空氣污染治理需要結(jié)構(gòu)性的能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型

趙 昂

空氣污染治理需要結(jié)構(gòu)性的能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型

趙 昂

可再生能源電力在空氣污染治理方面的作用將會(huì)在未來(lái)10～15年顯現(xiàn)，屆時(shí)中國(guó)的能源消費(fèi)總量將會(huì)達(dá)到峰值，然后可能進(jìn)入緩慢降低的通道。在能源消耗總量到達(dá)峰值并逐漸降低的背景下，能源結(jié)構(gòu)的低碳化將直接導(dǎo)致污染物排放的絕對(duì)量減少，促進(jìn)空氣質(zhì)量顯著改善。

空氣污染（本文指室外空氣污染）治理與發(fā)展清潔、低碳能源緊密相關(guān)。能源系統(tǒng)長(zhǎng)期過(guò)度依賴煤炭等化石能源是導(dǎo)致我國(guó)空氣污染的根源。盡管風(fēng)電、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能和中小型水電等可再生能源在近些年發(fā)展較快，但仍然是能源系統(tǒng)中的非主流角色?；茉粗鲗?dǎo)的能源系統(tǒng)作為經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的基礎(chǔ)在一個(gè)漫長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)形成。全球經(jīng)濟(jì)從20世紀(jì)初就已經(jīng)奠定了以煤炭、石油和天然氣等化石能源為核心的能源體系架構(gòu)，直到20世紀(jì)末、21世紀(jì)初，當(dāng)氣候變化、環(huán)境污染和能源安全等問(wèn)題成為越來(lái)越多國(guó)家的重要議題時(shí)，能源系統(tǒng)的低碳化發(fā)展才逐漸擺上了決策者的議事日程。

有前瞻視野的國(guó)家，如丹麥和德國(guó)，早在20世紀(jì)90年代就支持風(fēng)電發(fā)展，德國(guó)也率先在2005年前后從國(guó)家政策層面確定了能源低碳轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略和目標(biāo)，這兩個(gè)國(guó)家的可再生能源占比在工業(yè)化國(guó)家中處于領(lǐng)先地位。2005年，中國(guó)頒布《可再生能源法》，正式步入大力發(fā)展可再生能源的快速通道。2011年以來(lái)，空氣污染治理成為中國(guó)公共政策中的熱點(diǎn)議題。中國(guó)仍處于快速工業(yè)化過(guò)程中，“積勞成疾”的空氣污染問(wèn)題并非短期內(nèi)可以根本扭轉(zhuǎn)。徹底治理空氣污染，必須從調(diào)整能源結(jié)構(gòu)入手，如果沒(méi)有結(jié)構(gòu)性能源轉(zhuǎn)型，我們距離享受清潔空氣的基本環(huán)境權(quán)利仍會(huì)遙不可及。

如果不能有效

治理空氣污染，

其帶來(lái)的健康負(fù)擔(dān)

將隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的

提高而持續(xù)增加。

空氣質(zhì)量與能源結(jié)構(gòu)變化的相關(guān)性

盡管影響空氣質(zhì)量的因素復(fù)雜多樣，但能源利用方式和能源結(jié)構(gòu)是最關(guān)鍵因素。2014年底，環(huán)保部、中科院、中國(guó)工程院聯(lián)合發(fā)布六個(gè)重點(diǎn)城市（北京、上海、哈爾濱、濟(jì)南、石家莊和天津）的PM2.5源解析研究顯示，六個(gè)城市的燃煤、機(jī)動(dòng)車燃油、工業(yè)生產(chǎn)三項(xiàng)加總占到PM2.5來(lái)源的約60%～70%。這三類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與能源的使用密切相關(guān)。

空氣質(zhì)量與能源結(jié)構(gòu)的相關(guān)性從一些國(guó)家較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)兩者的變化趨勢(shì)中得以窺見(jiàn)。當(dāng)能源結(jié)構(gòu)逐步走向低碳時(shí)，空氣質(zhì)量水平一般會(huì)隨之提升。“世界銀行發(fā)展指數(shù)”中關(guān)于可再生能源發(fā)電占比和空氣質(zhì)量的數(shù)據(jù)趨勢(shì)對(duì)比為這一判斷提供了證據(jù)支持。圖1是六國(guó)1995—2013年P(guān)M2.5年平均暴露變化趨勢(shì)圖，德國(guó)、波蘭、丹麥和美國(guó)的年均PM2.5暴露濃度逐漸下降。其中，波蘭的PM2.5暴露濃度的下降幅度小于其他三個(gè)國(guó)家。圖2是同期六國(guó)可再生能源電力在電力總生產(chǎn)中的比例。四個(gè)國(guó)家同期可再生能源發(fā)電占比都是逐年增加的，然而，波蘭在近20年可再生能源發(fā)電比例增幅最小，這就在一定程度上解釋了為什么波蘭的PM2.5暴露濃度降幅小于其他三個(gè)國(guó)家。四個(gè)國(guó)家能源結(jié)構(gòu)中煤炭消費(fèi)的比例更加說(shuō)明這一點(diǎn)。根據(jù)美國(guó)能源信息局的數(shù)據(jù)，波蘭2012年一次能源消費(fèi)的55%仍然來(lái)自煤炭。而同年美

國(guó)、德國(guó)和丹麥的煤炭消費(fèi)占一次能源消費(fèi)的比例分別只有18%、24%和15%。

圖1 : PM2.52.5年平均暴露變化（單位：微克／立方米）

圖2 : 可再生能源電力在電力總生產(chǎn)的比例

根據(jù)圖2，中國(guó)和印度的可再生能源電力的比例都有所提升，但由于化石燃料消費(fèi)仍占主導(dǎo)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的耗能較高的工業(yè)占比相對(duì)高、耗能較低的服務(wù)業(yè)占比相對(duì)低，加之生物質(zhì)燃料在農(nóng)村和農(nóng)業(yè)中使用仍然較普遍，盡管兩國(guó)近些年可再生能源發(fā)展皆有亮點(diǎn)，但兩國(guó)化石能源消費(fèi)的絕對(duì)量在過(guò)去10年中仍然快速增加。對(duì)于中國(guó)和印度來(lái)說(shuō)，可再生能源電力在一定程度上可以減緩空氣質(zhì)量惡化的速度，但尚不足以扭轉(zhuǎn)空氣質(zhì)量惡化的基本趨勢(shì)。圖1正顯示出中印兩國(guó)的空氣污染問(wèn)題是日益嚴(yán)重的。筆者認(rèn)為可再生能源電力在空氣污染治理方面的作用將會(huì)在未來(lái)10～15年顯現(xiàn)，屆時(shí)中國(guó)的能源消費(fèi)總量將會(huì)達(dá)到峰值，能源消耗總量可能進(jìn)入緩慢降低的通道。在能源消耗總量到達(dá)峰值并逐漸降低的背景下，能源結(jié)構(gòu)的低碳化將直接導(dǎo)致污染物排放的絕對(duì)量減少，促進(jìn)空氣質(zhì)量顯著改善。

空氣污染的健康負(fù)擔(dān)隨著人們收入水平的提高將顯著增加

大量消費(fèi)煤炭和石油的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)造成顯著的空氣污染，給公共健康帶來(lái)巨大負(fù)擔(dān)，可能導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)疾病、心腦血管疾病、癌癥、過(guò)早死亡及壽命減少，近年有新的研究指出，空氣污染也可能導(dǎo)致精神疾病，如抑郁和壓抑等癥狀。2016年5月12日，世界衛(wèi)生組織(WHO)發(fā)布了最新全球城市空氣污染數(shù)據(jù)庫(kù)。目前全球中低收入國(guó)家中，有98%的人口所呼吸的空氣質(zhì)量不符合WHO空氣質(zhì)量指南中的標(biāo)準(zhǔn)，即PM2.5年均值應(yīng)不高于10微克/立方米，24小時(shí)平均值應(yīng)不高于25微克/立方米；PM10年均值不高于20微克/立方米，24小時(shí)平均值不高于50微克/立方米。在高收入國(guó)家，空氣質(zhì)量不符合WHO標(biāo)準(zhǔn)的比例為56%。

如果不能有效治理空氣污染，其帶來(lái)的健康負(fù)擔(dān)將隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提高而持續(xù)增加。統(tǒng)計(jì)生命價(jià)值（VSL）是一種將空氣污染導(dǎo)致的過(guò)早死亡進(jìn)行貨幣化評(píng)價(jià)的方法。受經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化等因素影響，各個(gè)國(guó)家對(duì)統(tǒng)計(jì)生命價(jià)值采取不同的估值，一般講，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高的國(guó)家其估值也高。同一個(gè)國(guó)家，統(tǒng)計(jì)生命價(jià)值也會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高而逐步提升。歐盟燃煤電廠對(duì)健康的影響的一份報(bào)告當(dāng)中，統(tǒng)計(jì)生命價(jià)值估值在2009年為每人200萬(wàn)歐元；在美國(guó)的一份類似研究中，統(tǒng)計(jì)生命價(jià)值的估值在2010年為730萬(wàn)美元。2007年世界銀行和中國(guó)原國(guó)家環(huán)?？偩止餐l(fā)布的一

份關(guān)于中國(guó)環(huán)境污染的成本研究中，采用的統(tǒng)計(jì)生命價(jià)值估值在2003年為100萬(wàn)人民幣。由此可以看出中國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家在統(tǒng)計(jì)生命價(jià)值估值上的顯著差異。

盡管影響統(tǒng)計(jì)生命價(jià)值估值的因素較為復(fù)雜，但是人均收入水平仍然是基本的參照指標(biāo)。即使中國(guó)在短期內(nèi)與歐盟和美國(guó)的人均收入水平仍有較大差距，但可以肯定的是，統(tǒng)計(jì)生命價(jià)值估值在中國(guó)會(huì)“水漲船高”，如果因空氣污染治理而避免的早亡人數(shù)沒(méi)有顯著減少的話，空氣污染帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)將不可避免地持續(xù)增加。

電力系統(tǒng)低碳發(fā)展是解決空氣污染的終極途徑

根據(jù)前文提及的2014年底公布的六個(gè)主要城市空氣主要污染物PM2.5源解析的研究，我們看到，無(wú)論是在電力部門、工業(yè)生產(chǎn)、交通，還是在生活用能領(lǐng)域，能源的電氣化和電力系統(tǒng)的低碳化是解決空氣污染的最終途徑。

以交通領(lǐng)域?yàn)槔?，解決機(jī)動(dòng)車污染是工業(yè)化國(guó)家治理空氣污染的難點(diǎn)。中國(guó)工業(yè)化和城市化進(jìn)程仍將繼續(xù)，機(jī)動(dòng)車保有量會(huì)不斷增加，交通部門對(duì)空氣污染的貢獻(xiàn)勢(shì)必加大。用電動(dòng)車替代燃油車在實(shí)現(xiàn)交通部門低碳化的同時(shí)可以解決交通部門的空氣污染，但實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)需要一個(gè)基本前提：電動(dòng)車的電力應(yīng)主要來(lái)自可再生能源。挪威科技大學(xué)于2014年發(fā)表的《傳統(tǒng)汽車和電動(dòng)車環(huán)境生命周期評(píng)估的比較》的研究就指出，如果沒(méi)有低碳電力作為動(dòng)力供應(yīng)，電動(dòng)汽車的發(fā)展距離環(huán)保和低碳還很遙遠(yuǎn)。無(wú)獨(dú)有偶，美國(guó)科學(xué)家的一項(xiàng)研究《美國(guó)常規(guī)與新能源輕型汽車的全生命周期空氣質(zhì)量影響》也給出了類似結(jié)論：影響公眾健康最大的是100%煤電電力純電動(dòng)車，影響最小的是100%可再生能源電力純電動(dòng)車。

未來(lái)10～15年，中國(guó)能源消費(fèi)和溫室氣體排放預(yù)計(jì)分別達(dá)峰，決策者有必要將交通部門的電氣化戰(zhàn)略考慮在內(nèi)，提高可再生能源電力發(fā)展目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車發(fā)展帶來(lái)的公共環(huán)境和健康收益。

能源轉(zhuǎn)型的硬道理：消費(fèi)者為清潔低碳的能源消費(fèi)付出更多

從“誰(shuí)污染，誰(shuí)付費(fèi)”的環(huán)境污染治理的原則來(lái)看，每一位消費(fèi)者既然享受了能源和商品帶來(lái)的效用，就不應(yīng)回避消費(fèi)行為與環(huán)境污染有直接關(guān)聯(lián)這樣的現(xiàn)實(shí)，消費(fèi)者承擔(dān)治理污染的一部分責(zé)任也在情理之中。當(dāng)然，筆者不否認(rèn)企業(yè)不當(dāng)行為和政府監(jiān)管不利也是導(dǎo)致環(huán)境污染的重要因素，但本文無(wú)意就此展開(kāi)討論，而是側(cè)重討論消費(fèi)者如何通過(guò)傳遞消費(fèi)偏好來(lái)影響市場(chǎng)交易中最為重要的信號(hào)——價(jià)格，進(jìn)而對(duì)市場(chǎng)里的資源再分配、商品和服務(wù)的升級(jí)產(chǎn)生重要影響。

從市場(chǎng)交易行為來(lái)看，如果消費(fèi)者愿意支付較高的價(jià)格以消費(fèi)更為清潔低碳的能源，就可以推動(dòng)能源企業(yè)應(yīng)用新能源技術(shù)、改善服務(wù)和產(chǎn)品質(zhì)量。2005年以來(lái)，中國(guó)支持可再生能源發(fā)展的模式是政府主導(dǎo)的固定電價(jià)機(jī)制，政府從電費(fèi)中拿出一定比例補(bǔ)貼可再生能源發(fā)電項(xiàng)目。目前，居民用電價(jià)監(jiān)管嚴(yán)格，并且處于相對(duì)低的水平，尤其對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的居民而言。而東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的居民由于有較強(qiáng)的環(huán)境意識(shí)，對(duì)空氣污染帶來(lái)的健康影響也比較敏感，情理上講，對(duì)消費(fèi)可再生能源電力存在偏好。而在高度監(jiān)管的電價(jià)決策機(jī)制下，這種偏好難以反映在電價(jià)中。如果通過(guò)機(jī)制安排，允許某些地區(qū)自行確定較高的居民用電價(jià)，將電價(jià)支出高出的部分用于支持可再生能源發(fā)電，將更多消費(fèi)者的較高支付意愿轉(zhuǎn)化成對(duì)可再生能源發(fā)展的資金支持，這樣可以為能源清潔低碳生產(chǎn)提供更強(qiáng)的價(jià)格信號(hào)和經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)。目前，歐洲居民用電價(jià)格最高的國(guó)家是丹麥，其次是德國(guó)，而這兩個(gè)國(guó)家恰恰是全球以可再生能源發(fā)展帶動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的典范。

由此來(lái)看，要呼吸到新鮮空氣，必須改變能源結(jié)構(gòu)，而改變能源結(jié)構(gòu)的代價(jià)——支付更高的能源消費(fèi)成本，恐怕是在中短期內(nèi)難以繞開(kāi)的路徑。從長(zhǎng)期看，可再生能源比傳統(tǒng)的化石能源在成本上更有競(jìng)爭(zhēng)力，在可再生能源主導(dǎo)的能源體系中，能源價(jià)格不再大幅波動(dòng)，能源支出會(huì)處于一個(gè)較低且可預(yù)測(cè)的水平，能源安全也不再受到地緣政治的不均衡影響。因此，消費(fèi)者應(yīng)當(dāng)有信心更加積極地支持以發(fā)展可再生能源為核心的能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。

（作者系磐石環(huán)境與能源研究所主任）