中國大氣污染減排潛力與成本估算

編者按

為改善空氣質量，中國政府出臺了一系列政策法規，實施末端控制技術，調整能源消費結構。這些措施使得中國的空氣質量管控計劃產生了顯著的環境效益，但同時也帶來了不可忽略的經濟成本。

 

研究背景

 

 

在環境決策領域中，成本效益分析方法逐漸在國內外廣泛應用。該方法應用核算框架量化不同政策行動的成本和效益，以獲得最優的環境決策。我國空氣污染減排成本評估主要聚焦于各行業個別污染物或特定行業多污染物的減排成本，但少有研究系統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用，我國的大氣污染物末端治理成本有所降低，使用現有的估算工具可能會高估減排成本。為解決上述問題，包括清華大學在內的聯合科研團隊，重構了空氣污染控制成本效益與達標評估系統（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系統內10個主要行業中56種末端治理和5種可再生能源技術的成本數據，10個主要行業為發電、工業燃燒、水泥生產、鋼鐵生產、其他工業過程、家用燃燒、運輸、溶劑使用、家畜飼養和肥料使用。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和可再生能源應用的相對貢獻，本研究設計了三個情景：1）BAL情景，即2014年基準排放量；2）EOP情景，即最大程度采用末端治理技術的排放量；3）REN情景，即最大程度采用末端治理技術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：協同使用末端治理技術與可再生能源的減排潛力

 

研究結論

 

結果表明，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部門的減排潛力最為顯著，其中包括水泥生產，鋼鐵生產以及其他工業。在山東省減排潛力最大，其次是四川省、河北省和河南省。

在末端治理的基礎上，進一步應用可再生能源，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％。隨著傳統末端治理進入深水區，可再生能源有可能在未來替代末端治理，實現大氣污染物零減排，但目前減排成本仍較高。

 

圖1: BAL、EOP及REM情景的減排結果分析

 

研究建議，應根據地區產業結構，因地施策。對于SO2和NOx減排，在水泥、鋼鐵、石灰、建筑陶瓷、玻璃和磚塊的生產過程采用末端治理比在化石燃料燃燒領域（即發電廠、工業燃燒）效益高；可再生能源應用可進一步落實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，還應考慮地域經濟水平差異。大部分GDP較高地區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，進而為決策者設計成本效益更優的減排策略。本研究提出的邊際減排成本曲線也可與空氣質量模型結合使用，針對以改善空氣質量為目標的減排政策，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，有效改善空氣質量。