国家研究委员会的一份新报告审查并在可能的情况下估算能源生产和使用的“隐藏”成本 - 例如空气污染对人类健康造成的损害 - 这些成本未反映在煤炭,石油,其他能源,或由他们生产的电力和汽油。该报告估算了这些成本的几个主要组成部分的美元价值。2005年,美国委员会能够量化的损失估计为1200亿美元,这一数字主要反映了与发电和机动车辆运输相关的空气污染造成的健康损害。该数字不包括气候变化造成的损害,对生态系统的危害,汞等一些空气污染物的影响,以及国家安全面临的风险,报告审查但未货币化。
该报告在国会的要求下评估了经济学家所谓的各种能源在整个生命周期中所产生的外部影响 - 例如,不仅是汽油用于汽车时产生的污染,还有通过提取和精炼石油所产生的污染并将燃料运送到加油站。由于这些影响并未反映在能源价格中,政府,企业和消费者可能无法实现其选择的全面影响。报告称,当发生此类市场失灵时,可以通过政府干预措施(例如法规,税收或可交易许可证)来解决这些外部成本问题。
编写该报告的委员会专注于将主要空气污染物 - 二氧化硫,氮氧化物,臭氧和颗粒物质 - 对人类健康,粮食作物和木材产量,建筑物和娱乐产生的损害货币化。如果可能的话,它会估计2005年的损失情况(可获得数据的最近年份)以及2030年可能出现的情况,假设当前的政策仍在继续,并且已经制定了新的政策以便实施。
该委员会还分别得出了一系列气候变化损害赔偿价值; 这些损害的广泛可能性使得无法精确估算成本。然而,委员会可获得的所有模型结果表明,2030年每吨二氧化碳排放造成的气候相关损害将比现在严重得多; 即使年度排放总量保持稳定,每吨造成的损失也会增加50%至80%。
发电造成的损害
煤炭约占美国发电量的一半。2005年,燃煤发电产生的二氧化硫,氮氧化物和颗粒物每年造成的外部损失总计达到406个燃煤发电厂,产生了全国95%的煤炭发电量。电力约为620亿美元; 这些非气候损害平均每千瓦时(kwh)产生的能量平均约为3.2美分。相对较少数量的工厂 - 占总数的10% - 占损失的43%。到2030年,非气候损害估计将降至每千瓦时1.7美分。
报告称,燃煤发电厂是美国最大的单一温室气体来源,平均每兆瓦时产生的二氧化碳排放量约为1吨。根据之前的模型研究,气候相关的货币损失从每千瓦时0.1美分到10美分不等。
燃烧天然气所产生的损害远远小于煤炭,无论是总电量还是每千瓦时发电量。498个天然气燃料电厂的样本占天然气发电量的71%,2005年产生的非气候损害总额为7.4亿美元,平均每千瓦时0.16美分。与煤一样,植物之间存在巨大差异; 一半的植物仅占空气污染造成的非气候损害总量的4%,而10%的植物造成65%的损害。到2030年,非气候损害估计将降至每千瓦时0.11美分。估计天然气造成的气候损失是煤的一半,每千瓦时0.05美分到5美分不等。
与煤炭和天然气相比,风电的生命周期损害很小,仅占美国电力的1%以上但具有巨大的增长潜力。与国家104个核反应堆的正常运行相关的损害也是如此,这些反应堆提供了该国近20%的电力。但核电的生命周期确实带来了一些风险; 例如,如果铀矿开采活动污染地面或地表水,人们可能会暴露于氡或其他放射性核素; 报告称,这种风险主要由其他国家承担,因为美国仅占世界铀的5%。拟议的长期储存高放射性废物设施的潜在风险需要进一步评估才能量化。
加热造成的损坏
建筑物或工业过程产生的热量约占美国能源需求的30%。大部分热能来自天然气,或者在较小程度上来自电力的使用; 2005年,天然气燃烧造成的总损失约为14亿美元。住宅和商业建筑的中位数损失约为每千立方英尺11美分,不同地区的比例损害差异不大。假设满足需求的其他来源的影响被较低排放源所抵消,那么2030年的热量损害可能大致相同。
汽车和燃料的损害
今天几乎完全依赖石油的运输占美国能源需求的近30%。该报告称,2005年,机动车辆产生了560亿美元的健康和其他非气候相关损害。该委员会评估了各种类型的车辆和燃料在其整个生命周期中的损害,从提取和运输燃料到制造和操作车辆。报告发现,在大多数情况下,操作车辆的数量不到可量化的非气候损害的三分之一。
报告称,每种车辆行驶里程的损失在燃料和技术的各种组合中非常相似 - 每英里行程的范围为1.2美分至1.7美分 - 在解释微小差异时要小心谨慎。玉米谷物乙醇的非气候相关损害与汽油类似或稍差,因为生产玉米并将其转化为燃料所需的能量。相比之下,由草本植物或玉米秸秆制成的乙醇 - 其尚未商业化 - 具有比大多数其他选择更低的损害。
与2005年和2030年的许多其他技术相比,电动汽车和电网相关(插电式)混合动力汽车显示出更高的非气候损害。运行这些汽车产生很少或没有排放,但生产电力为他们提供电力目前严重依赖化石燃料; 此外,用于制造电池和电动机的能量使生命周期损坏的制造部分增加了20%。
2005年,大多数车辆和燃料组合的温室气体排放水平相似.2030年估算的排放量没有实质性变化; 虽然预计人口和收入增长将推高每吨排放造成的损失,但实施每加仑35.5英里的新燃油效率标准将降低每行驶一英里的排放和损害。报告称,到2030年实现温室气体排放量的显着减少可能还需要突破性的技术,例如具有成本效益的碳捕获和储存或先进生物燃料的转换。
2005年和2030年,使用从焦油砂中提取的油制成的汽油和使用费 - 托工艺生产的柴油的车辆 - 将煤,甲烷或生物质转化为液体燃料 - 具有最高的生命周期温室气体排放。使用由玉米秸秆或草本植物原料如柳枝稷制成的乙醇的车辆具有一些最低的温室气体排放,以及由压缩天然气驱动的那些。
全面实施联邦关于柴油燃料排放的规定,要求车型从2007年开始使用低硫柴油,预计到2030年将大幅减少柴油的非气候损害 - 这表明监管行动如何能够显着影响能源相关损失,委员会说。进一步降低其他排放,提高能源效率或转向更清洁的能源组合的主要举措也可以减少其他损害,例如大幅降低电动汽车造成的损失。
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