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目前,火電在我國(guó)電力能源結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位,貢獻(xiàn)了大量的污染物和碳排放,引起嚴(yán)重的人群健康風(fēng)險(xiǎn)。在當(dāng)前高碳的能源、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)下,我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)面臨巨大壓力,亟需加速推進(jìn)火電行業(yè)減污降碳協(xié)同治理。以火電基礎(chǔ)設(shè)施為主要抓手,根據(jù)裝機(jī)容量/服役年限設(shè)計(jì)其退役路徑并實(shí)施相關(guān)政策可產(chǎn)生顯著的協(xié)同效益以及一定的健康效益。但目前僅有少量研究將健康效益納入退役路徑的綜合研究,并未實(shí)現(xiàn)協(xié)同效益的最大化。因此,應(yīng)開(kāi)展面向健康效益的火電行業(yè)靶向治理研究工作,積極探討火電行業(yè)減污降碳最優(yōu)路徑,為科學(xué)制定及實(shí)施我國(guó)及全球電力行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型政策提供依據(jù)。
一從全球視角,探索火電行業(yè)減污降碳協(xié)同增效路徑
研究團(tuán)隊(duì)以全球火電行業(yè)為研究對(duì)象,利用全球火電行業(yè)燃煤機(jī)組尺度排放及空氣污染健康影響預(yù)測(cè)模型系統(tǒng),評(píng)估了高污染燃煤機(jī)組排放對(duì)環(huán)境和健康的影響,并進(jìn)一步分析了未來(lái)火電行業(yè)減排帶來(lái)的健康協(xié)同效益:
1高污染燃煤機(jī)組危及環(huán)境和人類(lèi)健康
火電行業(yè)高污染燃煤機(jī)組(污染物排放水平遠(yuǎn)高于當(dāng)?shù)仄骄剑┻\(yùn)行所帶來(lái)的排放會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境與人類(lèi)健康造成重大影響。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),占全球裝機(jī)容量不足1%的高污染燃煤機(jī)組約排放了全球電力行業(yè)14.5%的一次PM2.5;占全球裝機(jī)容量不足15%的高污染燃煤機(jī)組排放導(dǎo)致的過(guò)早死亡人數(shù)占全球電力行業(yè)總排放導(dǎo)致的過(guò)早死亡人數(shù)的50%。
2實(shí)施與碳減排政策協(xié)同的靶向大氣污染治理策略帶來(lái)顯著的健康效益
僅采用2℃和1.5℃全球溫控目標(biāo)導(dǎo)向的碳減排路徑,2030年全球火電行業(yè)的碳排放量將分別比2010年增加14%和減少7%,而火電行業(yè)排放導(dǎo)致的過(guò)早死亡人數(shù)將分別比2010年增加38%(33萬(wàn)人/年)和8%(7萬(wàn)人/年)。這是由于2030年前可再生能源電力在全球的推廣潛力有限,而未來(lái)人口總量增長(zhǎng)和人口老齡化使人群對(duì)污染更為敏感,抵消了碳減排的協(xié)同效益。
如在1.5℃溫控目標(biāo)導(dǎo)向的碳減排路徑下加嚴(yán)污染控制水平,2030年和2050年全球火電行業(yè)排放導(dǎo)致的過(guò)早死亡人數(shù)將分別比2010年減少31萬(wàn)人/年和62萬(wàn)人/年。如果在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提前加速淘汰高污染燃煤機(jī)組,2030年和2050年將比2010年分別減少過(guò)早死亡56萬(wàn)人/年和68萬(wàn)人/年(圖1);2018-2050年期間累積減少碳排放430億噸,并累積避免近600萬(wàn)人過(guò)早死亡(相比自然淘汰情景),實(shí)現(xiàn)顯著的協(xié)同效益。

圖1. 不同減排路徑下全球電力行業(yè)未來(lái)碳排放量
及其健康影響變化
二從中國(guó)視角,發(fā)掘基于健康效益的燃煤機(jī)組未來(lái)退役路徑
聚焦我國(guó),研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)構(gòu)建燃煤機(jī)組健康影響-排放源敏感性分析框架,定量分析了發(fā)電過(guò)程中燃煤機(jī)組排放造成的健康損失,并通過(guò)結(jié)合氣候情景(碳達(dá)峰目標(biāo)情景、雙碳目標(biāo)情景)和五種燃煤機(jī)組退役策略(自然淘汰策略、投運(yùn)時(shí)間策略、裝機(jī)容量策略、碳排放強(qiáng)度策略、健康損失強(qiáng)度策略)設(shè)計(jì)了燃煤機(jī)組退役路徑(表1),分析了不同退役路徑下,燃煤機(jī)組的累積碳減排量及其排放帶來(lái)的累積健康效應(yīng),探索燃煤機(jī)組最優(yōu)退役路徑,以在全國(guó)層面實(shí)現(xiàn)健康損失最小化。
表1. 燃煤機(jī)組未來(lái)退役路徑

1燃煤機(jī)組排放帶來(lái)的健康損失呈現(xiàn)明顯異質(zhì)性
在發(fā)電量相同的情況下,投運(yùn)時(shí)間較長(zhǎng)、裝機(jī)容量較小的燃煤機(jī)組排放量更大、造成更多人群過(guò)早死亡;發(fā)電量占比不足2%的高健康風(fēng)險(xiǎn)燃煤機(jī)組的排放導(dǎo)致了超過(guò)20%的健康損失。因此,識(shí)別并淘汰高健康風(fēng)險(xiǎn)燃煤機(jī)組有助于充分釋放燃煤機(jī)組退役政策的健康協(xié)同效益。
2實(shí)施健康損失強(qiáng)度策略有望實(shí)現(xiàn)累積健康效益最大化
不同退役策略下,燃煤機(jī)組的累積碳減排量幾乎一致,帶來(lái)的累積健康效應(yīng)則差異較大。與其他四種退役策略相比,實(shí)施健康損失強(qiáng)度策略(表1)有望實(shí)現(xiàn)累積健康效益最大化。雙碳目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下,2018-2060年間可累積減排404.1億噸CO2,并累積避免128.6萬(wàn)人因燃煤機(jī)組排放導(dǎo)致的過(guò)早死亡。同時(shí),該策略具有高度靶向性,在2018-2030年內(nèi)快速淘汰大量的高健康風(fēng)險(xiǎn)燃煤機(jī)組(超40%和30%的小、舊燃煤機(jī)組),降低了每年燃煤機(jī)組排放導(dǎo)致的過(guò)早死亡人數(shù)。
綜上,碳減排路徑所帶來(lái)的協(xié)同效益是有限的。與此同時(shí),協(xié)同實(shí)施提前淘汰高污染燃煤機(jī)組和逐步加嚴(yán)污染控制水平等靶向大氣污染治理策略(圖2)將進(jìn)一步釋放碳減排路徑的協(xié)同減排潛力,實(shí)現(xiàn)健康協(xié)同效益最大化。

圖2. 基于健康效益的火電行業(yè)減污降碳路徑
積極探索火電行業(yè)減污降碳協(xié)同增效的新路徑對(duì)減輕空氣污染和保護(hù)人群健康具有重要意義。未來(lái)研究應(yīng)以保護(hù)公眾健康作為氣候變化與空氣污染協(xié)同治理的出發(fā)點(diǎn),將最大化降低公共健康風(fēng)險(xiǎn)這一目標(biāo)納入氣候政策設(shè)計(jì)和實(shí)施全過(guò)程,并考慮老齡化背景下敏感人群受到的健康風(fēng)險(xiǎn)。為實(shí)現(xiàn)健康協(xié)同效益最大化,我國(guó)需持續(xù)評(píng)估、優(yōu)化燃煤機(jī)組退役路徑,加速推進(jìn)高污染燃煤機(jī)組淘汰,協(xié)同實(shí)施碳減排政策與靶向大氣污染治理策略,為全球及區(qū)域工業(yè)、跨行業(yè)及全行業(yè)氣候治理分析提供參考。
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