空氣污染治理需要結構性的能源系統轉型

趙 昂

空氣污染治理需要結構性的能源系統轉型

趙 昂

可再生能源電力在空氣污染治理方面的作用將會在未來10～15年顯現，屆時中國的能源消費總量將會達到峰值，然后可能進入緩慢降低的通道。在能源消耗總量到達峰值并逐漸降低的背景下，能源結構的低碳化將直接導致污染物排放的絕對量減少，促進空氣質量顯著改善。

空氣污染（本文指室外空氣污染）治理與發展清潔、低碳能源緊密相關。能源系統長期過度依賴煤炭等化石能源是導致我國空氣污染的根源。盡管風電、太陽能、生物質能和中小型水電等可再生能源在近些年發展較快，但仍然是能源系統中的非主流角色。化石能源主導的能源系統作為經濟活動的基礎在一個漫長的時期內形成。全球經濟從20世紀初就已經奠定了以煤炭、石油和天然氣等化石能源為核心的能源體系架構，直到20世紀末、21世紀初，當氣候變化、環境污染和能源安全等問題成為越來越多國家的重要議題時，能源系統的低碳化發展才逐漸擺上了決策者的議事日程。

有前瞻視野的國家，如丹麥和德國，早在20世紀90年代就支持風電發展，德國也率先在2005年前后從國家政策層面確定了能源低碳轉型的戰略和目標，這兩個國家的可再生能源占比在工業化國家中處于領先地位。2005年，中國頒布《可再生能源法》，正式步入大力發展可再生能源的快速通道。2011年以來，空氣污染治理成為中國公共政策中的熱點議題。中國仍處于快速工業化過程中，“積勞成疾”的空氣污染問題并非短期內可以根本扭轉。徹底治理空氣污染，必須從調整能源結構入手，如果沒有結構性能源轉型，我們距離享受清潔空氣的基本環境權利仍會遙不可及。

如果不能有效

治理空氣污染，

其帶來的健康負擔

將隨著經濟發展水平的

提高而持續增加。

空氣質量與能源結構變化的相關性

盡管影響空氣質量的因素復雜多樣，但能源利用方式和能源結構是最關鍵因素。2014年底，環保部、中科院、中國工程院聯合發布六個重點城市（北京、上海、哈爾濱、濟南、石家莊和天津）的PM2.5源解析研究顯示，六個城市的燃煤、機動車燃油、工業生產三項加總占到PM2.5來源的約60%～70%。這三類社會經濟活動與能源的使用密切相關。

空氣質量與能源結構的相關性從一些國家較長時間內兩者的變化趨勢中得以窺見。當能源結構逐步走向低碳時，空氣質量水平一般會隨之提升。“世界銀行發展指數”中關于可再生能源發電占比和空氣質量的數據趨勢對比為這一判斷提供了證據支持。圖1是六國1995—2013年PM2.5年平均暴露變化趨勢圖，德國、波蘭、丹麥和美國的年均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國家。圖2是同期六國可再生能源電力在電力總生產中的比例。四個國家同期可再生能源發電占比都是逐年增加的，然而，波蘭在近20年可再生能源發電比例增幅最小，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國家。四個國家能源結構中煤炭消費的比例更加說明這一點。根據美國能源信息局的數據，波蘭2012年一次能源消費的55%仍然來自煤炭。而同年美

國、德國和丹麥的煤炭消費占一次能源消費的比例分別只有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的比例

根據圖2，中國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仍占主導，產業結構中的耗能較高的工業占比相對高、耗能較低的服務業占比相對低，加之生物質燃料在農村和農業中使用仍然較普遍，盡管兩國近些年可再生能源發展皆有亮點，但兩國化石能源消費的絕對量在過去10年中仍然快速增加。對于中國和印度來說，可再生能源電力在一定程度上可以減緩空氣質量惡化的速度，但尚不足以扭轉空氣質量惡化的基本趨勢。圖1正顯示出中印兩國的空氣污染問題是日益嚴重的。筆者認為可再生能源電力在空氣污染治理方面的作用將會在未來10～15年顯現，屆時中國的能源消費總量將會達到峰值，能源消耗總量可能進入緩慢降低的通道。在能源消耗總量到達峰值并逐漸降低的背景下，能源結構的低碳化將直接導致污染物排放的絕對量減少，促進空氣質量顯著改善。

空氣污染的健康負擔隨著人們收入水平的提高將顯著增加

大量消費煤炭和石油的經濟活動造成顯著的空氣污染，給公共健康帶來巨大負擔，可能導致呼吸系統疾病、心腦血管疾病、癌癥、過早死亡及壽命減少，近年有新的研究指出，空氣污染也可能導致精神疾病，如抑郁和壓抑等癥狀。2016年5月12日，世界衛生組織(WHO)發布了最新全球城市空氣污染數據庫。目前全球中低收入國家中，有98%的人口所呼吸的空氣質量不符合WHO空氣質量指南中的標準，即PM2.5年均值應不高于10微克/立方米，24小時平均值應不高于25微克/立方米；PM10年均值不高于20微克/立方米，24小時平均值不高于50微克/立方米。在高收入國家，空氣質量不符合WHO標準的比例為56%。

如果不能有效治理空氣污染，其帶來的健康負擔將隨著經濟發展水平提高而持續增加。統計生命價值（VSL）是一種將空氣污染導致的過早死亡進行貨幣化評價的方法。受經濟、社會、文化等因素影響，各個國家對統計生命價值采取不同的估值，一般講，經濟發展水平高的國家其估值也高。同一個國家，統計生命價值也會隨著經濟發展水平的提高而逐步提升。歐盟燃煤電廠對健康的影響的一份報告當中，統計生命價值估值在2009年為每人200萬歐元；在美國的一份類似研究中，統計生命價值的估值在2010年為730萬美元。2007年世界銀行和中國原國家環保總局共同發布的一

份關于中國環境污染的成本研究中，采用的統計生命價值估值在2003年為100萬人民幣。由此可以看出中國與發達國家在統計生命價值估值上的顯著差異。

盡管影響統計生命價值估值的因素較為復雜，但是人均收入水平仍然是基本的參照指標。即使中國在短期內與歐盟和美國的人均收入水平仍有較大差距，但可以肯定的是，統計生命價值估值在中國會“水漲船高”，如果因空氣污染治理而避免的早亡人數沒有顯著減少的話，空氣污染帶來的經濟負擔將不可避免地持續增加。

電力系統低碳發展是解決空氣污染的終極途徑

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

以交通領域為例，解決機動車污染是工業化國家治理空氣污染的難點。中國工業化和城市化進程仍將繼續，機動車保有量會不斷增加，交通部門對空氣污染的貢獻勢必加大。用電動車替代燃油車在實現交通部門低碳化的同時可以解決交通部門的空氣污染，但實現這樣的目標需要一個基本前提：電動車的電力應主要來自可再生能源。挪威科技大學于2014年發表的《傳統汽車和電動車環境生命周期評估的比較》的研究就指出，如果沒有低碳電力作為動力供應，電動汽車的發展距離環保和低碳還很遙遠。無獨有偶，美國科學家的一項研究《美國常規與新能源輕型汽車的全生命周期空氣質量影響》也給出了類似結論：影響公眾健康最大的是100%煤電電力純電動車，影響最小的是100%可再生能源電力純電動車。

未來10～15年，中國能源消費和溫室氣體排放預計分別達峰，決策者有必要將交通部門的電氣化戰略考慮在內，提高可再生能源電力發展目標，實現電動汽車發展帶來的公共環境和健康收益。

能源轉型的硬道理：消費者為清潔低碳的能源消費付出更多

從“誰污染，誰付費”的環境污染治理的原則來看，每一位消費者既然享受了能源和商品帶來的效用，就不應回避消費行為與環境污染有直接關聯這樣的現實，消費者承擔治理污染的一部分責任也在情理之中。當然，筆者不否認企業不當行為和政府監管不利也是導致環境污染的重要因素，但本文無意就此展開討論，而是側重討論消費者如何通過傳遞消費偏好來影響市場交易中最為重要的信號——價格，進而對市場里的資源再分配、商品和服務的升級產生重要影響。

從市場交易行為來看，如果消費者愿意支付較高的價格以消費更為清潔低碳的能源，就可以推動能源企業應用新能源技術、改善服務和產品質量。2005年以來，中國支持可再生能源發展的模式是政府主導的固定電價機制，政府從電費中拿出一定比例補貼可再生能源發電項目。目前，居民用電價監管嚴格，并且處于相對低的水平，尤其對于經濟發達地區的居民而言。而東部沿海經濟發達地區的居民由于有較強的環境意識，對空氣污染帶來的健康影響也比較敏感，情理上講，對消費可再生能源電力存在偏好。而在高度監管的電價決策機制下，這種偏好難以反映在電價中。如果通過機制安排，允許某些地區自行確定較高的居民用電價，將電價支出高出的部分用于支持可再生能源發電，將更多消費者的較高支付意愿轉化成對可再生能源發展的資金支持，這樣可以為能源清潔低碳生產提供更強的價格信號和經濟驅動。目前，歐洲居民用電價格最高的國家是丹麥，其次是德國，而這兩個國家恰恰是全球以可再生能源發展帶動能源轉型的典范。

由此來看，要呼吸到新鮮空氣，必須改變能源結構，而改變能源結構的代價——支付更高的能源消費成本，恐怕是在中短期內難以繞開的路徑。從長期看，可再生能源比傳統的化石能源在成本上更有競爭力，在可再生能源主導的能源體系中，能源價格不再大幅波動，能源支出會處于一個較低且可預測的水平，能源安全也不再受到地緣政治的不均衡影響。因此，消費者應當有信心更加積極地支持以發展可再生能源為核心的能源系統轉型。

（作者系磐石環境與能源研究所主任）