作者：卢卡斯·亨尼曼，《对话》

新的研究表明，燃煤发电厂产生的空气污染颗粒对人类健康的危害比许多专家意识到的更大，其导致过早死亡的可能性是其他来源空气污染颗粒的两倍多。

在《科学》杂志上发表的这项研究中，我和我的同事绘制了美国燃煤电厂排放物如何通过大气传播的路径，然后将每个电厂的排放量与65岁以上享受医疗保险的美国人的死亡记录联系起来。

我们的研究结果表明，从1999年到2020年，燃煤发电厂释放的空气污染物与近50万美国老年人过早死亡有关。这是一个惊人的数字，但该研究也带来了好消息：自2000年代中期以来，由于联邦法规迫使运营商安装排放洗涤器以及许多公用事业公司完全关闭燃煤电厂，与美国燃煤电厂相关的年度死亡人数急剧下降。根据我们的调查结果，1999年美国有55,000人死于煤炭空气污染，到2020年已降至1,600人。

在美国，天然气和可再生能源正在取代煤炭发电。然而，在全球范围内，预计未来几年煤炭使用量将会增加。这使得全球决策者在制定未来政策时更加迫切需要了解我们的结果。

燃煤空气污染：是什么导致如此严重？

20世纪90年代，一项名为“哈佛六城市研究”的里程碑式研究将空气中的PM2.5微小颗粒与过早死亡风险增加联系起来。此后的其他研究已将PM2.5与肺病、心脏病、癌症、痴呆症和其他疾病联系起来。

根据这项研究，美国环境保护局于1997年开始监管PM2.5浓度，并随着时间的推移降低了可接受的限值。PM2.5（小到足以被吸入肺部深处的颗粒物）来自多种不同的来源，包括车辆中的汽油燃烧以及柴火和发电厂产生的烟雾。它由许多不同的化学物质组成。

煤也是许多化学物质的混合物——碳、氢、硫，甚至金属。当煤炭燃烧时，所有这些化学物质都会以气体或颗粒的形式排放到大气中。一旦到达那里，它们就会被风吹走，并与大气中已有的其他化学物质相互作用。因此，燃煤电厂下风处的任何人都可能呼吸着复杂的化学混合物，每种化学物质对人类健康都有其潜在的影响。

追踪煤炭PM2.5

为了了解煤炭排放对人类健康造成的风险，我们追踪了1999年以来美国480家最大的燃煤发电厂中每一家运营的燃煤电厂排放的二氧化硫如何随风传播并转化为微小颗粒——煤炭PM2.5。我们使用二氧化硫是因为它对健康有已知的影响，并且在研究期间排放量急剧减少。

然后，我们使用统计模型将1999年至2020年近7000万人的煤炭PM2.5暴露与医疗保险记录联系起来。该模型使我们能够计算与煤炭PM2.5相关的死亡人数。在我们的统计模型中，我们控制了其他污染源，并考虑了许多其他已知的风险因素，例如吸烟状况、当地气象和收入水平。我们测试了多种统计方法，所有方法都产生了一致的结果。我们将统计模型的结果与之前测试其他来源的PM2.5对健康的影响的结果进行比较，发现来自煤炭的PM2.5的危害性是来自所有其他来源的PM2.5的两倍。

与单个发电厂相关的死亡人数取决于多种因素——发电厂排放量、风向以及有多少人吸入污染。不幸的是，美国公用事业公司的许多工厂都位于东海岸主要人口中心的上风处。这一选址放大了这些工厂的影响。

美国的成功故事和全球煤炭的未来

多年来，工程师们一直在设计有效的洗涤器和其他污染控制装置，以减少燃煤电厂的污染。美国环保署专门制定了规则，鼓励使用煤炭的公用事业公司安装洗涤器，大多数未安装洗涤器的设施已经关闭。结果非常显著：据报告安装了洗涤器的设施中二氧化硫排放量减少了约90%。自1999年以来，全国范围内的二氧化硫排放量减少了95%。根据我们的统计，安装洗涤器或关闭的每个设施造成的死亡人数大幅减少。

随着水力压裂技术的进步降低了天然气的成本，而法规使燃煤电厂的运营成本变得更加昂贵，公用事业公司开始用天然气电厂和可再生能源取代煤炭。转向天然气——一种比煤炭燃烧更清洁的化石燃料，但仍然是导致气候变化的温室气体——导致空气污染进一步减少。如今，煤炭发电占美国电力的27%左右，低于1999年的56%。

然而，从全球来看，煤炭的前景好坏参半。尽管美国和其他国家的未来煤炭用量将大幅减少，但国际能源署预计，至少到2025年，全球煤炭使用量仍将增加。我们的研究和其他类似研究清楚地表明，煤炭使用量的增加将损害人类健康和气候。充分利用排放控制和转向可再生能源是减少煤炭负面影响的可靠方法。