前做出反应。为了解决这些问题，该研究排除了政策实施当天、实施前后7天的观察结果。结果见表5第4-6列。系数仍然显著且为负值，与第一列相比没有显著变化，表明RD分析没有受到任何预期的混杂影响。

表5 燃油标准对空气质量的影响（时间断点估计）

大气污染物水平存在日内波动。日内波动一般可以通过污染物的大气化学得到很好的解释，确保了主要结果的可信度。总的来说，地方政府的环境保护工作似乎是提高更高燃油标准的环境效益的一个重要制度因素，表明它们在中国去中心化的环境治理体系中的重要性。新标准在政府更积极减少污染的城市更有效。

BoE分析（back-of-the-envelope analysis）可以粗略估计现实，分析表明采用新汽油标准的净收益是巨大的，每年为260亿美元。通过对来自中国的颗粒空气污染进行基于健康的研究，空气质量的改善每年为降低死亡率带来214.4亿美元的健康效益，为降低发病率带来86.5亿美元的健康效益。而燃油升级涉及的成本约39.9亿美元（以消费者价格衡量）。

编辑&排版：董香麟

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