能源经济学(第三版)课件第15章

为部门j在地区d内排放的污染物x浓PO度P， d
为
地区d的暴露人口。通过式（15-10）得到污染物x的环境健
康效应：
HE DR C POP
h
hx
x
（15-10）
其中，HEh,为污染物SO2或PM10导致的h类型的环境健康效应 ；DRhx为第h种环境健康效应的剂量-反应关系系数；C,x为全 国范围内大气污染物x的平均浓度；POP则为全国暴露人口24
能源经济学
第十五章 能源健康效应
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目录
15.1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 15.3边际健康效应的经济损失评估
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15.1城市环境健康效应经济评估
15.1.1环境健康效应 15.1.2环境健康效应测度 15.1.3中国城市大气环境污染造成的健康效应评估
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15.2部门污染物排放对公众健康效 应的经济评估
15.2.1部门污染物排放对公众健康效应的经济评估 框架
15.2.2 吸入因子 15.2.3部门污染物排放 15.2.4 健康效应和经济损失评估 15.2.5 中国24部门污染物排放对公众健康效应的经
济评估
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15.2.1部门污染物排放对公众健康效应 的经济评估框架
• 2007年，SO2给上海造成的过早死亡数为1404，约占 SO2造成的过早死亡总数的6.3%。
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15.1.3中国城市大气环境污染造成的健 康效应评估
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。
各种工业过程（燃煤、冶金、
可
化工、内燃机等）直接排放的
吸
超细颗粒物；
入
大气中二次形成的超细颗粒物
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 以城市居民作为暴露人群。
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 损失，对各项能源环境政策进行相应的成本-收益分析提供 重要依据和决策参考。
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15.1.1 环境健康效应
健康效应估算
分别估算每种污染物 带来的健康危害和经济 损失 选其高者作为最后的 评估结果
可吸入颗粒物的主要形成源，
颗
与气溶胶等。
也是可吸入颗粒物污染控制的
粒
重要对象。
物
优化城市区域的能源结构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
产业是有效降低PM10等可吸入颗粒物的重要途径。
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目录
15.1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 15.3边际健康效应的经济损失评估
✓ 能避免重复计算，但是也会 忽略其它污染物带来的损失。
将不同污染物带来的 健康效应相加，作为总 的损失。
✓ 不可避免地出现一些重复计 算的问题。
本章：分别估算PM10和SO2造成的城市居民的健康效应； 将其加总作为总的损失。
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15.1城市环境健康效应经济评估
15.1.1环境健康效应 15.1.2环境健康效应测度 15.1.3中国城市大气环境污染造成的健康效应评估
部门污染物排放的估算可以利用式(15-6)所示的方法：
EM EM NC EM C
jx
jx
jx
（15-6）
其中，EM jx表示部门j对于污染物x的排放，其中 x 可分别表示
为TSP 和 SO2，污染物排放包括燃烧排放 排放 EM jN（xC 非燃烧排放）。
EM C 和工业过程 jx
将能源消费的实物量转化为油当量，过程排放的计算如式：
• 部门能源消费
• 污染物 • 暴露群体 • 吸入因子
• PM10健康效应 • SO2健康效应 • 部门排放的健康效应
原因：评估具体的能源环境政策的 实际效果 ✓基于污染物的剂量-反应（doseresponse）关系和暴露人群以及各 污染物的吸入因子，得到每个部门 的健康效应。
• 部门健康经济损失 • 所有健康损失汇总
15.2.4 健康效应和经济损失评估
部门j排放产生的污染物x造成的第h种环境健康效应 如下：
DOSE
iF N EM
HE (DR
xj ) (DR xj
)xj
xhj x
hx
BR
hx x
BR
• 部门边际健康效应 • 能源边际健康效应
✓根据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 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 效应。
基于吸入因子的城市居民环境健康
经济损失评估框架
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15.2部门污染物排放对公众健康效 应的经济评估
15.2.1部门污染物排放对公众健康效应的经济评估 框架
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 下。
一种较为粗略的估算：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。
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15.1.2 环境健康效应测度
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：
HEVrxh Vxh HExrh
（15-2）
15.1.1环境健康效应 15.1.2环境健康效应测度 15.1.3中国城市大气环境污染造成的健康效应评估
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15.1.3中国城市大气环境污染造成的健 康效应评估
剂量—反应关系和健康效应的系数估值
PM10的健康效应 过早死亡人数
呼吸道疾病入院次数 急诊
受限活动天数 下呼吸道感染及儿童哮喘病
哮喘病例数 慢性支气管炎病例数 呼吸道症状病例数
修正后估算 413272 1956 159 16 89 2.8 53614 4
1.95 10000
5
370000 6.2 6.2
413272
7
7
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15.1.3中国城市大气环境污染造成的健 康效应评估
大气污染的健康效应和经济损失（113个城市）
PM10导致的健康效应 过早死亡人数 呼吸道疾病入院次数 急诊 受限活动天数 下呼吸道感染及儿童哮喘 哮喘病例数 慢性支气管炎病例数 呼吸道症状病例数 PM10导致的健康效应经济损失 合计 SO2导致的健康效应 过早死亡人数 胸部不适病例数 下呼吸道感染/儿童哮喘病 SO2导致的健康效应经济损失 合计
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15.1.2 环境健康效应测度
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—反应关系（Dose-Response）。
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：
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 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 不适和下呼吸道感染/儿童哮喘。
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15.2部门污染物排放对公众健康效 应的经济评估
15.2.1部门污染物排放对公众健康效应的经济评估 框架
15.2.2 吸入因子 15.2.3部门污染物排放 15.2.4 健康效应和经济损失评估 15.2.5 中国24部门污染物排放对公众健康效应的经
济评估
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15.2.3部门污染物排放
排放源的总排放量。
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15.2.2 吸入因子
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。
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，工业污染环 境影响评估，交通排放的环境健康效应评估以及一 些区域性评估。
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。
THEV HEVrxh
r xh
（15-3）
其中， HEVrxh 代表r地区由于污染物x（SO2， PM10）导致的h 类型的环境健康效应造成的经济损失， Vxh 表示污染物x导 致的h类型的环境健康效应的单位损失估值， THEV表征我
国大气污染导致居民健康效应的总经济损失。
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15.1城市环境健康效应经济评估
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（15-9）所示：
DOSE iF N EM BR C POP
xj
jx
jx
xdj
d
（15-9）
d
其中，DOSE 为部门j排放污染物x 的浓度，iF N 为部门j排放的污
xj
xj
Leabharlann Baidu
染x的吸入因子，BR则表示暴露人群的平均呼吸率，通常为
20 mC3/x日dj ，
PM10影响 SO2影响
• 最严重的前五个城市分别为北京、上海、 西安、天津和武汉。
• 北京也是113个城市中PM10日平均浓度 最高的城市，达到148ug/m3。
• 2007年，北京市由PM10造成的过早死亡数达到3297， 约占PM10造成的总过早死亡数的7.8%。
• 最为严重的前五个城市则为上海、北京、 天津、广州和成都。
506.33 804.12 19398.06
影响公众健康 的最主要的污
44.34 1571.12
染物
70555.92
16316.06 ✓ SO2造成的其
110265.85
他健康效应相
9163.48
对较小
787.44
0.39
9951.31
136533.21
11255978.54
12
1.21%
15.1.3中国城市大气环境污染造成的健 康效应评估
采用由哈佛大学Ho和Jorgenson(2007)在世界银行的研究基 础上修正后的剂量—反应关系表达式。
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15.1.2 环境健康效应测度
HExrh DRxh Crx POPr
(15-1)
其中，HExhr为r地区由于污染物x（SO2， PM10）导致的h类型 的环境健康效应； DRxh 为污染物x的第h种环境健康效应的 剂量—反应关系系数；Crx为r地区大气污染物x的浓度； POPr则为r地区的人口数。
SO2的健康效应 过早死亡人数 胸部不适病例数 下呼吸道感染及儿童哮喘病
剂量—反应关系系数（污 染物浓度增加1ug/m3 ，
百万人发生数）
损失估值 （人民币/元，2007年价格）
1.95 12 235 57500 23 2608 61 183000
Ho（2007）估算 370000 1751 142 14 80 2.5 48000 3.7
EM NC OP
jx
jx j
（15-7）
其中，
jx表示过程排放率，单位为千吨/10亿元和
OP j
表示部门j
的产出。燃烧排放EM
C jx
则通过式（15-8）计算：
EM C jx
( F ) jxf jf
（15-8）
f
其中， jxf 代表化石能源f的排放因子，单位为千吨/10亿吨油当
量和Fjf 为部门j化石能源f消费量，f分别为用油当量表示的煤
15.2.2 吸入因子 15.2.3部门污染物排放 15.2.4 健康效应和经济损失评估 15.2.5 中国24部门污染物排放对公众健康效应的经
济评估
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15.2.2 吸入因子
吸入因子（iF，也被称为暴露效率或暴露因子，exposure efficiency或 exposure factor）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 吸收的污染物量占总排放量的比例关系，表达式为：
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15.1.1 环境健康效应
公认的大气污染物主要为颗粒物，如TSP（总悬浮颗粒物） 、可吸入颗粒物 （PM10）、细微颗粒物（PM2.5）、二氧 化硫（SO2）和二氧化氮（NO2）等。
煤燃烧后产生的悬浮颗粒物和二氧化硫会成为主要的大气污 染物（阚海东等，2002）。
关于城市大气污染造成的健康效应研究，以SO2和TSP或者 PM10为主。
个人吸入的污染物
iF 暴露人群，暴露时间 总污染物排放量
（15-4）
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)：
iF
n POP C BR
d 1
d
d
EM
（15-5）
其中，POPd 指区域d处的人口；Cd为d区域的暴露浓度；BR则 表示暴露人群的平均呼吸率，通常为20 m3/日。EM为特定
炭、石油、天然气。
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15.2部门污染物排放对公众健康效 应的经济评估
15.2.1部门污染物排放对公众健康效应的经济评估 框架
15.2.2 吸入因子 15.2.3部门污染物排放 15.2.4 健康效应和经济损失评估 15.2.5 中国24部门污染物排放对公众健康效应的经
济评估
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15.2.4 健康效应和经济损失评估
健康经济损失合计 113城市GDP合计 健康经济损失合计占GDP比重
病例数
经济损失（百万元）
42069 258886 5069856 1240496778 496199 56264619 1316005 3948015831
22173 113707603
56854
17385.96 ✓ PM10已成为