文献阅读 | 将空气污染的健康与经济影响纳入气候政策
题目
Internalising health-economic impacts of air pollution into climate policy: a global modelling study
作者
Lara AleluiaReis, Laurent Drouet, MassimoTavoni
期刊
The Lancet Planetary Health
时间
January 2022
一作
单位
RFF-CMCC European Institute on Economics and the Environment (EIEE), Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici (CMCC), Milan, Italy
链接
https://doi.org/10.1016/S2542-5196(21)00259-X
摘要
气候变化和空气污染之间复杂的相互作用需要综合评估框架以支持决策。已有研究已经广泛评估了气候政策对空气污染的协同效益，但很少优化协同效益。本研究在WITCH（World Induced Technical Change Hybrid）模型的基础上构建了综合模型框架，涵盖了结构转型和末端控制措施，将空气污染相关的过早死亡的经济影响内部化，同时硬链接了空气质量与气候模型，考虑了气候限制条件和气溶胶反馈，以评估最佳的气候减缓政策。
本研究发现，在基线情景下，如果不采取任何政策，每年过早死亡的人数会增加，然后略微下降到2050年的445万（386-611）过早死亡。若达到《巴黎协定》的目标，到2050年，将减少约47万过早死亡。本研究表明，考虑到空气污染效益的福利最大化政策每年可减少162万的过早死亡，这比气候政策的协同利益大三倍。中国避免的过早死亡最多，而改革中的经济体（即非欧盟的东欧国家，包括俄罗斯）地区的福利效益最大。当空气污染的影响被内部化时，全球和区域的福利都会增加，而对全球平等没有负面影响。空气污染控制策略是对结构性减排的一个重要补充。
引言
由于气候减缓和空气污染控制之间可以产生正面或负面的相互作用，因此同时考虑两者的控制至关重要。已有的综合评估主要侧重于减缓气候变化对空气污染的协同效益或气候变化对空气污染的影响。然而，这些分析并没有为如何减少空气污染提供系统的分析。因此，有必要寻求福利最大化的控制措施，以平衡结构性（即技术或燃料转换）和末端（EOP）措施的成本、空气污染改善和气候减缓带来的效益。EOP技术仅减少空气污染物，而能源部门的结构转型可以同时减少空气污染物和温室气体。一些研究已经对空气污染和气候减缓措施进行了成本效益综合评估，然而对空气污染物排放的核算过于简单，比如没有考虑到EOP投资、详细的能源系统，或气溶胶减少对温度的影响。本研究的论文旨在使用具有内生EOP投资的能源模型来填补这一空白，该模型考虑了空气污染和气溶胶相关气候反馈的经济影响。本研究将空气污染政策的影响内化到决策过程中，同时考虑到所有现有的物理和经济反馈。
研究方法
本研究构建了综合评估模型框架以评估最佳的气候减缓政策，将空气污染对人群死亡率的影响内化到气候政策的优化中，并考虑了空气污染政策带来的气溶胶减少。该模型允许在不同部门和污染物中选择EOP和结构减排以及技术投资。空气污染物的不同技术排放系数是内生计算的。
图1：研究框架
本研究构建了包含不同维度的大量情景：SSP社会经济共享路径，1.5°C和2°C气候目标，立即和延迟的气候行动，三种VSL公式和三个VSL值。情景矩阵如表1所示。
本研究在气候情景下从2020年起征收全球统一碳税，更严格的温升对应于更高的碳税。温升是使用MAGIC模型计算的。在CBAP（cost–benefit assessment of air pollution）情景中，减排的边际效益等于减排的边际成本，实现温度约束的成本最小化。本研究还考虑了推迟国际气候行动的可能性，即于2025年或2030年开始征收碳税。
表1：情景设置
研究结果
在基线情景中，每年过早死亡人数持续增长，然后到2050年下降到445（386-611）万（图2）。这种不确定性是由于不同SSP的社会经济发展（GDP和人口）及其相关的空气污染控制（排放因素）参数。与基准情景相比，实现《巴黎协定》目标到2050年可降低约47万例过早死亡（SSP3 –1.5°C时可减少128万例）。
图2：CBAP对空气污染和过早死亡的影响
在没有气候政策的情景下，从基准情景到CBAP，即将健康相关的经济效益内化时，2050年死亡率下降了约30%，从445（386-611）下降到311（261-438）万过早死亡。鉴于在这种情况下，社会只关心空气污染，污染减排主要通过空气污染控制来实现。这一结果凸显了短期内空气污染控制的紧迫性。在CBAP情景上施加气候目标（TT + CBAP）可以进一步降低死亡率（约283万）。与仅有气候目标的情景相比，死亡率的额外减少表明了即使有严格的气候政策，EOP投资的重要性。跨期非合作最优气候政策预计能源系统在早期会出现剧烈的脱碳。如果全球气候行动推迟到2030年——考虑到当前的政策环境，这是一个更现实的假设——就会产生绿色悖论效应，死亡率会比基线略有上升。在这种情况下，整合空气污染影响对于避免死亡率增加（每年可拯救约100万人）至关重要。
空气污染对健康影响的货币化证明，即使在考虑低VSL的情况下，也需要采取非常严格的行动来减少污染。在本研究中假设VSL的贴现率与用于计算地区福利的贴现率相同。使用较低的VSL贴现率将增加空气污染减少相对于其他目标的相对重要性。
从这里开始，除非另有说明，否则本研究将使用低VSL，以确保即使在使用更保守的假设时，本研究的结果也成立。中国避免的过早死亡最高（从2020年到2100年累计避免死亡约6400万人），其次是改革经济体（即非欧盟东欧国家，包括俄罗斯），印度和东南亚。这些差异是由空气污染治理的成本和可用性以及区域VSL驱动的。在VSL较低的地区，如撒哈拉以南非洲或印度，即使过早死亡人数高，经济影响也不会大量增加对EOP的投资，特别是结构性措施。另一方面，高VSL地区，如美国或欧洲，可能对空气污染的经济影响反应更敏感。相同的推理适用于VSL的敏感性。对VSL的低敏感性主要是由中低VSL国家推动的，对于这些国家来说，VSL的增加经济影响依然较低。而在美国和欧洲等高收入地区，过早死亡率对VSL的变化更为敏感。
当空气污染的影响在决策过程中被内部化时，本研究观察到基线中的二氧化碳排放略有减少。并非所有地区的所有技术都能实现EOP减排，因此，考虑到空气污染影响的成本，一些结构性减排措施仍是重要的选择。二氧化碳减排量随着VSL的增加而增加，尽管即使在最高的VSL下，空气污染（CBAP）对气候减缓的贡献仍然不大。
图3：CBAP对排放和气候的影响
当施加气候目标时，其迫使模型在气候减缓成本和空气污染措施之间寻找协同。需要注意，CBAP+TT（TT指temperature targets）可能会增加碳价格，因为空气污染措施可以通过减少大气中的反射气溶胶而增加温升。
本研究发现，仅靠CBAP政策，没有TTs，可以将2100年的温升降低约0.11℃（中位数）。在考虑到甲烷排放的情况下，温升可以进一步降低。甲烷也是一种空气污染物，是臭氧的前体物。空气污染治理对气候的协同效益的幅度较低，但在没有TT的情况下是很重要的。
图4A显示，在所有情况下，当空气污染效益内部化时，全球福利比基线有所增加。即使在严格的TTs下也是如此，尽管实现这些TTs的成本很高（2℃的净效益为1.99%，净现值[NPV]范围为0.96-2.73；1.5℃的净效益为4.59%，2.96（SSP4）-11.14（SSP5））。尽管如此，减少空气污染影响的经济效益还是超过了直接的二氧化碳减排成本。当空气污染被内部化时，可以实现最大的福利效益（图4）。在SSP2中，1.5℃和2℃温度目标的福利分别增加了7.77%和5.10%。
图 4：CBAP对经济福利的影响
尽管高收入国家的VSL较高，但空气污染的内部化并没有加剧全球收入不平等。在内化空气污染影响时，WITCH地区之间的90：10收入十分位数比和基尼系数分别下降了3.20%（0.90-5.83）和0.76%（0.43-1.22）。鉴于碳减排成本不一，这一结果具有很强的政策启示。例如，中东和俄罗斯等主要化石燃料出口国可能会因为担心贸易损失而反对低碳转型。本研究的分析表明，这些地区可以从更清洁的空气和气候政策中获得更多效益（中东和北非的净现值消费量相对于基线增长为5.99%[ 4.70-26.84]，改革后的经济体为8.15%[5.97-11.81]）。对于中东和北非地区以及正在改革的经济来说，当施加气候政策时，空气污染影响的内部化比不施加气候政策产生更大的收益。在这些区域，两个政策目标之间协同效益更大。施加气候政策可以进一步降低空气污染死亡率。
全球碳价格也会受到进一步的影响。如果空气污染治理是结构性转型措施，这意味着可以同时减少空气污染物和温室气体，那么全球边际碳价格可能会下降。另一方面，仅使用EOP措施可以减少大气中的反射气溶胶，而不会减少温室气体。因此，为了满足温升目标，需要进行额外的脱碳。这产生了所谓的气候惩罚，这可能会提高全球碳价格——这种变化取决于温升目标和基线。空气污染排放依次从低到高的基准情景顺序是SSP1，SSP5，SSP2，SSP4和SSP3，而温室气体排放升序是SSP1，SSP4，SSP2，SSP3和SSP5。两个环境问题的基线之间的这种不匹配在碳税中产生了复杂的影响。
如果在边际碳减排成本最低的地区通过结构性措施减少空气污染，碳价就会降低。如果空气污染和气候减缓在区域上是一致的，那么碳价格就会降低，就像SSP2基线一样。相反，全球碳价格的上涨可能有三个原因：首先，当由于气溶胶减少而导致额外的脱碳时，带来碳惩罚（如SSP3，空气污染严重）；其次，当能源系统已经较为低碳并且碳惩罚迫使模型选择边际昂贵的减排选项（如SSP5）；第三，当所需的额外脱碳与当地空气污染治理策略不一致时（如SSP4）。总体而言，空气污染控制对碳价格的影响取决于几个因素，例如政策目标之间的一致性，GDP区域异质性，空气污染控制基线假设和气候目标的严格性。
这项研究的局限性已在附录中概述，包括EOP成本数据缺乏、没有考虑致病影响、忽略了室内空气污染，以及使用了简化的模型。本研究表明，在足够宽的参数范围内，福利最大化的政策大大降低了过早死亡率，同时不影响气候行动。
编辑：刘晓瑞
排版：刘晓瑞
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