图片来源：百度，并由百度AI图片助手进行画质修复
原文信息：
Nathaly M. Rivera, J. Cristobal Ruiz-Tagle, Elisheba Spiller, The health benefits of solar power generation: Evidence from Chile, Journal of Environmental Economics and Management, Volume 126, 2024.
01
引言
作者使用2012-2017年智利大规模太阳能发电的相关数据，发现太阳能发电取代了煤炭发电，减少了因呼吸道疾病而住院的人数，并且，这种影响主要体现在临近燃煤电厂的城市和位于燃煤电厂下风口的城市。当煤炭发电被太阳能发电取代之后，空气污染相应减少，因而可再生能源可能通过改善空气质量和居民健康状况从而产生社会效益，研究结果有助于量化可再生能源投资带来的健康效益。
智利的电力部门
02
智利的电力部门由三个私营部门组成，即发电、输电以及配电；智利的电力市场则由四个互联系统组成，即SING、SIC、SEA以及SEM。正如附录图A1所示，SING和SIC占据主导地位。SING位于北部地区，装机容量为5GW、峰负荷为2.5GW，85%以上依赖化石燃料发电。虽然北部地区人烟稀少，SING仅仅服务于全国7%的人口，但是却拥有多数大型铜矿公司，从事电力密集型生产活动。
03
数据
1.发电厂层级的数据
作者从智利的国家电力协调局获取发电厂层级的的逐时数据，包括技术、产能等详细信息，并且与国家能源管理委员会的燃料价格数据相结合。因为SING在2012年才大规模推行太阳能发电，SING和SIC在2017年11月进行合并，所以样本时期定为2012-2017年。正如附录表A1所示，在SING系统中，煤炭是主要燃料来源，比天然气高7倍以上。此外，太阳能增速最快，新增装机数量和总体装机容量均显著提升。
2.健康数据
作者从智利的卫生统计和信息部收集到2012-2017年住院数据，包括每位患者的住院时间、年龄、诊断等详细信息，并且根据国际疾病分类进行分组。正如表1所示，作者重点关注与呼吸道疾病相关的住院数据。
正如附录表A2所示，作者还统计出各年龄段的健康结果，重点关注婴儿（1岁以下）、幼儿（1-5岁）、儿童（6-14岁）、成人（15-64岁）以及老年人（65岁以上）。
3.风向数据
风向数据来自智利的气象服务和空气质量监测系统，涵盖四座拥有化石燃料发电厂的城市，即阿里卡、托科皮亚、安托法加斯塔以及伊基克，并且与ERA5-Land数据集相结合。正如表1所示，相较于面板A中的全体城市，面板B和面板C中位于燃煤电厂下风口10公里以内和100公里以内的城市，与呼吸道疾病相关的住院人数是其他城市的三倍以上。
4.太阳辐照数据和其他协变量
太阳辐照数据和空气湿度数据来自智利的能源部，人口数量、人口密度、生育率等数据来自国家市政信息系统，最高温度和最低温度数据来自国家水资源信息系统。各变量的描述性统计详见附录表A3。
方法
04
1.太阳能发电对煤炭发电的影响
（1）总体影响
作者使用发电量的逐时变化来识别总体影响：
其中，Gh是SING系统h小时的煤炭发电量，Sh是太阳能发电量，Loadh是发电负荷，ωd是有关天气的协变量，τ是时间固定效应，ϵh是误差项。
第一阶段方程式：
其中，SolarIrradiationh是北部地区h小时的平均太阳辐照，SolarNetCapacityd是SING系统d天的总体净太阳能发电容量。图5展现出这些变量的相关性。
（2）发电厂层级的影响
借助方程1和方程2估算太阳能发电对煤炭发电的总体影响之后，作者还采用发电厂层级的变量来评估太阳能发电是否能够取代煤炭发电：
2.结合健康数据来看太阳能发电取代煤炭发电的影响
作者定义的基准健康方程如下：
可能对识别造成干扰的因素：
其一，太阳能发电取代煤炭发电在日度层面的影响可能不足以识别健康效益。然而，正如附录图A5所示，日均太阳能容量系数为19.67%，最高为42%，在日度层面已经发生足够的变动来准确识别影响。
其二，发电量和健康之间潜在的内生性。为了捕捉有燃煤电厂和没有燃煤电厂的城市之间的异质性，除了加入城市层面的固定效应和城市×年份层面的固定效应，作者还在方程4中控制一系列人口特征，例如人口数量、人口密度以及生育率。此外，正如附录图A6所示，太阳能发电厂分散在各个地区，而不是像燃煤电厂那样集中于特定城市，有助于缓解内生性问题。
其三，大型铜矿公司既是北部地区重要的能源消耗者，也是空气污染物的主要来源。因此，作者在方程4中加入按照城市划分的大规模铜矿产量。
05
结果
1.太阳能发电对煤炭发电的影响
（1）总体影响
正如表2面板A所示，太阳能发电取代了煤炭发电：第一列中，每增加1GWh的太阳能发电，就会导致燃煤电厂每小时容量系数降低19.6%；第三列中，每增加1GWh的太阳能发电，就会取代0.764GWh的煤炭发电量。正如表2面板B所示，考虑到太阳能发电在日落后减少，煤炭发电可能增加，于是作者采用非参数方法来引入太阳能发电与日出、白天以及日落三种时间段之间的相互作用，发现太阳能发电对煤炭发电的影响主要集中于白天。
（2）发电厂层级的影响
图6直观地展现出太阳能发电对煤炭发电的负向作用，每增加1GWh的太阳能发电，就会取代315MWh的煤炭发电量。此外，图6还展现出CTTAR的发电量显著增加，平均而言，每增加1GWh的太阳能发电，就会导致CTTAR的发电量增加380MWh。
2.结合健康数据来看太阳能发电取代煤炭发电的影响
正如表3所示，太阳能发电取代煤炭发电将会导致与呼吸道疾病有关的住院人数减少。位于燃煤电厂下风口10公里以内的城市，太阳能发电每取代1GWh煤炭发电，因呼吸道疾病住院的比例就会降低16.7%，其中，因上呼吸道疾病和下呼吸道疾病住院的比例分别降低28.1%和17.7%。位于燃煤电厂下风口100公里以内的城市与之结果类似。
正如图7所示，在所有年龄段中，太阳能发电取代煤炭发电都将降低与呼吸道疾病相关的住院率。
正如表4所示，当空气污染物限定为PM2.5时，可以发现煤炭发电与PM2.5浓度呈现正相关，煤炭发电量每减少1GWh，PM2.5浓度就会降低1.79%。
稳健性检验
06
其一，更换城市，详见附录表A14。其二，更换估计方法，详见附录表A15和A16。其三，安慰剂检验，详见附录表A18。以上三种方法均证明结果是稳健的。
07
结论
太阳能发电有效取代了煤炭发电，降低了与呼吸道疾病相关的发病率，无论是与上呼吸道疾病还是与下呼吸道疾病相关的住院人数均显著减少，并且这种有利影响在位于燃煤电厂下风口10公里以内的城市更加明显。此外，空气质量的改善可能是可再生能源影响居民健康状况的潜在机制。研究结果对于开展社会成本-效益分析和评估太阳能发电相关政策具有重要意义。
Abstract
subsequent effects on human health. We estimate some of these benefits using data gathered during the rapid adoption of large-scale solar power generation in Chile over the last decade. Relying on exogenous variation from solar irradiation and incremental solar generation capacity over time, we find that solar energy displaces coal generation and curtails hospital admissions due to respiratory diseases. These effects are largely manifested in cities downwind of and near coal plants that are displaced by the introduction of new solar. The reduction in exposure to air pollution from these displaced coal plants seems to be driving this relationship. Our results help quantify the health benefits that can be achieved through greater renewable energy investments.
推文作者：朱锦杨，武汉大学经济与管理学院研究生
声明：推文仅代表文章原作者观点，以及推文作者的评论观点，并不代表香樟经济学术圈公众号平台的观点。
0
推荐
京公网安备 11010502034662号 