自發(fā)與非自發(fā)的轉(zhuǎn)變

關于我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整及其影響，目前注意的焦點大多集中在工業(yè)、發(fā)電、交通以及城市生活等方面，而對農(nóng)村用能及污染物的排放則缺乏應有的關注。農(nóng)村生活用能的類型和數(shù)量缺乏詳細而可靠的追蹤記錄，導致我們在確定農(nóng)村地區(qū)生活源污染物排放量，分析其對區(qū)域大氣和室內(nèi)空氣的影響，評估由此導致的暴露和健康效應及制訂相應的政策時，都面臨極大的不確定性。

根據(jù)國際能源署（IEA）和聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）的數(shù)據(jù)，中國大陸農(nóng)村薪柴和秸稈的消耗量在1992?2012的20年間，僅分別下降了15%和8%。這顯然與我們的經(jīng)驗觀察和一些已經(jīng)發(fā)表的地方性調(diào)查矛盾，也與近20年來農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟和社會快速變化的事實不符。

基于以上原因，在全國幾十個單位、一百多名研究人員及數(shù)千名大學生志愿者的幫助下，我們調(diào)查了1992~2012年間34489個中國大陸農(nóng)村家庭的能源消費結(jié)構(gòu)和1670個農(nóng)村家庭的燃料日消費量。調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在這20年間，我國大陸地區(qū)農(nóng)村家庭薪柴和秸稈的消耗量分別下降了63%和51%；與此同時，電、液化氣和沼氣在烹飪用能源消費中的比重從8%上升到了59%，取暖用電比重從2%增加到15%。增幅均在7倍上下，遠遠超過IEA和FAO數(shù)據(jù)的10%。

在烹飪用能中，電和液化氣的消費比重分別從1992年的3.5%和5.1%上升至2012年的34%和24%，而薪柴和秸稈的比重分別從47%和33%下降至20%和14%。這一變化背后的主要驅(qū)動力是生活水平的提高。在我們的研究中，僅人均年收入這一項指標，就可解釋近88%的變化。

就轉(zhuǎn)型路徑而言，農(nóng)村地區(qū)取暖用能基本遵循“生物質(zhì)燃料—煤—電”的演化軌跡，這與傳統(tǒng)的能源階梯理論是一致的。但烹飪用能的變化則不同，很多地區(qū)跨越了煤這一階段，直接從傳統(tǒng)生物質(zhì)直接轉(zhuǎn)向了電和液化氣，究其原因，仍然要歸因于20年間農(nóng)村地區(qū)社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，導致烹飪用能呈現(xiàn)出了跨越性快速轉(zhuǎn)型的特征，也顯示出未來農(nóng)村用能結(jié)構(gòu)調(diào)整的潛力。按照我們的初步估算，當農(nóng)村人均年收入達到15000元的時候，電力和天然氣用于烹飪的比例將高達90%，這意味著農(nóng)村地區(qū)烹飪用能的清潔化過程可在未來十余年間大致完成。

相較于烹飪用能，取暖用能的轉(zhuǎn)型則呈現(xiàn)出較為復雜的局面。首先，其清潔化和多樣化的速度遠不及烹飪用能的變化速率。1992年到2012年間，雖然用于取暖的電力消費增長了7.6倍，但由于其初始水平較低，到2012年，電力在整個取暖用能中的比重僅為15%，農(nóng)村地區(qū)的取暖仍然主要依靠煤炭和生物燃料。事實上，2012年電取暖的農(nóng)村居民主要分布在取暖時間較短且無需固定取暖設施的中部地區(qū)。

此外，取暖用能轉(zhuǎn)型呈現(xiàn)很強的路徑依賴，沒有呈現(xiàn)出烹飪用能那樣的“跨越性”特征。這主要是因為電和天然氣取暖成本太高，也與基礎設施建設條件（如供電功率）限制有關。導致過去20年間農(nóng)村地區(qū)取暖用能的調(diào)整速度很慢。

此外，作為從能源轉(zhuǎn)型的主要驅(qū)動力，人均收入與取暖用能之間并非簡單的線性關系，且受到其他因素的顯著影響。這些因素仍需要進一步研究。從目前獲得的數(shù)據(jù)看，如果沒有政府的強力干預（如目前在26+2實施的煤改電和煤改氣），農(nóng)村地區(qū)取暖用能在短期內(nèi)不會出現(xiàn)像烹飪用能那樣的自發(fā)轉(zhuǎn)型。

需要關注的，不止是煤炭

能源消費結(jié)構(gòu)調(diào)整帶來的最顯著變化是農(nóng)村地區(qū)大氣污染物排放量下降。1992到2012年間，因農(nóng)村地區(qū)家庭用能導致污染物、特別是不完全燃燒產(chǎn)物（如一次PM2.5、黑炭和多環(huán)芳烴等）的排放量下降了49%~57%。

農(nóng)村使用固體燃料（煤和生物質(zhì)，后者包括秸稈和薪柴）導致的污染物排放不僅是區(qū)域大氣污染的重要貢獻者，也會直接造成農(nóng)戶居室室內(nèi)空氣的嚴重污染，且其污染程度遠高于不使用固體燃料的居民家庭。因此，農(nóng)村家庭用能轉(zhuǎn)型導致的污染物排放下降有著重要的雙重意義，一方面對區(qū)域空氣質(zhì)量的改善有重要貢獻，另一方面可以大幅度改善農(nóng)村居民室內(nèi)污染，因此具有重要的健康效應。事實上，長期以來，人們對使用固體燃料造成的農(nóng)村室內(nèi)空氣污染重視不夠。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)，我國每年由于空氣污染導致百萬以上人口的過早死亡，其中使用固體燃料造成的室內(nèi)空氣污染的貢獻高達40%左右。

近年來，我們在多處農(nóng)村地區(qū)實地測定了室內(nèi)空氣主要污染物濃度，部分地區(qū)的污染程度觸目驚心。比如，在華北某戶家庭廚房中測得的苯并芘日均濃度高達49-548納克/立方米，臥室中也高達31-187納克/立方米，而作為一種強致癌物，苯并芘的國家室內(nèi)空氣標準為1.0納克/立方米。再如，在西部某地冬季測得的居民24小時呼吸PM2.5濃度在70~1650微克/立方米之間，不低于重污染大城市的暴露水平。

目前，農(nóng)村污染物排放的絕對值雖然有所下降，但其對所有源污染物排放總量的貢獻依然很高，尤其是黑炭、有機碳和苯并芘等不完全燃燒產(chǎn)物更是如此。將來依然需要從烹飪和取暖兩個方面入手，繼續(xù)推動能源轉(zhuǎn)型和減排工作。

盡管烹飪用能的轉(zhuǎn)型自發(fā)性程度較高，但政府和社會仍可以采取措施加快這一進程。如政府可以結(jié)合美麗鄉(xiāng)村建設，參照早年“家電下鄉(xiāng)”的方式，大力推廣電磁爐、電飯鍋以及目前農(nóng)村很少使用的微波爐，同時可以結(jié)合精準扶貧工作，采取適當補貼的方式推廣使用液化天然氣，這些措施可以大大提高農(nóng)村烹飪用能轉(zhuǎn)型的速度，投入的成本不會很高且可控。

相比之下，取暖用能轉(zhuǎn)型方面的難度要大得多。由于用電和用氣的成本超越了目前大多數(shù)農(nóng)村家庭的經(jīng)濟水平，因此需要政府的前期投入?？梢灶A料，這一投入帶來的回報將是巨大的。就控制污染物排放而言，生活煤改氣的成本效益要顯著高于電廠煤改氣。燃煤電廠可以通過終端控制減少排放，但家庭爐灶由于燃燒效率低，且沒有凈化裝置，因此單位煤炭消耗量的污染物排放量往往是工業(yè)和電廠的數(shù)十倍（如二氧化硫）、數(shù)百倍（如黑炭）甚至上千倍（如苯并芘）。

另外，需要特別強調(diào)的是，農(nóng)村取暖用能并不僅僅是散煤問題。根據(jù)我們的調(diào)查，2012年，農(nóng)村地區(qū)用煤取暖的比例為46%，同期薪柴等生物質(zhì)的使用比重也高達38%，與用煤比例沒有很大差別。因此，應當將關注點從改“散煤”拓展到改“固體燃料”。

技術需接受非技術的挑戰(zhàn)

隨著經(jīng)濟水平的提高以及城市化的快速推進，農(nóng)村地區(qū)的生活形態(tài)發(fā)生了很大的變化，并且表現(xiàn)出了較大的地區(qū)差異。因此，針對農(nóng)村地區(qū)的能源消費結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，需要開展更多的跨學科研究工作，技術措施要接受社會經(jīng)濟和生活習慣等非技術的考驗。

以農(nóng)村沼氣的使用為例，在我們的調(diào)查中，農(nóng)村地區(qū)沼氣的使用量要比IEA和FAO公布的結(jié)果低得多，而且隨著時間推移，這一差距越來越大。根據(jù)我們的調(diào)查，大多數(shù)農(nóng)村沼氣設施處于廢棄狀態(tài)。其原因除維護不當外，還與農(nóng)村地區(qū)散養(yǎng)豬數(shù)量大幅度下降有關。隨著農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展、生活水平提高以及勞動力減少，以戶為單位的沼氣生產(chǎn)已經(jīng)很難維系。顯然，沼氣等能源能否大規(guī)模推廣，并不是簡單的技術問題，而需要經(jīng)濟和社會層面的綜合考量。

農(nóng)村地區(qū)取暖和烹飪用能的調(diào)整，應該根據(jù)不同地區(qū)的特點，規(guī)劃綜合的整體解決方案，需要全面考慮地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平、政府的財政能力以及電網(wǎng)和天然氣管網(wǎng)的承受能力等。有條件的地區(qū)可以一步到位，直接改用電或氣；無法一步到位的地區(qū)，則可以探討其他過渡方式，如與清潔爐灶相結(jié)合的壓塊生物質(zhì)燃料取暖。這些方案的推廣一方面需要尋求市場機制，另一方面，政府的干預和推動也不可或缺。

另一個超越純粹技術的問題，是污染物減排與二氧化碳減排。由于兩者的來源、影響、減排動因、減排方式、減排效益和減排成本有很大差異，因此不能簡單化地相提并論。在目前中國的發(fā)展階段和經(jīng)濟水平下，不加區(qū)分地籠統(tǒng)談減排會導致決策偏差。

導致全球氣候變化的二氧化碳排放主要是發(fā)達國家的歷史貢獻。盡管中國目前是第一排放大國，但由于大氣中的二氧化碳主要還是來自歷史排放，目前和未來一段時期中國對全球大氣二氧化碳增加的貢獻大約在10%左右。中國應當承擔起相應責任，但沒有必要為發(fā)達國家的歷史排放買單。與此同時，污染物排放導致嚴重的健康危害，減少污染物排放則應當是我國減排政策的優(yōu)先目標。

大多數(shù)情況下，污染物和二氧化碳減排的方式和效果并不一致。如電廠除塵脫硫、家庭爐灶轉(zhuǎn)型、汽車尾氣減排等都是針對污染物排放的，可以降低大氣污染程度，但不會減少二氧化碳排放。另一方面，諸如碳捕捉和碳存儲這樣的措施能夠減少二氧化碳排放，但對污染物減排沒有作用。前者對保護我國居民健康有利，后者則在為全球應對氣候變化做貢獻。當然，有些情況下兩者是可以并重的。譬如，清潔能源，如光伏、水電、風電的發(fā)展，可以導致污染物和二氧化碳同步減排。再如，不同源的黑炭減排，同樣具有雙重效應。因此，如何確定減排路徑，要明確減排目的，針對我國國情確定優(yōu)先次序，做好前期成本效益分析，確定最佳減排途徑，切忌不區(qū)分目的和不計成本的粗放管理策略。

就我國目前的情況而言，在面對每年大氣污染造成百萬以上過早死亡的威脅時，大氣污染物減排應當放在絕對優(yōu)先地位。至于氣候變化應對策略，則應當將重點放在應對和適應。相關研究的重點也應當如此。

如上所述，在綜合考慮技術、經(jīng)濟性和社會效益的前提下，有些情況是可以獲得雙重收益的。其中生活源黑炭排放的削減就是一個典型的例子。黑炭不僅是危害健康的顆粒物的主要成分，同時也是重要的氣候強迫因子。通過減少農(nóng)村生活源固體燃料的使用，可以大幅度減少黑炭的排放，獲得環(huán)境和氣候的雙重效益。

從這個角度看，農(nóng)村生活用能的調(diào)整，確實值得引起更多重視。