中國大氣污染減排潛力與成本估算

編者按

為改善空氣質(zhì)量，中國政府出臺了一系列政策法規(guī)，實施末端控制技術(shù)，調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)。這些措施使得中國的空氣質(zhì)量管控計劃產(chǎn)生了顯著的環(huán)境效益，但同時也帶來了不可忽略的經(jīng)濟成本。

 

研究背景

 

 

在環(huán)境決策領(lǐng)域中，成本效益分析方法逐漸在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用。該方法應(yīng)用核算框架量化不同政策行動的成本和效益，以獲得最優(yōu)的環(huán)境決策。我國空氣污染減排成本評估主要聚焦于各行業(yè)個別污染物或特定行業(yè)多污染物的減排成本，但少有研究系統(tǒng)評估多部門多污染物的減排成本。近年來，歸功于能效大幅提升和可再生能源廣泛應(yīng)用，我國的大氣污染物末端治理成本有所降低，使用現(xiàn)有的估算工具可能會高估減排成本。為解決上述問題，包括清華大學(xué)在內(nèi)的聯(lián)合科研團隊，重構(gòu)了空氣污染控制成本效益與達(dá)標(biāo)評估系統(tǒng)（ABaCAS）中的國際空氣成本估算工具（ICET），進一步探究了我國各省多部門、多污染物的減排成本。

 

研究方法

 

 

本研究更新了ABaCAS系統(tǒng)內(nèi)10個主要行業(yè)中56種末端治理和5種可再生能源技術(shù)的成本數(shù)據(jù)，10個主要行業(yè)為發(fā)電、工業(yè)燃燒、水泥生產(chǎn)、鋼鐵生產(chǎn)、其他工業(yè)過程、家用燃燒、運輸、溶劑使用、家畜飼養(yǎng)和肥料使用。隨后，利用改進后的模型估算了全國SO2，NOx，一次PM2.5，NMVOCs和NH3五種污染物的減排潛力和邊際減排成本。為分析末端治理技術(shù)和可再生能源應(yīng)用的相對貢獻，本研究設(shè)計了三個情景：1）BAL情景，即2014年基準(zhǔn)排放量；2）EOP情景，即最大程度采用末端治理技術(shù)的排放量；3）REN情景，即最大程度采用末端治理技術(shù)和可再生能源的排放量。通過對比不同情景，估算了空氣污染物減排潛力：

-    對比BAL和EOP：最大程度采用末端治理技術(shù)的減排潛力

-    對比EOP和REM：使用可再生能源的減排潛力

-    對比BAL和REM：協(xié)同使用末端治理技術(shù)與可再生能源的減排潛力

 

研究結(jié)論

 

結(jié)果表明，在最大程度采用末端治理后，2014年全國SO2，NOx，一次PM2.5，NMVOCs和NH3的最大減排潛力分別為19.2、20.8、9.1、17.2和8.6Mt（圖1）。末端治理措施在我國工業(yè)部門的減排潛力最為顯著，其中包括水泥生產(chǎn)，鋼鐵生產(chǎn)以及其他工業(yè)。在山東省減排潛力最大，其次是四川省、河北省和河南省。

在末端治理的基礎(chǔ)上，進一步應(yīng)用可再生能源，SO2，NOx，PM2.5和NMVOCs的排放量較2014年可減少89.7％，89.9％，94.6％和74.0％。隨著傳統(tǒng)末端治理進入深水區(qū)，可再生能源有可能在未來替代末端治理，實現(xiàn)大氣污染物零減排，但目前減排成本仍較高。

 

圖1: BAL、EOP及REM情景的減排結(jié)果分析

 

研究建議，應(yīng)根據(jù)地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，因地施策。對于SO2和NOx減排，在水泥、鋼鐵、石灰、建筑陶瓷、玻璃和磚塊的生產(chǎn)過程采用末端治理比在化石燃料燃燒領(lǐng)域（即發(fā)電廠、工業(yè)燃燒）效益高；可再生能源應(yīng)用可進一步落實SO2和NOx減排，但會增加減排的邊際成本。此外，在制定減排政策時，還應(yīng)考慮地域經(jīng)濟水平差異。大部分GDP較高地區(qū)具有較高的減排潛力，如山東省、江蘇省、河南省、浙江省和廣東省等。但部分GDP較高地區(qū)減排潛力有限，單位減排成本較高，如北京，上海和天津等。

此類減排措施的潛力及成本評估研究可為綜合評估模型（例如ABaCAS）提供重要信息，進而為決策者設(shè)計成本效益更優(yōu)的減排策略。本研究提出的邊際減排成本曲線也可與空氣質(zhì)量模型結(jié)合使用，針對以改善空氣質(zhì)量為目標(biāo)的減排政策，進一步評估其成本效益。

綜上所述，在未來制定減排措施及空氣質(zhì)量管理策略時，各級決策者需因地制宜、因地施策，全面考慮和評估多污染物協(xié)同治理的減排潛力及成本，以尋求減排效益最大化，有效改善空氣質(zhì)量。