能源经济学(第三版)课件第15章.ppt
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- 能源 经济学 第三 课件 15
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1、能源经济学能源经济学第第十五十五章章 能源健康效应能源健康效应1目录目录15.1城市环境健康效应经济评估城市环境健康效应经济评估15.2部门污染物排放对公众健康效应的经济评估部门污染物排放对公众健康效应的经济评估15.3边际健康效应的经济损失评估边际健康效应的经济损失评估215.1城市环境健康效应经济评估城市环境健康效应经济评估p15.1.1环境健康效应环境健康效应p15.1.2环境健康效应测度环境健康效应测度p15.1.3中国城市大气环境污染造成的健康效应评估中国城市大气环境污染造成的健康效应评估315.1.1 环境健康效应环境健康效应p公认的大气污染物主要为颗粒物公认的大气污染物主要为颗粒
2、物,如如TSP(总悬浮颗粒物)(总悬浮颗粒物)、可吸入颗粒物、可吸入颗粒物(PM10)、细微颗粒物()、细微颗粒物(PM2.5)、二氧)、二氧化硫(化硫(SO2)和二氧化氮()和二氧化氮(NO2)等。)等。p煤燃烧后产生的煤燃烧后产生的悬浮颗粒物悬浮颗粒物和和二氧化硫二氧化硫会成为主要的大气污会成为主要的大气污染物(阚海东等,染物(阚海东等,2002)。p关于城市大气污染造成的健康效应研究关于城市大气污染造成的健康效应研究,以以SO2和和TSP或者或者PM10为主为主。p城市人群是大气污染最主要的暴露人群,流行病学研究一般城市人群是大气污染最主要的暴露人群,流行病学研究一般以以城市居民城市居民
3、作为暴露人群。作为暴露人群。p对大气污染的健康效应开展定量化研究对大气污染的健康效应开展定量化研究,并评估相关的经济并评估相关的经济损失,对各项损失,对各项能源环境能源环境政策进行相应的成本政策进行相应的成本-收益分析提供收益分析提供重要依据和决策参考。重要依据和决策参考。415.1.1 环境健康效应环境健康效应5健康效应估算健康效应估算p 分别估算每种污染物分别估算每种污染物带来的健康危害和经济带来的健康危害和经济损失损失p 选其高者作为最后的选其高者作为最后的评估结果评估结果p 将不同污染物带来的将不同污染物带来的健康效应相加,作为总健康效应相加,作为总的损失。的损失。p 能避免重复计算,
4、但是也会能避免重复计算,但是也会忽略其它污染物带来的损失忽略其它污染物带来的损失。p 不可避免地出现一些重复计不可避免地出现一些重复计算的问题。算的问题。本章本章:分别估算分别估算PM10和和SO2造成的城市居民的健康效应造成的城市居民的健康效应;将其加总作为总的损失。将其加总作为总的损失。15.1城市环境健康效应经济评估城市环境健康效应经济评估p15.1.1环境健康效应环境健康效应p15.1.2环境健康效应测度环境健康效应测度p15.1.3中国城市大气环境污染造成的健康效应评估中国城市大气环境污染造成的健康效应评估615.1.2 环境健康效应测度环境健康效应测度p大气污染物浓度与各种疾病发病
5、率等健康效应之间的关系,大气污染物浓度与各种疾病发病率等健康效应之间的关系,即剂量即剂量反应关系(反应关系(Dose-Response)。)。p本章拟采用世界银行提出的大气污染造成的健康效应指标,本章拟采用世界银行提出的大气污染造成的健康效应指标,包括包括:颗粒物导致的过早死亡、呼吸道疾病入院、急诊、大气污颗粒物导致的过早死亡、呼吸道疾病入院、急诊、大气污 染造成的健染造成的健康问题而导致的限制活动天数、下呼吸道感染及儿童哮喘、哮喘发作、康问题而导致的限制活动天数、下呼吸道感染及儿童哮喘、哮喘发作、慢性支气管炎、呼吸道症状;还包括由二氧化硫导致的过早死亡、胸部慢性支气管炎、呼吸道症状;还包括由
6、二氧化硫导致的过早死亡、胸部不适和下呼吸道感染不适和下呼吸道感染/儿童哮喘。儿童哮喘。p采用由哈佛大学采用由哈佛大学Ho和和Jorgenson(2007)在在世界银行世界银行的研究基的研究基础上修正后的剂量础上修正后的剂量反应关系表达式反应关系表达式。715.1.2 环境健康效应测度环境健康效应测度其中,其中,HExhr为为r地区由于污染物地区由于污染物x(SO2,PM10)导致的)导致的h类型类型的环境健康效应;的环境健康效应;DRxh 为污染物为污染物x的第的第h种环境健康效应的种环境健康效应的剂量剂量反应关系系数;反应关系系数;Crx为为r地区大气污染物地区大气污染物x的浓度;的浓度;P
7、OPr则为则为r地区的人口数。地区的人口数。p前提是该城市全部市区人口暴露于这两种污染物的前提是该城市全部市区人口暴露于这两种污染物的年均浓度年均浓度下下。p一种较为一种较为粗略的估算粗略的估算:个人暴露水平存在较大的时间和空间个人暴露水平存在较大的时间和空间差异,不同人群对污染物的敏感程度也有所不同差异,不同人群对污染物的敏感程度也有所不同。8xrhxhrxrHEDRCPOP(15-1)15.1.2 环境健康效应测度环境健康效应测度p环境健康效应的经济损失则通过对每种健康经济损失的估值环境健康效应的经济损失则通过对每种健康经济损失的估值加总得到加总得到:(15-2)(15-3)其中,其中,H
8、EVrxh 代表代表r地区由于污染物地区由于污染物x(SO2,PM10)导致的)导致的h类型的环境健康效应造成的经济损失,类型的环境健康效应造成的经济损失,Vxh 表示污染物表示污染物x导导致的致的h类型的环境健康效应的单位损失估值,类型的环境健康效应的单位损失估值,THEV表征我表征我国大气污染导致居民健康效应的总经济损失。国大气污染导致居民健康效应的总经济损失。9rxhxhxrhHEVVHErxhrxhTHEVHEV15.1城市环境健康效应经济评估城市环境健康效应经济评估p15.1.1环境健康效应环境健康效应p15.1.2环境健康效应测度环境健康效应测度p15.1.3中国城市大气环境污染造
9、成的健康效应评估中国城市大气环境污染造成的健康效应评估1015.1.3中国城市大气环境污染造成的健中国城市大气环境污染造成的健康效应评估康效应评估 剂量剂量反应关系和健康效应的系数估值反应关系和健康效应的系数估值11 剂量剂量反应关系系数反应关系系数(污染物浓度增加(污染物浓度增加1ug/m3,百万人发生数),百万人发生数)损失估值损失估值(人民币(人民币/元,元,2007年价格)年价格)PM10的健康效应的健康效应 Ho(2007)估算修正后估算过早死亡人数过早死亡人数1.95370000413272呼吸道疾病入院次数呼吸道疾病入院次数1217511956急诊急诊235142159受限活动天
10、数受限活动天数575001416下呼吸道感染及儿童哮喘病下呼吸道感染及儿童哮喘病238089哮喘病例数哮喘病例数26082.52.8慢性支气管炎病例数慢性支气管炎病例数614800053614呼吸道症状病例数呼吸道症状病例数1830003.74SO2的健康效应的健康效应 过早死亡人数过早死亡人数1.95370000413272胸部不适病例数胸部不适病例数100006.27下呼吸道感染及儿童哮喘病下呼吸道感染及儿童哮喘病56.27大气污染的健康效应和经济损失大气污染的健康效应和经济损失(113个城市个城市)1215.1.3中国城市大气环境污染造成的健中国城市大气环境污染造成的健康效应评估康效应评
11、估 病例数病例数经济损失(百万元)经济损失(百万元)PM10导致的健康效应导致的健康效应过早死亡人数过早死亡人数4206917385.96呼吸道疾病入院次数呼吸道疾病入院次数258886506.33急诊急诊5069856804.12受限活动天数受限活动天数124049677819398.06下呼吸道感染及儿童哮喘下呼吸道感染及儿童哮喘49619944.34哮喘病例数哮喘病例数562646191571.12慢性支气管炎病例数慢性支气管炎病例数131600570555.92呼吸道症状病例数呼吸道症状病例数394801583116316.06PM10导致的健康效应经济损失导致的健康效应经济损失 合计
12、合计110265.85 SO2导致的健康效应导致的健康效应过早死亡人数过早死亡人数221739163.48胸部不适病例数胸部不适病例数113707603787.44下呼吸道感染下呼吸道感染/儿童哮喘病儿童哮喘病568540.39SO2导致的健康效应经济损失导致的健康效应经济损失 合计合计9951.31 健康经济损失合计健康经济损失合计136533.21113城市城市GDP合计合计11255978.54健康经济损失合计占健康经济损失合计占GDP比重比重1.21%p PM10已成为已成为影响公众健康影响公众健康的最主要的污的最主要的污染物染物p SO2造成的其造成的其他健康效应相他健康效应相对较小
13、对较小15.1.3中国城市大气环境污染造成的健中国城市大气环境污染造成的健康效应评估康效应评估PM10影响影响 最严重的前五个城市分别为北京、上海、最严重的前五个城市分别为北京、上海、西安、天津和武汉。西安、天津和武汉。北京也是北京也是113个城市中个城市中PM10日平均浓度日平均浓度最高的城市,达到最高的城市,达到148ug/m3。2007年,北京市由年,北京市由PM10造成的过早死亡数达到造成的过早死亡数达到3297,约占约占PM10造成的总过早死亡数的造成的总过早死亡数的7.8%。SO2影响影响 最为严重的前五个城市则为上海、北京、最为严重的前五个城市则为上海、北京、天津、广州和成都天津
14、、广州和成都。2007年,年,SO2给上海造成的过早死亡数为给上海造成的过早死亡数为1404,约占,约占SO2造成的过早死亡总数的造成的过早死亡总数的6.3%。1315.1.3中国城市大气环境污染造成的健中国城市大气环境污染造成的健康效应评估康效应评估p中国的重要大城市的城市人口是大气污染物最主要的受害中国的重要大城市的城市人口是大气污染物最主要的受害者。者。p优化城市区域的能源结构优化城市区域的能源结构尤其是工业用能结构、提高用能尤其是工业用能结构、提高用能效率、优化产业结构、调整工业布局,限制高能耗高排放效率、优化产业结构、调整工业布局,限制高能耗高排放产业是有效降低产业是有效降低PM10
15、等可吸入颗粒物的重要途径。等可吸入颗粒物的重要途径。14各种各种工业过程工业过程(燃煤、冶金、(燃煤、冶金、化工、内燃机等)直接排放的化工、内燃机等)直接排放的超细颗粒物;超细颗粒物;可吸入颗粒物的主要形成源,可吸入颗粒物的主要形成源,也是可吸入颗粒物污染控制的也是可吸入颗粒物污染控制的重要对象。重要对象。大气中二次形成的超细颗粒物大气中二次形成的超细颗粒物与气溶胶等。与气溶胶等。可吸入颗粒物可吸入颗粒物目录目录15.1城市环境健康效应经济评估城市环境健康效应经济评估15.2部门污染物排放对公众健康效应的经济评估部门污染物排放对公众健康效应的经济评估15.3边际健康效应的经济损失评估边际健康效
16、应的经济损失评估1515.2部门污染物排放对公众健康效部门污染物排放对公众健康效应的经济评估应的经济评估p15.2.1部门污染物排放对公众健康效应的经济评估部门污染物排放对公众健康效应的经济评估框架框架p15.2.2 吸入因子吸入因子p15.2.3部门污染物排放部门污染物排放p15.2.4 健康效应和经济损失评估健康效应和经济损失评估p15.2.5 中国中国24部门污染物排放对公众健康效应的经部门污染物排放对公众健康效应的经济评估济评估1615.2.1部门污染物排放对公众健康效应部门污染物排放对公众健康效应的经济评估框架的经济评估框架基于吸入因子的城市居民环境健康基于吸入因子的城市居民环境健康
17、经济损失评估框架经济损失评估框架17原因原因:评估具体的能源环境政策的评估具体的能源环境政策的实际效果实际效果p基于污染物的剂量基于污染物的剂量-反应反应(dose-response)关系和暴露人群以及各关系和暴露人群以及各污染物的吸入因子,得到污染物的吸入因子,得到每个部门每个部门的健康效应。的健康效应。p根据根据健康效应对应的经济损失,健康效应对应的经济损失,得到各部门能源消费排放造成的公得到各部门能源消费排放造成的公众健康损失,进而得到部门产出的众健康损失,进而得到部门产出的边际健康效应和能源消费边际健康边际健康效应和能源消费边际健康效应。效应。15.2部门污染物排放对公众健康效部门污染
18、物排放对公众健康效应的经济评估应的经济评估p15.2.1部门污染物排放对公众健康效应的经济评估部门污染物排放对公众健康效应的经济评估框架框架p15.2.2 吸入因子吸入因子p15.2.3部门污染物排放部门污染物排放p15.2.4 健康效应和经济损失评估健康效应和经济损失评估p15.2.5 中国中国24部门污染物排放对公众健康效应的经部门污染物排放对公众健康效应的经济评估济评估1815.2.2 吸入因子吸入因子p吸入因子(吸入因子(iF,也被称为暴露效率或暴露因子,也被称为暴露效率或暴露因子,exposure efficiency或或 exposure factor)指某些特定排放源或某类排放)
19、指某些特定排放源或某类排放源排放的污染物浓度增加,在暴露时间内,所有暴露人群所源排放的污染物浓度增加,在暴露时间内,所有暴露人群所吸收的污染物量占总排放量的比例关系吸收的污染物量占总排放量的比例关系,表达式为:,表达式为:(15-4)p对特定的排放源而言,其对应的吸入因子可以表达为对特定的排放源而言,其对应的吸入因子可以表达为(Ho and Nielsen,2007):(15-5)其中,其中,POPd 指区域指区域d处的人口;处的人口;Cd为为d区域的暴露浓度;区域的暴露浓度;BR则则表示暴露人群的平均呼吸率,通常为表示暴露人群的平均呼吸率,通常为20 m3/日。日。EM为特定为特定排放源的总
20、排放量。排放源的总排放量。19iF 暴露人群,暴露时间个人吸入的污染物总污染物排放量1ndddPOPCBRiFEM15.2.2 吸入因子吸入因子p吸入因子能够简单、透明、综合地反应出污染物排吸入因子能够简单、透明、综合地反应出污染物排放和公众暴露程度之间的关系。放和公众暴露程度之间的关系。p吸入因子是一个相对较新的评估工具,但是已经广吸入因子是一个相对较新的评估工具,但是已经广泛地应用于电厂的环境健康效益评估泛地应用于电厂的环境健康效益评估,工业污染环工业污染环境影响评估境影响评估,交通排放的环境健康效应评估以及一交通排放的环境健康效应评估以及一些区域性评估些区域性评估。p稳健的气象模型表明可
21、以将吸入因子扩展到大范围稳健的气象模型表明可以将吸入因子扩展到大范围的健康评估分析中。的健康评估分析中。2015.2部门污染物排放对公众健康效部门污染物排放对公众健康效应的经济评估应的经济评估p15.2.1部门污染物排放对公众健康效应的经济评估部门污染物排放对公众健康效应的经济评估框架框架p15.2.2 吸入因子吸入因子p15.2.3部门污染物排放部门污染物排放p15.2.4 健康效应和经济损失评估健康效应和经济损失评估p15.2.5 中国中国24部门污染物排放对公众健康效应的经部门污染物排放对公众健康效应的经济评估济评估2115.2.3部门污染物排放部门污染物排放p部门污染物排放的估算可以利
22、用式部门污染物排放的估算可以利用式(15-6)所示的方法:所示的方法:(15-6)其中,其中,表示部门表示部门j对于污染物对于污染物x的排放,其中的排放,其中 x 可分别表示可分别表示为为TSP 和和 SO2,污染物排放包括燃烧排放,污染物排放包括燃烧排放 和工业过程和工业过程排放排放 (非燃烧排放)。(非燃烧排放)。p将能源消费的实物量转化为油当量将能源消费的实物量转化为油当量,过程排放的计算如式过程排放的计算如式:(15-7)其中,其中,表示过程排放率,单位为千吨表示过程排放率,单位为千吨/10亿元和亿元和 表示部门表示部门j的产出。燃烧排放的产出。燃烧排放 则通过式(则通过式(15-8)
23、计算)计算:(15-8)其中,其中,代表化石能源代表化石能源f的排放因子,单位为千吨的排放因子,单位为千吨/10亿吨油当亿吨油当量和量和 为部门为部门j化石能源化石能源f消费量,消费量,f分别为用油当量表示的煤分别为用油当量表示的煤炭、石油、天然气。炭、石油、天然气。22NCCjxjxjxEMEMEMNCjxjxjEMOP()CjxjxfjffEMFjxEMCjxEMNCjxEMjxjOPCjxEMjxfjfF15.2部门污染物排放对公众健康效部门污染物排放对公众健康效应的经济评估应的经济评估p15.2.1部门污染物排放对公众健康效应的经济评估部门污染物排放对公众健康效应的经济评估框架框架p1
24、5.2.2 吸入因子吸入因子p15.2.3部门污染物排放部门污染物排放p15.2.4 健康效应和经济损失评估健康效应和经济损失评估p15.2.5 中国中国24部门污染物排放对公众健康效应的经部门污染物排放对公众健康效应的经济评估济评估2315.2.4 健康效应和经济损失评估健康效应和经济损失评估p通过吸入因子将部门的污染物排放转化为浓度,具体转化计通过吸入因子将部门的污染物排放转化为浓度,具体转化计算如式(算如式(15-9)所示:)所示:(15-9)其中,其中,为部门为部门j排放污染物排放污染物x 的浓度,的浓度,为部门为部门j排放的污排放的污染染x的吸入因子,的吸入因子,BR则表示暴露人群的
25、平均呼吸率,通常为则表示暴露人群的平均呼吸率,通常为20 m3/日,日,为部门为部门j在地区在地区d内排放的污染物内排放的污染物x浓度,浓度,为为地区地区d的暴露人口。通过式(的暴露人口。通过式(15-10)得到污染物)得到污染物x的环境健的环境健康效应:康效应:(15-10)其中,其中,HEh,为污染物为污染物SO2或或PM10导致的导致的h类型的环境健康效应类型的环境健康效应;DRhx为第为第h种环境健康效应的剂量种环境健康效应的剂量-反应关系系数;反应关系系数;C,x为为全国范围内大气污染物全国范围内大气污染物x的平均浓度;的平均浓度;POP则为全国暴露人则为全国暴露人口数。口数。24N
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