劉泓汛 陳佳琪 彭千蕓 李江龍

摘要：家庭能源綠色低碳轉(zhuǎn)型是一個(gè)關(guān)系到中國(guó)數(shù)億居民福祉且待妥善解決的問題。基于中國(guó)健康與養(yǎng)老追蹤調(diào)查數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，使用天然氣或電力替代散煤等固體燃料能顯著降低暴露人群慢性阻塞性肺疾病、心臟病和中風(fēng)等疾病的患病概率。在此基礎(chǔ)上，以陜西省家庭能源轉(zhuǎn)型為例，利用患病概率估計(jì)值測(cè)算居民健康改善帶來的環(huán)境效益，同時(shí)考慮溫室氣體減少的低碳協(xié)同效益以及轉(zhuǎn)型的經(jīng)濟(jì)成本，全面評(píng)估三種家庭能源清潔轉(zhuǎn)型方式的凈效益。結(jié)果表明，基于陜西省的電力結(jié)構(gòu)和能源價(jià)格等現(xiàn)狀，三種轉(zhuǎn)型方式的凈效益均為負(fù)，不同轉(zhuǎn)型方式的負(fù)效益程度具有明顯差別。為了加快家庭部門實(shí)現(xiàn)清潔能源轉(zhuǎn)型，短期內(nèi)需要政府通過提供補(bǔ)貼等方式引導(dǎo)支持居民采用高效的用能設(shè)備，同時(shí)加快天然氣市場(chǎng)完善和電力部門清潔低碳化轉(zhuǎn)型。

關(guān)鍵詞：家庭能源轉(zhuǎn)型;減污降碳;公共衛(wèi)生健康;成本—效益分析;“雙碳”

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-2848-2024（01）-0088-16

一、問題提出

改革開放以來，中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得了舉世矚目的成就，但同時(shí)也產(chǎn)生了環(huán)境污染問題，這是實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展和滿足人民對(duì)美好生活向往的重難點(diǎn)。2022年，在全國(guó)339個(gè)地級(jí)及以上城市中，環(huán)境空氣質(zhì)量超標(biāo)的城市有126個(gè)，占全部城市的37.2%;細(xì)顆粒物（PM2.5）年均濃度29微克/立方米，雖比2021年下降了3.3%① ，但仍遠(yuǎn)高于世界衛(wèi)生組織設(shè)定的5微克/立方米的年均濃度限值② 。由能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不合理引起的室內(nèi)外空氣污染已成為當(dāng)前全球最為嚴(yán)重及引人關(guān)注的環(huán)境健康問題之一。許多流行病學(xué)及病理學(xué)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了空氣污染與居民死亡率、各類疾病發(fā)病率之間的聯(lián)系，特別是呼吸系統(tǒng)和心血管疾病[1]。

黨的二十大強(qiáng)調(diào)要推進(jìn)“美麗中國(guó)”建設(shè)和“健康中國(guó)”建設(shè)。改善空氣質(zhì)量、減少空氣污染導(dǎo)致的健康損害，是建設(shè)“美麗中國(guó)”和“健康中國(guó)”的重要任務(wù)，業(yè)已成為政府工作的重要內(nèi)容。“廣泛形成綠色生產(chǎn)生活方式，碳排放達(dá)峰后穩(wěn)中有降，生態(tài)環(huán)境根本好轉(zhuǎn)，美麗中國(guó)目標(biāo)基本實(shí)現(xiàn)”是2035年中國(guó)發(fā)展總體目標(biāo)的重要組成部分。家庭部門是能源（尤其是散煤等固體燃料）的一大消費(fèi)主體，相對(duì)于電力、天然氣等清潔能源，固體燃料難以充分燃燒，以散煤等固體燃料為主的生活能源消費(fèi)會(huì)產(chǎn)生大量的污染物排放。同樣1噸煤，散燒煤的大氣污染物排放量是燃煤電廠的10倍以上。此外，較之電力和工業(yè)部門，家庭部門產(chǎn)生的污染物往往不經(jīng)過任何末端處理，被直接排放到大氣中。家庭部門已經(jīng)成為主要的大氣污染物排放來源之一，對(duì)人類健康構(gòu)成極大威脅[2-3]。

因此，加速家庭部門清潔能源轉(zhuǎn)型，已成為治理空氣污染的重要抓手。供暖作為居民直接能耗碳排放的主要來源之一，導(dǎo)致中國(guó)南北部地區(qū)碳強(qiáng)度存在較大差異[4-5]。從2015年起，中國(guó)政府便開始逐漸落實(shí)“煤改氣”和“煤改電”等一系列家庭能源轉(zhuǎn)型政策，實(shí)施范圍從最初的京津冀試點(diǎn)城市已逐漸擴(kuò)大到整個(gè)北方地區(qū)。目前，中國(guó)家庭能源轉(zhuǎn)型政策著力于針對(duì)北方地區(qū)家庭取暖用能轉(zhuǎn)型，特別是對(duì)未實(shí)現(xiàn)集中供暖的家庭，用天然氣、電力等替代家庭固體燃料（主要是散煤和部分未經(jīng)處理的生物質(zhì)）燃燒，實(shí)現(xiàn)冬季清潔取暖。但是，由于實(shí)施清潔能源轉(zhuǎn)型需要一定成本，各地清潔取暖的推進(jìn)大多需要政府補(bǔ)貼和行政降價(jià)。截至2016年底，北方地區(qū)仍有80%以上建筑面積使用燃煤取暖，年耗煤量約4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中一半是散燒煤，主要分布在農(nóng)村地區(qū)①。農(nóng)村家庭能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的不合理直接影響到農(nóng)村居民福利，除帶來健康問題外，固體燃料的低效使用還可能限制物質(zhì)資本和人力資本積累，導(dǎo)致能源貧困和經(jīng)濟(jì)貧困的惡性循環(huán)。習(xí)近平總書記在中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第十四次會(huì)議上指出，“推進(jìn)北方地區(qū)冬季清潔取暖，關(guān)系北方地區(qū)廣大群眾溫暖過冬，關(guān)系霧霾天能不能減少，是能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命、農(nóng)村生活方式革命的重要內(nèi)容”。2017年，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)牽頭頒布《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃（2017—2021年）》，對(duì)北方地區(qū)冬季清潔取暖提出了明確要求和具體部署，在此目標(biāo)下，各地方從自身實(shí)際出發(fā)，制定科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)可行、環(huán)保高效的清潔取暖實(shí)施方案尤為重要。

為了給地方推行合理的清潔取暖方案提供建議參考，已有研究從大氣環(huán)境、公共健康等角度探討了中國(guó)家庭使用清潔能源替代固體燃料的社會(huì)效益與成本。Liu等[6]基于反事實(shí)分析表明，如果能實(shí)現(xiàn)京津冀地區(qū)家庭清潔能源轉(zhuǎn)型，會(huì)大大降低該地區(qū)的PM2.5 濃度。特別地，在冬季，家庭部門用能對(duì)大氣環(huán)境的影響比電力、工業(yè)等其他部門更大。Yu等[7]通過對(duì)中國(guó)慢性病的前瞻性研究分析發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期使用固體燃料的群體，其因心血管或呼吸系統(tǒng)疾病死亡的風(fēng)險(xiǎn)顯著高于使用清潔燃料的群體。隨著低碳逐漸成為社會(huì)各界關(guān)注的熱點(diǎn)，近期有研究開始在家庭部門清潔能源轉(zhuǎn)型的研究框架中納入對(duì)碳排放的影響。例如，Wang等[8]結(jié)合電力系統(tǒng)的能耗及排放指出，中國(guó)清潔取暖過程中實(shí)施的“煤改電”政策，存在增加溫室氣體排放的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)也有部分研究就中國(guó)家庭使用清潔能源替代固體燃料的成本進(jìn)行了核算。Liu等[2]基于建筑設(shè)計(jì)能耗指標(biāo)，分析了京津冀地區(qū)農(nóng)村家庭使用不同清潔取暖設(shè)備替代燃煤取暖的成本負(fù)擔(dān)。Zhou等[3]對(duì)北方地區(qū)不同清潔取暖方案的空氣污染—公共健康—?dú)夂蜃兓瘏f(xié)同效益及其經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行了綜合分析比較，長(zhǎng)期來看，高效的空氣源熱泵較之天然氣壁掛爐、電暖器等設(shè)備更值得推廣。

已有文獻(xiàn)為研究家庭部門清潔能源轉(zhuǎn)型的效益與成本奠定了重要基礎(chǔ)，但還存在以下不足。首先，現(xiàn)有關(guān)于固體燃料燃燒對(duì)健康的影響多基于室外污染，針對(duì)固體燃料燃燒造成室內(nèi)空氣污染從而影響健康的量化研究嚴(yán)重不足。而由于空間相對(duì)密閉，空氣流通性較低，同時(shí)居民停留時(shí)間較長(zhǎng)，室內(nèi)空氣污染對(duì)居民健康具有不可忽視的影響。其次，多數(shù)研究的樣本量較小，多以婦女和兒童為研究對(duì)象，并且大都局限在特定地區(qū)，不能全面反映整體情況[9]。最后，現(xiàn)有的研究多從單方面的效益或成本對(duì)家庭清潔能源轉(zhuǎn)型的影響進(jìn)行評(píng)估，成本—效益分析不足，特別缺乏對(duì)效益進(jìn)行貨幣量化的比較研究，這是直接決定政府和居民轉(zhuǎn)型方案設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

在已有研究基礎(chǔ)上，本文首先基于中國(guó)健康與養(yǎng)老追蹤調(diào)查（CHARLS）公布的微觀數(shù)據(jù)，構(gòu)建經(jīng)濟(jì)學(xué)模型，對(duì)家庭部門使用散煤等固體燃料對(duì)居民健康的影響進(jìn)行量化評(píng)估，估計(jì)家庭固體燃料燃燒對(duì)居民患病的影響系數(shù)，以便進(jìn)一步量化家庭能源轉(zhuǎn)型帶來的健康改善;進(jìn)而在碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)背景下，以陜西省為例，對(duì)2020年陜西省實(shí)施家庭清潔能源轉(zhuǎn)型的幾種主要方案產(chǎn)生的環(huán)境效益（即貨幣化健康改善）、低碳效益及經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行核算和比較，研究框架如圖1所示。

二、方法介紹與數(shù)據(jù)說明

（一）評(píng)估家庭能源消費(fèi)對(duì)居民健康的影響：傾向得分匹配模型

本文首先構(gòu)建經(jīng)濟(jì)學(xué)模型，驗(yàn)證家庭使用散煤等固體燃料是否對(duì)居民健康存在顯著影響。考慮到家庭使用固體燃料和居民健康狀況之間可能存在雙向因果關(guān)系①，本文基于Grossman[10]提出的健康生產(chǎn)函數(shù)，采用傾向得分匹配（PSM）模型，評(píng)估家庭使用固體燃料是否會(huì)對(duì)居民健康產(chǎn)生顯著影響及潛在的影響大小。具體地，基于Grossman健康生產(chǎn)函數(shù)，本文構(gòu)建如下方程：Yit =α+β1Dit +β2X1，it +β3X2，it +β4X3，it +εit （1）其中，Yit 代表個(gè)體i 在t 年的健康狀況。本文采用虛擬變量代表個(gè)體是否患有某種特定類型的疾病。此前，許多研究從流行病學(xué)及病理學(xué)角度研究了空氣污染與各類疾病發(fā)病率之間的聯(lián)系。在評(píng)估家庭能源轉(zhuǎn)型的健康改善中，本文將已經(jīng)前人證實(shí)與空氣質(zhì)量相關(guān)度較大的五種疾病作為主要研究對(duì)象，包括中風(fēng)、慢性阻塞性肺疾?。璺危⒏哐獕?、心臟病和哮喘五種疾病，以及居民的自評(píng)健康狀況（衡量家庭使用固體燃料造成家庭表1 PSM模型變量及其解釋說明分類變量符號(hào)變量含義及取值說明被解釋變量Hyp 是否患高血壓，1=是，0=否Cop 是否患慢阻肺，1=是，0=否Hea 是否患心臟病，1=是，0=否Str 是否患中風(fēng)，1=是，0=否Ast 是否患哮喘，1=是，0=否Psy 自評(píng)健康狀況，1=不好，0=好核心解釋變量Fue 家中是否使用固體燃料如煤炭、薪柴等，1=是，0=否個(gè)體特征Age 年齡，歲Gen 性別，1=男性，0=女性Edu 受教育程度，2=大學(xué)及以上，1=初高中，0=小學(xué)及以下Mar 婚姻狀況，1=已婚，0=未婚生活習(xí)慣Smo 是否有吸煙史，1=是，0=否Sle 每天睡眠時(shí)間，時(shí)家庭特征Exp 家庭年支出，元Wat 是否有自來水，1=有，0=沒有Rur 家庭所在地，1=農(nóng)村，0=城鎮(zhèn)成員心理上對(duì)健康的擔(dān)憂）。Dit 表示個(gè)體i 是否使用固體燃料用于烹飪或取暖。X 為控制變量，其中，X1，it 代表影響居民健康的一系列個(gè)體特征，包括年齡、性別、受教育程度、婚姻狀況;X2，it 代表居民的生活習(xí)慣，采用是否有吸煙史和每天睡眠時(shí)間衡量;X3，it代表居民所在家庭的家庭特征，包括家庭年支出、是否有自來水、家庭所在地是城市還是農(nóng)村。α 是常數(shù)項(xiàng)，β 衡量了其所對(duì)應(yīng)解釋變量對(duì)被解釋變量的影響，εit 為誤差項(xiàng)。變量的定義及其具體說明如表1所示。

（二）數(shù)據(jù)來源

本文研究所涉及的微觀數(shù)據(jù)來自中國(guó)健康與養(yǎng)老追蹤調(diào)查。該調(diào)查是北京大學(xué)國(guó)家發(fā)展研究院和中國(guó)社會(huì)科學(xué)調(diào)查中心合作的一項(xiàng)長(zhǎng)期調(diào)研項(xiàng)目，于2011年開展，此后每?jī)傻饺曜粉櫼淮?，覆蓋150個(gè)縣級(jí)單位、450個(gè)村級(jí)單位、約1萬戶家庭中的1.7萬人。該項(xiàng)目收集了大量關(guān)于人口基本特征、家庭、住房、居民健康狀況和支出等信息的高質(zhì)量微觀數(shù)據(jù)。本文采用家庭支出作為衡量家庭長(zhǎng)期收入的指標(biāo)①。此外，CHARLS還收集了居民健康狀況及家庭用于取暖和烹飪的燃料類型等詳細(xì)信息，能很好地滿足家庭能源消費(fèi)、室內(nèi)空氣污染和居民健康等相關(guān)研究的數(shù)據(jù)需求。本文采用2011、2013、2015和2018年數(shù)據(jù)，研究家庭能源消費(fèi)對(duì)居民健康的影響②。

三、家庭能源消費(fèi)對(duì)居民健康影響的實(shí)證研究結(jié)果

（一）家庭能源消費(fèi)情況及居民健康狀況

為了量化評(píng)估家庭能源消費(fèi)對(duì)居民健康的影響，本文將樣本分為兩組：一組是使用固體燃料的家庭（處理組），另一組是未使用固體燃料的家庭（控制組）。兩個(gè)子樣本的連續(xù)型和離散型變量描述性統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果分別見表2和表3。數(shù)據(jù)表明，處理組與控制組在人口特征、生活習(xí)慣、家庭特征等方面均存在差異。其中，處理組中患慢阻肺、心臟病、中風(fēng)和哮喘的人群比例高于控制組對(duì)應(yīng)的患病人群比例。而且，處理組中認(rèn)為自身健康狀況不好的人群比例也顯著高于控制組中的比例。由此推測(cè)，處理組人群的健康狀況可能并不是隨機(jī)發(fā)生的。因此，本文進(jìn)一步通過構(gòu)建PSM模型，消除自選擇偏差，以驗(yàn)證家庭使用固體燃料對(duì)居民健康的影響。

（二）傾向得分值計(jì)算結(jié)果

在使用PSM 模型評(píng)估家庭使用固體燃料對(duì)居民健康的影響之前，參考已有文獻(xiàn)中的通用做法，本文先構(gòu)建Logistic模型估計(jì)PSM模型中的傾向得分值。為了避免部分?jǐn)?shù)據(jù)缺失導(dǎo)致各個(gè)健康變量對(duì)應(yīng)的樣本量有所差異，本文采用每種健康變量所對(duì)應(yīng)的樣本量分別計(jì)算傾向得分值。本文加入了城市固定效應(yīng)，控制城市層面不隨時(shí)間變化因素對(duì)結(jié)果的干擾。此外，考慮到政策在時(shí)間維度上的推進(jìn)常是由省級(jí)主導(dǎo)，故在控制城市固定效應(yīng)的基礎(chǔ)上，還考慮了省份—年份交互固定效應(yīng)，以控制省份和時(shí)間層面上實(shí)施的一系列可能影響固體燃料選擇的政策①。表4列示了Logistic模型的估計(jì)結(jié)果，參數(shù)估計(jì)值表示該解釋變量對(duì)被調(diào)查者所在家庭使用固體燃料可能性的影響程度。

（三）平衡性檢驗(yàn)

為了考察處理組和控制組樣本在匹配后能否較好地平衡數(shù)據(jù)，本文對(duì)協(xié)變量進(jìn)行了平衡性檢驗(yàn)。結(jié)果表明，匹配前處理組和控制組在人口特征、生活習(xí)慣、家庭特征等變量上均存在不同程度的差異，匹配后，處理組和控制組的樣本在各變量上的差異均得到了大幅減?。ǔ龖糁餍詣e和婚姻狀況）②。同時(shí)，匹配前后實(shí)驗(yàn)組和控制組樣本的傾向得分值核密度分布表明，匹配前二者的分離趨勢(shì)存在明顯的差異，但在匹配后，處理組和控制組的傾向得分值相較于匹配之前的密度分布更加接近。兩組之間的差異在很大程度上得到了消減③。

（四）中國(guó)家庭清潔能源轉(zhuǎn)型的健康影響系數(shù)估計(jì)結(jié)果

在此基礎(chǔ)上，本文基于以上影響家庭使用固體燃料的因素，估算得到每個(gè)樣本使用固體燃料的概率，并以此作為傾向得分值。本文選取了三種匹配方法（一對(duì)一近鄰匹配、一對(duì)四近鄰匹配、卡尺內(nèi)一對(duì)四匹配），對(duì)6個(gè)健康指標(biāo)按照傾向得分值進(jìn)行處理組和控制組匹配，用于計(jì)算家庭使用固體燃料的平均處理效應(yīng)（ATT），以有效度量使用固體燃料對(duì)居民健康的實(shí)際影響。模型的參數(shù)估計(jì)結(jié)果見表5。

研究表明，中國(guó)家庭使用固體燃料會(huì)顯著增加家庭成員的慢阻肺、心臟病和中風(fēng)的發(fā)病率。而且，家庭使用固體燃料還顯著增加了家庭成員對(duì)自己健康的擔(dān)憂。采用不同匹配方法得出的平均處理效應(yīng)接近，可見估計(jì)結(jié)果對(duì)匹配方法及匹配個(gè)數(shù)的選擇并不敏感，較為穩(wěn)健。具體地，家庭使用固體燃料會(huì)使家庭成員患慢阻肺、心臟病和中風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)增加。本文的估計(jì)結(jié)果與已有文獻(xiàn)對(duì)固體燃料使用/室內(nèi)空氣污染對(duì)居民健康影響的結(jié)論基本一致[11]。

（五）穩(wěn)健性檢驗(yàn)

本文采用了面板二值選擇模型和線性概率模型對(duì)中國(guó)家庭清潔能源轉(zhuǎn)型的健康改善進(jìn)行二次評(píng)估，以檢驗(yàn)使用傾向得分匹配模型估計(jì)結(jié)果的穩(wěn)健性。如表6所示，估計(jì)結(jié)果表明，除心臟病外，基于面板二值選擇模型和線性概率模型的估計(jì)結(jié)果與使用傾向得分匹配模型得出的結(jié)果基本一致。

本文選取的被解釋變量主要是呼吸系統(tǒng)及心血管方面的疾病，依據(jù)已有流行病學(xué)研究[12]，這類疾病受空氣污染影響的可能性很大。借鑒Qiu等[11]的做法，本文使用相同的PSM 模型，將被解釋變量更換為受空氣污染直接影響可能性較小的幾類疾病，如糖尿病/高血糖、惡性腫瘤、肝臟疾病和腎臟疾病，作為本文研究結(jié)果的另一種穩(wěn)健性檢驗(yàn)。表7結(jié)果表明，上述這些疾病的處理效應(yīng)均不顯著?？梢姡彝ナ褂霉腆w燃料對(duì)家庭成員健康的直接影響主要在于呼吸系統(tǒng)和心血管方面，與相關(guān)流行病學(xué)領(lǐng)域的研究結(jié)果一致。

四、中國(guó)家庭清潔能源轉(zhuǎn)型的效益與成本分析———以陜西省為例

家庭使用固體燃料不僅會(huì)造成嚴(yán)重的室內(nèi)空氣污染，也會(huì)影響環(huán)境空氣質(zhì)量[3，13]。目前已有大量研究表明，家庭清潔能源轉(zhuǎn)型能夠大幅改善空氣質(zhì)量，尤其是在秋冬季節(jié)[3，8]。但是，關(guān)于家庭清潔能源轉(zhuǎn)型在具體實(shí)施過程中，該如何選擇固體燃料的替代方案，以增加社會(huì)效益，減少資源浪費(fèi)，目前還處于實(shí)踐探索階段，也是學(xué)界熱議的一個(gè)重要話題，尚未得到統(tǒng)一結(jié)論。因此，本文在前文得出的家庭使用固體燃料對(duì)居民患病的影響系數(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步以陜西省為例，估計(jì)能源轉(zhuǎn)型改善居民健康的環(huán)境效益，以及減少溫室氣體排放的低碳效益，并對(duì)各類轉(zhuǎn)型方案的效益與成本進(jìn)行定量對(duì)比，為合理推進(jìn)家庭能源轉(zhuǎn)型提供方案建議。

（一）家庭清潔能源轉(zhuǎn)型情景設(shè)定

自2017年以來，陜西省以關(guān)中平原地區(qū)為重點(diǎn)，大力推進(jìn)家庭散煤治理和清潔取暖①。2018年，陜西省政府多部門聯(lián)合發(fā)布《陜西省冬季清潔取暖實(shí)施方案（2017—2021年）》。截至2019年底，陜西省完成城鄉(xiāng)居民“煤改氣”“煤改電”等清潔能源轉(zhuǎn)型249萬戶，并在2020年繼續(xù)對(duì)75萬戶家庭實(shí)施清潔能源替代，確保完成關(guān)中平原地區(qū)清潔取暖。因此，陜西省預(yù)計(jì)將完成一共324萬戶家庭的清潔能源轉(zhuǎn)型。本文基于已有的研究文獻(xiàn)和陜西省家庭散煤治理政策與實(shí)踐，就目前政府主要推廣的幾類家用取暖和烹飪?cè)O(shè)備，假定以上陜西省關(guān)中平原地區(qū)家庭實(shí)施清潔能源轉(zhuǎn)型存在以下三種情景：

情景一：“煤改氣”，取暖設(shè)備為天然氣壁掛爐，烹飪?cè)O(shè)備為燃?xì)庠睢?/p>

情景二：“煤改電”，取暖設(shè)備為空氣源熱泵（空氣源熱泵通過將室外的低位勢(shì)能轉(zhuǎn)換為高位勢(shì)能為室內(nèi)供暖，效率能達(dá)到一般電暖器的2～4倍）②，烹飪?cè)O(shè)備為電磁爐。

情景三：“煤改電”，取暖設(shè)備為蓄熱式電暖器（蓄熱式電暖器可以在電力負(fù)荷低谷時(shí)段蓄電并在全天釋放熱能），烹飪?cè)O(shè)備采用電磁爐。

（二）家庭清潔能源轉(zhuǎn)型的空氣污染排放變化

取暖和炊事（做飯和燒水等）是家庭部門兩大主要能源服務(wù)?；诟黝惸茉吹臒嶂?、各類設(shè)備的效率，結(jié)合本文的調(diào)研，估算得到陜西省平均一個(gè)普通三口之家使用煤爐、電磁爐和燃?xì)庠钸M(jìn)行炊事的能耗量分別約為每天1千克煤炭、5千瓦時(shí)電力和1立方米天然氣。家庭取暖所需的能耗量取決于不同能源品種的熱值、取暖設(shè)備的能效、家庭取暖面積和取暖時(shí)長(zhǎng)以及建筑保溫性能等因素，本文通過下式計(jì)算陜西省平均每戶家庭用于取暖的能耗量[3]：

其中，EDHm 表示每戶家庭每年因取暖而產(chǎn)生的不同品種能源的需求量（m 為煤炭、天然氣或電力）;HD 是基于陜西省建筑能耗調(diào)研數(shù)據(jù)的家庭年均耗熱量，約為600 兆焦/平方米③[14];HA 表示平均每戶家庭的取暖面積，本文參考《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃（2017—2021年）》中提供的北方15?。ㄊ校┤∨娣e，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的各地區(qū)人口數(shù)量與城鄉(xiāng)人口比重，以及中國(guó)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)（CEIC）的各地區(qū)家庭規(guī)模，估算得到陜西省平均每戶家庭取暖面積約為90平方米;En 表示設(shè)備能效，其中，散煤爐具、蓄熱式電暖器、空氣源熱泵和天然氣壁掛爐的能效分別取71%、270%、99%、和85%[3];TVm 是各種能源品種對(duì)應(yīng)的熱值，其中，電力的熱值為3.6兆焦/千瓦時(shí)，天然氣的熱值為34兆焦/立方米，家庭部門所用散煤的熱值為22.21 兆焦/千克[3]?？紤]到天然氣壁掛爐的運(yùn)行除了主要使用天然氣外，還要通過電力控制操作系統(tǒng)，本文通過天然氣壁掛爐的一般額定輸入功率（約125瓦）乘以其運(yùn)行時(shí)間計(jì)算得到“煤改氣”的耗電量。

家庭部門實(shí)施清潔能源轉(zhuǎn)型會(huì)通過減少散煤產(chǎn)生的細(xì)微顆粒物（PM2.5）、二氧化硫（SO2）以及氮氧化合物等污染物的排放。基于散煤燃燒的PM2.5、SO2 和氧化合物排放因子（見表8），本文可計(jì)算得到陜西省關(guān)中地區(qū)2020年家庭實(shí)施散煤替代的室內(nèi)空氣污染物減少量，可實(shí)現(xiàn)PM2.5、SO2 以及氮氧化合物的減排量分別為4.58萬噸、4.27萬噸和1.83萬噸。

（三）家庭清潔能源轉(zhuǎn)型的能源消耗變化

考慮到實(shí)施家庭清潔能源轉(zhuǎn)型雖然會(huì)減少家庭部門的終端煤炭消費(fèi)量，但電力需求量增加會(huì)導(dǎo)致用于發(fā)電的煤炭增加，本文基于陜西省2020年的發(fā)電結(jié)構(gòu)和供電煤耗量，假設(shè)陜西省實(shí)施家庭“煤改電”新增的電力需求完全由陜西省內(nèi)的發(fā)電廠提供，從而計(jì)算得到陜西省關(guān)中地區(qū)不同清潔能源轉(zhuǎn)型方案所導(dǎo)致的能源消費(fèi)變化情況，如表9所示。

結(jié)果表明，完成陜西省關(guān)中平原地區(qū)家庭清潔能源轉(zhuǎn)型，能減少家庭部門超過1 200萬噸的終端散煤消費(fèi)量。如果所有家庭均實(shí)施“煤改氣”，新增天然氣需求量約為72億立方米，相當(dāng)于陜西省2022年全省計(jì)劃天然氣消費(fèi)總量的44%。同時(shí)，由于天然氣壁掛爐的運(yùn)行也要消耗電力，“煤改氣”還將新增電力需求近4億千瓦時(shí)。如果所有家庭均實(shí)施“煤改電”，取暖設(shè)備選擇空氣源熱泵、烹飪?cè)O(shè)備選擇電磁爐，新增的電力需求約為240億千瓦時(shí)，約占2022年陜西全省發(fā)電量的9%;但如果取暖設(shè)備選擇蓄熱式電暖器，新增電力需求則高達(dá)550億千瓦時(shí)，相當(dāng)于2022年陜西全省發(fā)電量的20%，這可能會(huì)導(dǎo)致電力短缺問題。另外，由于陜西省火電比例較高，三種情形均會(huì)不同程度地增加發(fā)電部門的煤炭需求，尤其是使用蓄熱式電暖器替代散煤取暖時(shí)，新增的電煤需求量甚至可能超過家庭部門節(jié)約的散煤消費(fèi)量。這也對(duì)電力能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型提出了新要求，發(fā)展新能源、加快電力部門清潔能源轉(zhuǎn)型刻不容緩。

（四）家庭清潔能源轉(zhuǎn)型的效益及成本界定

基于三種能源轉(zhuǎn)型方式對(duì)陜西省能源結(jié)構(gòu)以及空氣污染程度的影響，本文進(jìn)一步評(píng)估由此產(chǎn)生的轉(zhuǎn)型效益及成本?；谇拔牡姆治?，家庭使用固體燃料會(huì)顯著增加家庭成員患慢阻肺、心臟病及中風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)。本文參考已有研究文獻(xiàn)中的常用做法，考慮實(shí)施家庭清潔能源轉(zhuǎn)型可降低居民相關(guān)疾病的發(fā)病率和死亡率及其相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失，將其定義為實(shí)施家庭清潔能源轉(zhuǎn)型改善居民健康所產(chǎn)生的環(huán)境效益[17-18]。以陜西省關(guān)中平原地區(qū)家庭為例，對(duì)不同家庭清潔能源轉(zhuǎn)型方案所產(chǎn)生的健康改善進(jìn)行量化評(píng)估。需特別指出的是，電廠排放的大氣污染物對(duì)家庭室內(nèi)空氣污染沒有直接影響。因此，本文在測(cè)算不同轉(zhuǎn)型情景所產(chǎn)生健康改善的環(huán)境效益時(shí)，對(duì)發(fā)電部門排放的空氣污染物不做分析。此外，鑒于使用天然氣對(duì)室內(nèi)空氣污染的影響同樣較小，本文在計(jì)算不同清潔能源轉(zhuǎn)型情景的環(huán)境效益時(shí)，對(duì)“煤改氣”后新增的室內(nèi)空氣污染物也不做考慮。

此外，使用清潔能源或用能設(shè)備效率提高有助于減少溫室氣體排放，從而存在潛在的低碳效益[3，8]。中國(guó)是全球碳排放大國(guó)，尤其是2020年中國(guó)政府提出到2060年實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)以來，碳減排已成為各級(jí)政府工作不可忽視的重要內(nèi)容。家庭能源轉(zhuǎn)型能否降低溫室氣體排放也應(yīng)被政府考慮在內(nèi)。因此，本文還對(duì)各種清潔能源轉(zhuǎn)型方案所產(chǎn)生的低碳效益進(jìn)行了量化：如果某種清潔能源替代方案能減少溫室氣體排放，則低碳效益為正;反之，其低碳效益則為負(fù)。

對(duì)成本而言，本文主要考慮了家庭清潔能源轉(zhuǎn)型所產(chǎn)生的終端消費(fèi)成本，包括家庭購(gòu)置清潔取暖和烹飪?cè)O(shè)備的投資成本，以及使用清潔能源的燃料成本。本文對(duì)家庭清潔能源轉(zhuǎn)型效益及成本的具體界定見表10。

（五）家庭清潔能源轉(zhuǎn)型的健康改善及對(duì)應(yīng)的環(huán)境效益計(jì)算方法

本文測(cè)算家庭清潔能源轉(zhuǎn)型產(chǎn)生的健康改善包含兩方面：一是減少相關(guān)疾病的患病人數(shù)，二是減少因相關(guān)疾病而過早死亡的人數(shù)。首先，本文基于PSM 模型估計(jì)得到的參數(shù)，測(cè)算家庭清潔能源轉(zhuǎn)型通過改善室內(nèi)空氣污染所減少的患慢阻肺、心臟病及中風(fēng)的患病人數(shù)，計(jì)算公式如下：

其中， k 代表慢阻肺、心臟病或中風(fēng);Ek 表示疾病k 的患病人數(shù);βk 表示本文估計(jì)的使用固體燃料對(duì)居民患疾病k 的影響系數(shù);Pop 表示使用清潔能源替代固體燃料后，可避免暴露于室內(nèi)空氣污染的人口數(shù)量。

其次，參考已有文獻(xiàn)中常用的“二元暴露分類”法[17-18]，本文基于暴露于室內(nèi)污染與未暴露于室內(nèi)污染人群之間的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)來估計(jì)家庭清潔能源轉(zhuǎn)型所能減少的過早死亡人數(shù)，計(jì)算方法如下：

其中，Mkst 表示分年齡s 和分性別t 的因疾病k 的死亡人數(shù);Ikst 表示分年齡s 和性別t 的疾病k 的基準(zhǔn)死亡率[17];Popst 表示家庭使用清潔能源后，可避免暴露于室內(nèi)空氣污染的分年齡s 和性別t 的人數(shù)，通過2021年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》中公布的家庭人口規(guī)模和人口比例計(jì)算得到;AFk 表示歸因于使用固體燃料導(dǎo)致室內(nèi)空氣污染所引發(fā)的某疾病k 的死亡概率。AFk 的計(jì)算方法如下：

其中，PSFU 表示使用固體燃料的家庭比例，V 為室內(nèi)通風(fēng)系數(shù)[19]，RRk 表示暴露于室內(nèi)空氣污染的人群相對(duì)于未暴露人群因?yàn)榧膊 而過早死亡的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)①。本文參考相關(guān)研究[17-19]，在計(jì)算Mkst 時(shí)考慮三種疾?。?歲以下兒童急性下呼吸道感染（RRALRI）、30歲以上成人慢阻肺（RRCop）和肺癌（RRLC）。

為了便于以上健康改善與家庭實(shí)施清潔能源轉(zhuǎn)型的成本可以直接比較，本文進(jìn)一步對(duì)健康改善進(jìn)行貨幣化，即核算不同清潔能源轉(zhuǎn)型方案所能減少暴露人群過早死亡及患病所對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失。針對(duì)過早死亡所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失，本文采用環(huán)境—健康研究領(lǐng)域常用的基于居民支付意愿的統(tǒng)計(jì)壽命價(jià)值（VSL）進(jìn)行核算[20-21]。由于現(xiàn)有文獻(xiàn)中尚無針對(duì)陜西省居民的統(tǒng)計(jì)壽命價(jià)值，本文基于已有文獻(xiàn)中針對(duì)北京市居民與空氣污染相關(guān)的統(tǒng)計(jì)壽命價(jià)值估計(jì)結(jié)果，通過北京市和陜西省兩地之間人均可支配收入比值及彈性，估算陜西省居民的統(tǒng)計(jì)壽命價(jià)值[22]，具體公式如下：

其中，VSL* 表示陜西省居民的統(tǒng)計(jì)壽命價(jià)值，VSLB 是北京市居民的統(tǒng)計(jì)壽命價(jià)值，參照Zhang等[18]的計(jì)算結(jié)果，平均約為230萬元/人;Inc*是陜西省城鎮(zhèn)居民的人均可支配收入，IncB 是北京市城鎮(zhèn)居民的人均可支配收入，人均可支配收入數(shù)據(jù)來源于2021年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》;ela 是統(tǒng)計(jì)壽命價(jià)值的收入彈性，本文參考以往文獻(xiàn)，收入彈性取值為1[18]。由此計(jì)算得到陜西省居民的統(tǒng)計(jì)壽命價(jià)值約為97萬元/人。此外，針對(duì)暴露人群患病所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失，本文采用疾病成本法（COI），對(duì)家庭清潔能源轉(zhuǎn)型減少相關(guān)疾病發(fā)病率而產(chǎn)生的健康改善進(jìn)行貨幣化②。根據(jù)《中國(guó)衛(wèi)生健康統(tǒng)計(jì)年鑒2021》中發(fā)布的數(shù)據(jù)，（慢性肺源性）心臟病醫(yī)藥支出平均為8 084.9元/人;中風(fēng)（腦血管病）住院診療費(fèi)用平均為11 149.6元/人;此外，因?yàn)槿狈β璺位颊叩脑\療支出，本文參考已有文獻(xiàn)中的處理方法，設(shè)定慢阻肺的COI為統(tǒng)計(jì)壽命價(jià)值的5.5%③。同時(shí)，由于慢阻肺的發(fā)病存在10～25年的時(shí)滯[22]，本文進(jìn)一步通過折現(xiàn)法核算其所對(duì)應(yīng)的健康改善的現(xiàn)值，折現(xiàn)系數(shù)為e-d×r [17]。其中，d 表示發(fā)病時(shí)滯，r 為折現(xiàn)率[18]。健康改善的貨幣化即為環(huán)境效益。

（六）家庭清潔能源轉(zhuǎn)型的低碳效益計(jì)算方法

考慮到煤炭在陜西省家庭能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的高比例，以及薪柴、秸稈等生物質(zhì)固體燃料排放的復(fù)雜性及其碳中性特征，本文在計(jì)算家庭清潔能源轉(zhuǎn)型的低碳效益時(shí)，僅考慮用天然氣或電力替代煤炭所產(chǎn)生的低碳效益。具體計(jì)算方法如下：

其中，REC-E 和REC-G 分別表示“煤改電”和“煤改氣”產(chǎn)生的溫室氣體減排量;Dcoal 表示“煤改電”或“煤改氣”前的煤炭消費(fèi)量;DeCle-cE.表示家庭實(shí)施“煤改電”后，用于取暖和烹飪的電力需求量;DgCa-sG表示家庭實(shí)施“煤改氣”后，用于取暖和烹飪的天然氣需求量;DeCle-cG.表示家庭實(shí)施“煤改氣”后，用于取暖和烹飪的電力需求量（因?yàn)樘烊粴獗趻鞝t的運(yùn)行也需要用電）;EF 表示不同能源品種對(duì)應(yīng)的溫室氣體排放因子，包括CO2、CH4、和N2O。對(duì)于家庭實(shí)施“煤改電”所產(chǎn)生的間接碳排放（即發(fā)電所產(chǎn)生的碳排放），本文基于美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局（EPA）公布的電煤的平均排放因子，以及陜西省2020年的火電比例（88.2%）和供電煤耗（319.48克標(biāo)煤/千瓦時(shí)）計(jì)算得到陜西省“煤改電”的間接排放因子EFeCleOc2.e約為826.40克CO2e/千瓦時(shí);本文分別基于CH4 和N2O的100年全球變暖潛力值④GWPCH4 =25和GWPN2O =298，將CH4 和N2O排放量轉(zhuǎn)換為具有相同溫室效應(yīng)影響的CO2 排放當(dāng)量（表示為CO2e）。

基于以上三種轉(zhuǎn)型方案的減排量，本文進(jìn)一步對(duì)低碳效益貨幣化，即將家庭清潔能源轉(zhuǎn)型前后所實(shí)現(xiàn)的溫室氣體減排量按照一定的碳價(jià)格折算出其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文參考Aldy等[23]的研究，通過碳排放的社會(huì)成本（約352元/噸CO2e，2020年不變價(jià)）①，衡量家庭清潔能源轉(zhuǎn)型的低碳效益。

（七）家庭清潔能源轉(zhuǎn)型的成本核算方法

不同方案下的設(shè)備投資成本和運(yùn)行成本也可能存在很大差異[2-3]。在實(shí)踐中，這往往會(huì)成為某方案是否具有可行性和可持續(xù)性的關(guān)鍵因素。例如，如果選擇空氣源熱泵作為清潔取暖替代方案，其初始投資成本往往較高，但得益于其高效節(jié)能性能，運(yùn)行成本較低;如果選擇電暖器，其初始投資成本相比空氣源熱泵較低，但其運(yùn)行所需的電量遠(yuǎn)高于空氣源熱泵，運(yùn)行成本較高。為了更加清晰完整地呈現(xiàn)每種家庭清潔能源轉(zhuǎn)型方案的可行性和所需的政策支持，本文進(jìn)一步就以上不同轉(zhuǎn)型方案對(duì)陜西省家庭造成的微觀成本（包括設(shè)備投資成本和設(shè)備運(yùn)行成本）進(jìn)行核算和比較。

1.設(shè)備投資成本核算

考慮到居民落實(shí)清潔能源轉(zhuǎn)型所需購(gòu)置的清潔取暖和烹飪?cè)O(shè)備屬于耐用品，一般都是在購(gòu)買時(shí)一次性付清，使用年限較長(zhǎng)，具有投資屬性，因此，本文將家庭清潔能源轉(zhuǎn)型的設(shè)備投資成本平攤為年化成本，便于對(duì)具有不同使用壽命和運(yùn)行成本的設(shè)備進(jìn)行成本比較。計(jì)算方法如下：

其中，ACC 表示所有家庭購(gòu)置清潔取暖和烹飪?cè)O(shè)備的年化成本;UCC 表示每個(gè)家庭購(gòu)置設(shè)備時(shí)支付的初始投資成本;r 為折現(xiàn)率，取4%;T 為各類設(shè)備的使用壽命，其中，空氣源熱泵、蓄熱式電暖器、天然氣壁掛爐、電磁爐和燃?xì)庠畹氖褂脡勖謩e為15、15、8、5和8年;HHN 表示實(shí)施清潔能源轉(zhuǎn)型的家庭總戶數(shù)。

不同清潔取暖和烹飪?cè)O(shè)備的成本取決于設(shè)備的功率大小、銷售價(jià)格及安裝費(fèi)用等。對(duì)此，本文參考能源基金會(huì)發(fā)布的《中國(guó)農(nóng)村散煤治理綜合報(bào)告（2022）》，結(jié)合陜西省實(shí)地調(diào)研情況，估算一個(gè)約90平方米取暖面積的陜西省家庭購(gòu)置空氣源熱泵（熱風(fēng)型）、蓄熱式電暖器、天然氣壁掛爐、電磁爐和燃?xì)庠畹某跏纪顿Y成本分別約為20 000、6 000、7 500、500和400元。

2.設(shè)備運(yùn)行成本核算

考慮到家用設(shè)備的運(yùn)行和維修成本較低且一般在壽命期內(nèi)有保修服務(wù)，本文計(jì)算設(shè)備運(yùn)行成本時(shí)，僅考慮新增的燃料成本，即實(shí)施清潔能源轉(zhuǎn)型前后，每戶家庭使用不同能源取暖和烹飪的燃料成本之差。燃料成本主要取決于各類能源的價(jià)格和消費(fèi)量。對(duì)于“煤改電”家庭，燃料成本價(jià)格參考陜西省居民用電峰谷分時(shí)電價(jià)政策中的第一檔峰谷分時(shí)電價(jià)，峰時(shí)電價(jià)為0.548元/千瓦時(shí)（8：00至22：00），谷時(shí)電價(jià)為0.298元/千瓦時(shí)（22：00至次日8：00）②。對(duì)于“煤改氣”家庭，燃料成本價(jià)格參考西安市民用天然氣一階氣價(jià)（2.07元/立方米）③。與居民電力和天然氣定價(jià)方式不同，煤炭?jī)r(jià)格市場(chǎng)化程度較高、價(jià)格變動(dòng)較大，本文參考北京大學(xué)能源研究院發(fā)布的《中國(guó)散煤綜合治理調(diào)研報(bào)告2021》，散煤價(jià)格取700元/噸。

（八）結(jié)果與討論

1.不同轉(zhuǎn)型情景產(chǎn)生的環(huán)境效益

計(jì)算得到陜西省關(guān)中地區(qū)實(shí)施家庭清潔能源轉(zhuǎn)型后，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量產(chǎn)生的環(huán)境效益如表11所示。結(jié)果表明，實(shí)施清潔能源轉(zhuǎn)型可減少陜西省慢阻肺、心臟病和中風(fēng)的患病人數(shù)分別約32 561、36 179和21 708例，共計(jì)超過9萬例，貨幣化處理后折合約15億元;同時(shí)，可減少因急性下呼吸道感染、慢阻肺和肺癌而過早死亡的人數(shù)分別約77、541和759例，共計(jì)近1 400例，折合約13億元/年?？紤]到家庭散煤替代對(duì)室外空氣污染的改善不在本文計(jì)算范圍之內(nèi)，實(shí)施家庭清潔能源轉(zhuǎn)型的環(huán)境總效益很可能遠(yuǎn)大于此數(shù)據(jù)。

2.不同轉(zhuǎn)型情景產(chǎn)生的低碳效益

因?yàn)闇厥覛怏w排放的影響是全球性的，即在家庭部門和發(fā)電部門等量排放，對(duì)氣候變化影響沒有差異，所以與環(huán)境效益不同，幾種轉(zhuǎn)型政策對(duì)碳排放的影響存在很大差異。具體地，在本文所分析的轉(zhuǎn)型情景中，“煤改氣：天然氣壁掛爐+燃?xì)庠睢鞭D(zhuǎn)型情景所產(chǎn)生的低碳效益最高，能減少1 780萬噸CO2e， 通過碳排放的社會(huì)成本貨幣化為低碳效益約62.66億元，其次是“煤改電：空氣源熱泵+電磁爐”情景，能減少1 196.6萬噸CO2e，產(chǎn)生42.12億元的低碳效益。值得注意的是，“煤改電：蓄熱式電暖器+電磁爐”轉(zhuǎn)型情景增加了約1 372.63萬噸溫室氣體排放，低碳效益為-48.32億元。這主要是因?yàn)殛兾魇“l(fā)電結(jié)構(gòu)目前仍以火電為主，2020年，約88%的電力生產(chǎn)仍來自火力（主要是燃煤）發(fā)電，目前的電廠還未能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的碳捕捉、利用和收集（CCUS）。因此，在電網(wǎng)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型之前，用電暖器替代散煤取暖，盡管有助于降低空氣污染物（特別是家庭終端空氣污染物）排放，但存在增加溫室氣體排放的風(fēng)險(xiǎn)。

3.不同轉(zhuǎn)型情景下的經(jīng)濟(jì)成本與凈效益

作為與家庭清潔能源轉(zhuǎn)型效益的對(duì)比，本文進(jìn)一步計(jì)算了三種不同轉(zhuǎn)型情景下家庭部門的轉(zhuǎn)型成本，如表12所示。結(jié)果表明，三種情景均會(huì)增加居民需支付的經(jīng)濟(jì)成本，其中，“煤改電：蓄熱式電暖器+電磁爐”的平均總成本最高，其次是“煤改氣：天然氣壁掛爐+燃?xì)庠睢?。由于空氣源熱泵的高效?yōu)勢(shì)能在很大程度上節(jié)省用電支出，因此盡管安裝空氣源熱泵的設(shè)備成本較高，但從年均家庭成本來看，比使用天然氣壁掛爐和蓄熱式電暖器都更具經(jīng)濟(jì)性。從效益方面看，三種轉(zhuǎn)型情景都具有顯著的環(huán)境效益。但是，由于陜西省發(fā)電結(jié)構(gòu)中的火電比例較高，而CCUS等技術(shù)普及率較低，因此使用蓄熱式電暖器替代散煤取暖并不利于降低溫室氣體排放，除此之外，使用天然氣和空氣源熱泵替代散煤都能獲得較高的低碳效益。對(duì)比成本與效益來看，三種方案中居民需要承擔(dān)的轉(zhuǎn)型成本均高于效益，在目前的能源價(jià)格和電力結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀下，短期內(nèi)費(fèi)效比較低，對(duì)居民而言，存在轉(zhuǎn)型投入大于產(chǎn)出的問題。

需要說明的是，當(dāng)下凈效益為負(fù)并不意味著中國(guó)家庭能源轉(zhuǎn)型會(huì)降低社會(huì)福利，因?yàn)樵搩粜б娌⒉坏韧谏鐣?huì)福利。陜西省環(huán)境科學(xué)研究院①以陜西省為例的研究也表明，減污降碳的效費(fèi)比小于1，即靜態(tài)的凈效益為負(fù)。原因主要包括兩個(gè)方面：首先，目前只考慮了2020年的靜態(tài)成本—效益核算，未考慮跨期動(dòng)態(tài)技術(shù)進(jìn)步可能帶來的成本下降?，F(xiàn)有家用電器和清潔能源價(jià)格的發(fā)展歷程表明，隨著生產(chǎn)技術(shù)的推廣和市場(chǎng)的擴(kuò)大，“干中學(xué)”導(dǎo)致的學(xué)習(xí)曲線意味著空氣源熱泵、蓄熱式電暖器等價(jià)格存在很大的下降空間。同時(shí)，隨著能耗技術(shù)的進(jìn)一步提升，運(yùn)行成本也將繼續(xù)下降。其次，隨著“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)，陜西省電力結(jié)構(gòu)將逐步向清潔低碳化發(fā)展，煤電比例將降低，這將使家庭能源清潔轉(zhuǎn)型的低碳和環(huán)境效益得到大幅提升。因此，家庭能源轉(zhuǎn)型仍然具有良好的發(fā)展前景。

五、敏感性分析

本文在計(jì)算成本—效益時(shí)涉及大量參數(shù)的設(shè)定，其中，部分參數(shù)的取值具有不確定性，參考大部分文獻(xiàn)的做法，對(duì)參數(shù)取均值。為了驗(yàn)證結(jié)果的穩(wěn)健性，本文參考Jin等[17]的研究，放寬對(duì)部分關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)定，對(duì)結(jié)果進(jìn)行區(qū)間估計(jì)：5歲以下兒童下呼吸道感染的死亡率（0.029%～0.043%）、30歲以上男性慢阻肺的死亡率（0.104%～0.156%）、30 歲以上女性慢阻肺的死亡率（0.078%～0.117%）、30歲以上男性肺癌的死亡率（0.062%～0.094%）、30歲以上女性肺癌的死亡率（0.038%～0.058%）、30歲以上暴露人群患慢阻肺的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)（1.25～1.69）、30歲以上暴露人群患肺癌的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)（1.64～3.15）、5歲以下暴露人群患急性下呼吸道感染的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)（1.81～4.34）。

為了盡可能不造成由于上述參數(shù)不確定性所導(dǎo)致的結(jié)果遺漏，本文在穩(wěn)健性分析中對(duì)每個(gè)參數(shù)按照區(qū)間范圍從小到大等距取10個(gè)值，從而得到1億個(gè)可能的凈效益結(jié)果（分布情況見圖2）。結(jié)果表明， 已有文獻(xiàn)對(duì)幾類空氣污染相關(guān)疾病死亡率及暴露人群患病相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)的估計(jì)結(jié)果（不確定性）對(duì)本文的結(jié)論并沒有影響本文的估算結(jié)果，即如果僅考慮室內(nèi)空氣污染和居民需支付的成本，短期內(nèi)陜西省三種家庭能源轉(zhuǎn)型方案的凈效益均為負(fù)，且使用電暖器取暖的凈效益遠(yuǎn)小于使用天然氣或高效節(jié)能的空氣源熱泵。

六、研究結(jié)論與政策建議

家庭部門使用煤炭等固體燃料造成的空氣污染存在很大的健康隱患，同時(shí)也是溫室氣體排放的主要來源之一。本文首先基于中國(guó)健康與養(yǎng)老追蹤調(diào)查數(shù)據(jù)，通過傾向得分匹配法構(gòu)建處理組和對(duì)照組，估算中國(guó)家庭使用煤炭等固體燃料對(duì)居民健康的影響，為能源轉(zhuǎn)型對(duì)公共健康的影響提供數(shù)據(jù)參考。然后，以陜西省關(guān)中地區(qū)為例，對(duì)家庭部門實(shí)施不同“煤改電”和“煤改氣”政策的環(huán)境效益、低碳效益及相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行了核算。主要結(jié)論如下：

（1）家庭固體燃料燃燒會(huì)分別增加家庭成員患慢阻肺、心臟病和中風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)約為0.9%、1.0%和0.6%，同時(shí)還增加了家庭成員對(duì)自己健康狀況的擔(dān)憂。實(shí)施清潔能源轉(zhuǎn)型對(duì)居民來說可以改善健康狀況。

（2）實(shí)施家庭清潔能源轉(zhuǎn)型不僅可減少空氣污染，改善居民健康狀況，同時(shí)減少散煤燃燒還可能減少溫室氣體排放，實(shí)現(xiàn)低碳協(xié)同效益。本文以陜西省為例，研究發(fā)現(xiàn)三種清潔能源轉(zhuǎn)型方案中，“煤改氣”方案能最明顯降低溫室氣體排放，具有最大的低碳效益，而兩種“煤改電”方案中，使用較高效的設(shè)備———“空氣源熱泵+電磁爐”也具有低碳效益，但“蓄熱式電暖器+電磁爐”由于用電量較大，在火力占比較大的發(fā)電結(jié)構(gòu)下有增加碳排放風(fēng)險(xiǎn)。

（3）在對(duì)陜西省清潔能源轉(zhuǎn)型方案效益量化的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步核算了各種方案下居民需支付的成本。結(jié)果表明，短期內(nèi)三種方案的凈效益都為負(fù)。其中，由于當(dāng)前陜西省電力結(jié)構(gòu)仍以煤為主，因此“煤改氣”的效益高于“煤改電”;此外，由于空氣源熱泵具有高效節(jié)能的特性，因此使用空氣源熱泵的成本也較低;相較而言，盡管蓄熱式電暖器可以錯(cuò)峰儲(chǔ)熱，其經(jīng)濟(jì)性仍不如使用空氣源熱泵或天然氣。

綜上，家庭部門使用清潔能源替代傳統(tǒng)固體燃料對(duì)居民的健康有顯著改善效應(yīng)。以陜西省為例，現(xiàn)有的電力結(jié)構(gòu)對(duì)“煤改電”的凈效益有很大影響。短期內(nèi)家庭部門清潔能源轉(zhuǎn)型的效益受限，而成本較高，居民自發(fā)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型的可能性較小?；谝陨涎芯堪l(fā)現(xiàn)，本文提出如下建議：

（1）從健康改善導(dǎo)致的環(huán)境效益而言，如果僅從家庭清潔能源轉(zhuǎn)型減少家庭室內(nèi)空氣污染物及其相應(yīng)的健康改善來看，家庭使用清潔能源替代散煤的成本目前還高于效益，不利于居民大規(guī)模自發(fā)實(shí)現(xiàn)家庭清潔能源轉(zhuǎn)型。需要政府積極引導(dǎo)和支持家庭加快清潔能源轉(zhuǎn)型，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)“美麗中國(guó)”和“健康中國(guó)”具有重要意義。政府應(yīng)通過完善家用電器能效及使用成本標(biāo)識(shí)、為節(jié)能設(shè)備提供無息或低息貸款等措施，鼓勵(lì)居民積極使用高效節(jié)能設(shè)備。

（2）從低碳效益而言，雖然家庭能源轉(zhuǎn)型能有效降低家庭終端空氣污染物，但要想通過“煤改電”達(dá)到碳減排效果，需要同時(shí)配合發(fā)電結(jié)構(gòu)清潔轉(zhuǎn)型。以本文的研究對(duì)象陜西省為例，電力結(jié)構(gòu)中火電占比較高是導(dǎo)致陜西省“煤改電”凈效益較低的重要原因。一方面，要大力推進(jìn)火電低碳發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，加快電力部門的清潔、低碳化發(fā)展，以及碳捕捉、利用和封存技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用，這不僅有助于環(huán)境改善，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不利影響也較小。另一方面，同時(shí)完善市場(chǎng)機(jī)制與火電轉(zhuǎn)型財(cái)政金融聯(lián)合支撐體系建設(shè)，為面臨低碳減排和安全保供雙重壓力的火電行業(yè)提供支持。

（3）盡管計(jì)算結(jié)果顯示“煤改氣”的凈效益高于“煤改電”，但是考慮到成本和推行可行性，大規(guī)模實(shí)施“煤改氣”需要確保有穩(wěn)定且可靠的氣源。而且，如果要在農(nóng)村地區(qū)推行“煤改氣”，需要大面積鋪設(shè)燃?xì)夤艿?，成本高昂且可能存在?duì)溫室氣體的長(zhǎng)期“鎖定效應(yīng)”。隨著可再生能源在電力結(jié)構(gòu)中的比重不斷增大，“煤改電”的效益將會(huì)日漸增大并有望超過“煤改氣”。

需要指出的是，本文在測(cè)算家庭使用清潔能源的環(huán)境效益時(shí)，僅考慮了室內(nèi)空氣質(zhì)量的改善對(duì)健康風(fēng)險(xiǎn)的影響，而沒有考慮室外（環(huán)境）空氣污染對(duì)居民相關(guān)疾病的影響，以及農(nóng)業(yè)作物和室外建筑材料損失減少等效益。這些都是家庭清潔能源轉(zhuǎn)型“正外部性”的重要方面。如果能將這些因素考慮進(jìn)去，很可能會(huì)產(chǎn)生正的凈效益，這正是政府大力支持家庭清潔能源轉(zhuǎn)型的原因之一。本文未對(duì)這些因素進(jìn)行測(cè)算，一方面是因?yàn)閿?shù)據(jù)和模型的限制，另一方面是因?yàn)檫@些因素屬于使用清潔能源的外部性，如果沒有政策機(jī)制將其內(nèi)部化，家庭在做決策時(shí)很難會(huì)將其作為效益納入考慮范圍。在“美麗中國(guó)”“雙碳”和“高質(zhì)量發(fā)展”等重要戰(zhàn)略目標(biāo)的推動(dòng)下，中國(guó)將加速電力結(jié)構(gòu)的清潔化和低碳化，這將有助于提高居民使用“煤改電”的環(huán)境效益和低碳效益;同時(shí)，隨著清潔能源設(shè)備工具（例如空氣源熱泵等）技術(shù)的普及和市場(chǎng)的擴(kuò)大，成本將呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。因此，政府需要出臺(tái)相關(guān)政策，通過規(guī)制和激勵(lì)等手段激發(fā)居民使用清潔能源的積極性，促進(jìn)中國(guó)家庭清潔能源轉(zhuǎn)型并推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用推廣，加速跨過學(xué)習(xí)曲線的拐點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)“市場(chǎng)主導(dǎo)、居民自愿”。

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編輯：鄭雅妮，高原