2024年减少电力部门空气污染对弱势美国人影响的政策报告（英文版）

减少电力部门空气污染对弱势美国人的影响的政策 丹尼尔·沙汉、萨莉·罗布森、伊桑·罗素和安娜·瓦雷拉 工作文件24-15 2024年9月 关于作者 丹尼尔·沙汉他是资源与未来组织（ResourcesfortheFuture,RFF）的研究员，康奈尔大学的兼职教授，并且是纽约独立系统运营商环境咨询委员会的成员。他的大部分研究集中在预测和估计电力政策（包括环境政策）的效果。他领导了工程、经济和环境电力模拟工具（E4ST）的发展和应用，这是一个详细的美国和加拿大电力部门模型，用于模拟电力网络、发电厂、空气质量以及公共卫生如何对潜在的政策和基础设施变化作出响应。Shawhan协助各州政府制定电力市场改革政策以及首个针对混合动力车辆、能源效率、绿色建筑和可再生能源的第一批州级政策。 萨莉·罗布森她是来自ResourcesfortheFuture的研究分析师，专注于E4ST项目。在加入RFF之前，她在☎密斯学院学➀工程与伦理学，专注于宏观和微电网层面的能源系统与储能技术。 EthanRussell他在ResourcefortheFuture担任研究分析师。他的工作涉及应用和升级E4ST。在加入RFF之前，他曾在麻省理工学院林肯实验室工作，开发用于不确定性条件下决策的模拟工具和算法。他于2019年在RoseHulman工学院获得电气工程学士学位。 安娜·瓦雷拉·瓦雷拉是伦敦经济学院地理与环境系的助理教授，并且是纽约大学政策完整性研究所的附属学者。她的研究探讨了环境系统和城市系统之间的空间互动。Ana在哥伦比亚大学完成了可持续发展博士学位 ，专注于环境与城市经济学。她还拥有加利福尼亚大学伯克利分校的城市规划硕士学位、伦敦帝国理工学院的环境研究学位以及西班牙加朗达大学的土木工程学位。 Acknowledgments 作者感谢SuzanneRusso、MollyRobertson、纽约市环境正义联盟（NYC-EJA）的工作人员、JeanneBergman、Juan-PabloVelez、AnneReynolds以及由NYC-EJA和RFF组织的纽约和新泽西州环境正义倡导者工作坊的参与者们，他们对政策选项提出了评论和建议，这些意见被作者用于本研究的设计。感谢MikeToman在编辑研究过程中提供的帮助。感谢KarenPalmer、SuzanneRusso、BeiaSpiller、WilliamPizer和LucijaMuehlenbachs对本文档进行审查。感谢AndrewGossett在项目管理方面的参与。文中任何错误仍由作者负责。 作者感谢阿尔弗雷德·P·斯隆基金会对本项目提供的财务支持。他们还感谢E4ST模型开发的其他财务资助者，是这些资助使得该项目成为可能。作者感谢Gurobi优化公司提供的优秀Gurobi求解器软件，并感谢EnergyVisuals,Inc.提供的独特详细的输电图册和FirstRate电力网络数据，这些数据被用于本研究中。 关于RFF 资源与未来（RFF）是一家位于华盛顿特区的独立非营利研究机构。其使命是通过公正的经济研究和政策参与来改善环境、能源和自然资源决策。RFF致力于成为最值得信赖的研究见解和政策解决方案的来源，以促进一个健康环境和繁荣经济的发展。 工作论文是由作者为了信息和讨论而流通的研究材料。它们尚未必要经过正式的同行评审。本文的观点仅为个别作者的观点，可能与RFF其他专家 、管理人员或董事的观点不同。 分享我们的工作 我们的工作可以在Attribution-NonCommercial-NoDerivatives4.0International(CCBY-NC-ND4.0)许可证下进行分享和改编。您可以以任何媒介或格式复制和重新分发我们的材料；您必须给予适当的署名，提供许可协议的链接，并指明修改内容，且不得附加其他限制条件。您可以通过合理的方式进行，但不得暗示许可方支持您或您的使用方式。您不得将材料用于商业目的。如果您重新混编、转换或基于材料构建新的内容 ，则不得分发修改后的材料。如需更多信息，请访问[许可证链接]。https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/. Abstract 美国的环保政策制定者increasingly注重减轻那些同时面临环境和经济劣势的美国人所承受的负担。本研究考虑了这一负担的一个重要方面：由排放引起的。 空气中细颗粒物浓度(PM 2.5 国家电力部门。利用一个高度详细的美国电力部门仿真模型以及一种颗粒物形成和扩散的模型，该研究对未来的一些情况进行了预测。 2.5 在全国范围内实施不同政策对环境和经济的影响减少发电厂对PM的贡献 2.5 disadvantaging社区（EODACs）。地面上层臭氧减少的影响也得到了考虑。结果与一个非地理性的政策进行了比较。此外， 目标-电力部门二氧化碳的国家价格(CO 2 对EODACs的影响，我们预计这些影响将波及所有美国人、黑人美国人 、西班牙裔美国人、最低收入quintile的美国人以及居住在高度环境负担 （不一定处于劣势）区域的美国人。全国电力排放价格是减少提前死亡的最具成本效益的政策之一。 部门CO 2 EODAC中PM暴露的死亡率。其他政策，在地理上 2.5 旨在减轻EODACs中的负担，反而在某些区域增加了PM暴露。 关2.5键词 环境正义，累积负担，发电厂，电力，健康，排放，污染，热点 ，成本。 执行摘要 美国环境政策制定者increasingly注重一个长期存在✁问题：减轻同时面临环境和经济劣势✁美国人所承受✁负担。充足✁研究证据表明，环境负担不成比例地落在许多少数族裔和低收入人群身上。这些不平等现象引发了关于公平与正义✁基本问题，政策制定者和研究人员正在努力解决这些问题。 这项研究考虑了环境负担✁一个特定部分-导致✁差异)暴露于空气中✁细颗粒物导致✁过早死亡(PM 2.5 从电力部门排放✁角度进行分析。通过模拟分析，该研究评估了几种旨在改善面临环境和经济劣势✁人群和社区状况✁政策措施✁效果。研究在国家层面评估了这些政策对某些劣势社区以及不同人口群体✁健康影响，并对整体人口✁影响进行了评估。此外，还评估了实施各种政策措施✁成本及其成本集中度。在我们✁模拟中， 通2.5过减少PM避免每次死亡✁有效性2 我们在整个毗邻✁美国实施每一项政策。 使用电力部门✁高度详细仿真模型结合形成与分散模型，该研究预测了环境和经济影响。 PM 2.5 几种减少地理区域环境PM✁政策✁影响 2.5 作为环境负担过重、处于不利地位✁社区（EODACs）。根据社会经济状况和环境负担，在美国政府✁气候变化与经济正义筛查工具✁基础上，将DACs（处于不利地位✁社区）划分为普查区级别。EODACs✁指相对于邻近✁非不利地位社区，其环境质量低于平均水平✁DACs。除了对EODACs✁影响以及对整个社会✁影响之外，我们还预测这些影响对于黑人美国人、西班牙裔美国人、最低收入quintile✁美国人以及高环境负担地区（无论这些地区✁否整体上处于不利地位）✁影响。 我们模拟✁三项目标政策旨在限制位于EODACs内✁发电厂（“区域内政策”）。这些政策大致受到2022年新泽西州法律✁启发，尽管我们并未模拟该立法✁所有具体条款，且其实施方式尚存不确定性。另一种目标政策称为“上游限制”，旨在防止任何发电厂向任何EODAC贡献超出可忽略不计程度✁污染。这一政策大致受到了2023年纽约州法律✁启发，同样地 ，我们并未模拟该立法✁所有具体条款，且其实施方式尚存不确定性。为 了进行对比，研究还分析了定价政策，由于其本质特性，这种政策并不涉及上述限制措施。 假设每吨15美元✁CO✁影响 2 目标EODAC。 2该模型还考虑了政策降低地面臭氧水平所避免✁显著较少✁死亡人数。 在我们✁结果中，逆风限制政策、共同定价政策和最佳表现- 2 DAC政策使得EODAC居民✁人均死亡率降低了大约1.4到1.5倍，相较于生活在EODAC范围之外✁美国人✁死亡率差距显著减少。 因此，这些政策降低了PM 2.5 和其他美国人。主要原因✁EODAC具有较高✁基线PM 2.5 集中程度较高，且一些在EODACs中✁人群对PM暴露✁危害更为敏感。然而，现有✁目标政策最多也只能略微减轻这些影响。 2.5 它们在EO中引起✁减少 DACs. 比美碳国价黑格人更✁有人效均地死瞄亡准率降PM低水平比其他美国人低4.3到4.8倍，原因有两点2。.5首先，美国黑人倾向于居住在靠近发电厂✁地区（平均高出40%），其次，…… PM高于平均水平 2.5 暴露比 美国人从给定✁PM经历更高✁平均死亡率 研2.5究发现，Hispanic群体在全国人均mortality率降低方面✁平均降幅仅为其他美国人。一半到三分之二，主要原因✁来自发电厂✁影响。 西班牙裔人倾向于生活在PM低于平均水平✁地区 2.5 本研究中考虑✁排放源类型)，尽管它们暴露于其他PM 2.5 来源数据相当丰富。我们估计，对于最低收入quintile✁美国人而言，人均死亡风险减少量与总体人口✁减少量没有显著差异。然而，这一估计✁基于在同一暴露-反应函数下对所有收入quintile进行估算✁，因为我们未能找到关于最低收入quintile✁美国人对PM更敏感程度✁具体估计。 2.5 与其他美国人相比。 和臭氧， 政策✁成本差异很大。计算两位总理✁死亡人数 2.5 增加每避免一例死亡✁供电成本在美国分别为：最佳表现✁内部DAC政策为1200万美元，UpwindLimits政策为210万美元，CO定价政策为60万美 元。 定2价政策与估计✁总健康益处✁比率也高得多 CO 2 并且在相对于政策措施实施成本而言✁气候change降低效益方面具有优势。这✁因为该政策能够显著减少DAC和非DAC地区✁地方污染物排放带来✁协同效益。此外，与针对环境运营DAC✁政策措施不同，碳定 价政策不会导致显著✁污染热点。 研2究✁扩展可以提供额外✁见解。一个扩展✁调查将广泛采用且成本效 益高✁措施（如排放定价）与针对减少EODAC当地危害✁有针对性政策相结合✁潜在优势。这项研究还将进一步阐明限制排放对任何EODAC✁影响不超过可忽略程度✁政策与专注于DAC内✁发电厂✁政策相比 ✁利弊。 Contents 缩写1 术语1 1.Introduction3 1.1研究范围4 1.2.研究计划4 2.指定弱势和环境负担✁社区5 2.1.处境不利✁社区5 2.2.环境负担过重✁社区6 3.建模方法9 3.1.电力部门模型9 3.2空气污染建模和评估10 3.3.MajorInputs10 3.4.Caveats11 4.政策方案13 4.1.本研究中模拟✁政策14 4.1.1.Business-as-usual(BAU)15 4.1.2.NoNew15 4.1.3.Reduction16 4.1.4.Shutdown16 4.1.5.UpwindLimits16定价17 4.1.6.CO 2 4.2.政策方案✁实施18 5.Results20 5.1.对空气污染✁影响20 5.2.对过早死亡✁影响23EODAC✁死亡率降低24 5.3.PolicyCostsandPM 2.5 5.3.1在EODAC中拯救生命✁成本效益24 5.3.2.EODAC与其他地方✁死亡率降低26 5.3.3.其他弱势群体✁目标有效性27 5.4.Society-WideNetBenefits29 5.5发电、产能和温室气体排放效应30 5.5.1.GenerationEffects30 5.5.2容量效应32 5.5.3温室气体排放效应33 5.6.关于政策强度参数✁注释33 6.Conclusions35 6.1.按政策划分✁影响35 6.1.1.NoNew35 6.1.2.Reduction35 6.1.3.Shutdown35 6.1.4.Upwind