中國碳排放交易體系下的空氣質量和健康協同效應

2020-10-26 11:17 來源: LEEEP

研究背景

氣候變化和空氣污染威脅著人類健康和福祉。為了應對氣候變化，需要大幅削減溫室氣體（GHG）的排放。旨在減少溫室氣體排放的碳減排政策除了減少長期氣候變化風險之外，還能夠減少共同排放的空氣污染物，進而改善與空氣污染相關的人類健康問題。但值得注意的是，從減緩氣候變化的努力中獲得的好處通常是在幾十年或更長的時間中累積，而減少共同排放的空氣污染物則只需幾個小時或幾天就能實現。因此，空氣質量改善和健康協同效應的量化，可以提供與全球長期目標相符的、明確的短期本地化益處。

中國于2015年根據《巴黎協定》宣布了其國家自主貢獻目標（NDC）。碳定價被廣泛認為是實現碳減排目標最具成本效益的政策措施之一。自2011年以來，這項措施已被中國多個城市作為排放交易制度（ETS）的試點。ETS制度允許跨省和跨部門進行二氧化碳排放交易，將成為實現NDC目標的主要政策工具。對ETS可能如何影響空氣質量和人類健康的分析，可以幫助決策者更好地了解該工具的成本和收益，并做出更明智的決定。

在這一背景下，本文旨在回答以下三個問題：第一，中國國家碳排放交易體系如何影響空氣污染物排放和區域空氣質量？第二，中國國家碳排放交易體系的健康影響是什么？第三，如何從經濟角度刻畫這些效益?

研究內容

為了回答上述問題，本研究使用了REACH研究框架。該框架結合了中國區域能源模型（C-REM），中國排放清單，CMAQ，以及CREM健康效應（CREM-HE）模塊，從而達到實施跨學科和多系統集成評估的目的。REACH模型的主要結構如圖1所示。

圖1 REACH模型框架

C-REM是一個遞歸的動態可計算一般均衡（CGE）模型，描述了區域層面經濟系統和能源系統，它基于每個省份的社會核算矩陣（SAM），詳細描述了中國30個省份的經濟活動。隨后能源消耗數據被輸入排放清單以創建主要空氣污染物排放的網格化信息。這些信息與CMAQ中的氣象學-化學、光降解和化學傳輸模塊相互作用后，生成網格化污染物濃度。然后，模型將匯總的人口加權省級污染物濃度數據反饋至CREM-HE模塊，描述出自然系統對人類系統的反饋效應，從而實現一致性評價。

在情景設置中，本研究包含了基準情景（Reference Scenario，RS）、達峰情景（Peaking Scenario, PS）和提早達峰情景（Peaking Early Scenario, PES）。這三種情景下考慮的現有政策措施包括化石能源資源稅、天然氣補貼、可再生能源補貼和經濟結構調整。

研究結果

碳排放

圖2 不同情景下的碳排放

在國家層面，與基準情景相比，達峰情景將導致2030年二氧化碳排放量減少16%。在達峰情景下，2030-2035年間，二氧化碳排放量將穩定在119億噸，而在提早達峰情景下，到2025年，二氧化碳排放量將達到105億噸左右的明顯峰值。碳排放減少反映了效率提高、燃料轉換和結構轉變的綜合效應。

污染物排放

在國家層面，與2030年基準情景相比，達峰情景下，二氧化硫、氮氧化物、PM2.5、PM10、BC、VC和VOC排放量分別下降16%、10%、10%、19%、13%和4%。提早達峰情景下二氧化硫、氮氧化物、PM2.5、PM10、BC、VC和VOC的減排量均高于高峰情景，排放量分別下降了24%、18%、15%、15%、27%、18%和7%。不同政策下模擬的PM2.5濃度如下圖所示。隨著政策的逐漸嚴格，大氣污染的緩解力度明顯加大。

圖3 年均PM2.5濃度

健康效應

研究結果表明，到2025年達到二氧化碳排放峰值，與2030年達到二氧化碳排放峰值相比，空氣質量將得到更明顯的改善。與基準情景相比，呼吸系統疾病住院、心腦血管疾病住院、急診、支氣管炎、急性暴露死亡率和慢性死亡率在提早達峰情景下預計將下降341183、470986、22498295、184701、23610和143815例。在PM2.5濃度下降幅度較大、人口較多的省份，發病率和死亡率的絕對值預計下降幅度往往更大。人口眾多、富裕的中國東部和中部省份將享受到特別巨大的醫療福利。

考慮到《巴黎協定》所要求的全球評估，該協定建議對各國氣候變化行動的影響進行五年一次的審查，最近中國正在討論由國家決定的最新貢獻。在以上角度，研究結果能夠從成本和健康效益分析的角度為我國制定更新的減排目標提供決策支持。