清華新聞網(wǎng)9月23日電 空氣污染在引發(fā)一系列健康及經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，也可能導(dǎo)致消費(fèi)者行為和能源生產(chǎn)條件的變化，從而改變這些損失的強(qiáng)度。清華大學(xué)地學(xué)系副教授劉竹研究組博士后何盼與國(guó)內(nèi)外學(xué)者合作，采用統(tǒng)計(jì)回歸模型方法，應(yīng)用微觀(guān)級(jí)別電力消費(fèi)數(shù)據(jù)，探究了空氣污染導(dǎo)致的能源需求和供給的改變及其可能帶來(lái)的間接損失。
本研究以美國(guó)亞利桑那州鳳凰城大都市區(qū)為案例，利用2013-2018年間小時(shí)級(jí)別住宅及商用建筑電力消費(fèi)和太陽(yáng)能發(fā)電數(shù)據(jù)，從需求端和供給端分析了空氣污染對(duì)住宅及商用建筑電力消費(fèi)和分布式太陽(yáng)能發(fā)電量的影響。模型采用工具變量方法解決空氣污染和能源使用互為因果導(dǎo)致的內(nèi)生性問(wèn)題，結(jié)合高精度電力消費(fèi)記錄及調(diào)查數(shù)據(jù)，精確刻畫(huà)不同社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位群體的能源使用模式并評(píng)估其受到空氣污染的影響。
分析結(jié)果顯示，PM10和PM2.5的濃度上升均會(huì)導(dǎo)致住宅用電量的顯著增加，其中PM2.5的影響更大。產(chǎn)生這一結(jié)果的原因在于消費(fèi)者可能因規(guī)避空氣污染帶來(lái)的健康損失而減少室外活動(dòng)。而隨著室內(nèi)活動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng)，能源的需求（包括空調(diào)、供暖及各類(lèi)電器使用）也可能有所上升，同時(shí)自然通風(fēng)變?yōu)闄C(jī)械通風(fēng)，亦可能帶來(lái)更多的能源使用。通過(guò)對(duì)小時(shí)級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析，本研究發(fā)現(xiàn)這一增長(zhǎng)主要集中在白天，而夜晚的能源消費(fèi)反而有所下降。這可能是由于居家時(shí)間變長(zhǎng)，導(dǎo)致消費(fèi)者將許多原本在夜晚進(jìn)行的活動(dòng)（如洗衣服等家務(wù)勞動(dòng)）移至白天進(jìn)行所導(dǎo)致的結(jié)果。同時(shí)，低收入組和西班牙裔家庭受到的影響更大，可能的原因在于處于不利社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位的消費(fèi)者在空氣污染下的暴露水平可能更高，且住宅和電器的能源效率可能更低，從而因空氣污染帶來(lái)的電力消費(fèi)增長(zhǎng)可能更大。對(duì)商業(yè)建筑而言，空氣污染的影響整體并不顯著，但零售業(yè)、娛樂(lè)與服務(wù)業(yè)的商用建筑出現(xiàn)了電力消費(fèi)的上升，表明此類(lèi)商業(yè)建筑成為了室外娛樂(lè)活動(dòng)的替代場(chǎng)所。在能源供給側(cè)，PM2.5和PM10濃度均會(huì)造成太陽(yáng)能發(fā)電量的下降，住宅受到的影響程度更大。這可能是因?yàn)槠漯B(yǎng)護(hù)程度低于商用建筑電池板。
顆粒物濃度對(duì)住宅電力消費(fèi)的邊際影響（由于電力價(jià)格這一控制變量在小時(shí)級(jí)數(shù)據(jù)中有較多缺失，本研究分別在控制和不控制價(jià)格的情況下進(jìn)行了回歸作為穩(wěn)健性檢驗(yàn)）
作為當(dāng)前世界各國(guó)環(huán)境管理的重點(diǎn)，大氣污染防治正不斷趨于科學(xué)化、精準(zhǔn)化。在污染控制政策的設(shè)計(jì)中，無(wú)論是控制目標(biāo)的制定，還是不同政策工具的選取，都需要費(fèi)用-效益分析為決策過(guò)程提供輔助和支持；而這一分析的可靠性，有賴(lài)于對(duì)空氣污染帶來(lái)健康和經(jīng)濟(jì)損失的準(zhǔn)確衡量?，F(xiàn)有研究對(duì)空氣污染損失的評(píng)估多集中于暴露帶來(lái)的直接損害，而較少關(guān)注因消費(fèi)者行為和能源生產(chǎn)過(guò)程受到影響而導(dǎo)致的損失。本研究結(jié)果表明，在計(jì)算空氣污染造成的邊際損害素時(shí)，政策制定者需要明確考慮因消費(fèi)者行為和清潔能源技術(shù)收到的影響而產(chǎn)生的損失，否則將低估導(dǎo)致污染控制政策帶來(lái)的收益及其對(duì)能源公平的促進(jìn)作用。同時(shí)，清潔能源的發(fā)展應(yīng)考慮空氣污染的負(fù)面影響，并采取相應(yīng)的措施（例如住宅用戶(hù)傳達(dá)清潔和維護(hù)太陽(yáng)能電池板的重要性）以降低這一負(fù)面影響。
9月21日，該研究成果在《自然-能源》（Nature Energy）上發(fā)表這篇題為“顆粒物污染導(dǎo)致住宅電力消費(fèi)增加”（Increase in domestic electricity consumption from particulate air pollution）的研究論文。清華大學(xué)地學(xué)系博士后何盼、美國(guó)馬里蘭大學(xué)公共政策系副教授邱月明、博士生梁靜為本文第一共同作者及通訊作者，杜克大學(xué)環(huán)境學(xué)院博士生李青染及Salt River Project的首席分析師Xing Bo在數(shù)據(jù)采集、模型構(gòu)建和論文撰寫(xiě)方面提供了重要幫助。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41560-020-00699-0
供稿：地學(xué)系
編輯：李華山
審核：程曦
