文章内容 | 清华大学能源环境经济研究所

作为仅次于二氧化碳(CO₂)的第二大和第三大温室气体，甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)在全球气候变暖中扮演着不可忽视的角色，但长期以来，其社会成本估算研究严重滞后，无法真实反映这些温室气体排放的经济影响。

为此，清华大学能源环境经济研究所助理研究员王天鹏和教授滕飞，构建了一个多模型评估框架，在考虑不同的损失函数后，得出的CH₄和N₂O社会成本估算值最高约为之前文献结果的2~50倍，反映出其造成的气候损失可能远高于预期。2023年9月14日，相关论文以《损失函数的不确定性增加了甲烷和氧化亚氮的社会成本》(Damage function uncertainty increases the social cost of methane and nitrous oxide)为题，在线刊登于《自然》子刊《自然—气候变化》(Nature Climate Change)。

CH₄和N₂O的全球增温潜势(GWP)均高于CO₂，因此，减少这些气体的排放已成为全球气候倡议的焦点。CH₄和N₂O的社会成本估算(即每吨排放所造成经济损失的货币量化，分别为SC-CH4和SC-N2O)反映了其排放对经济系统的长期影响，因此，评估SC-CH₄和SC-N₂O对指导控排政策具有重要的意义。

但现有的相关社会成本评估严重依赖于过时的损失函数(将气候效应转换为经济影响的函数)，可能严重低估了气候损失的真实程度，进而低估了温室气体社会成本。此外，之前的研究也没有结合气候科学的最新进展以及最新的社会经济和排放预测。

为了解决这些问题，该研究构建了一个多模型评估框架来计算SC-CH₄和SC-N₂O，该框架涵盖了损失函数、气候建模、社会经济和排放情景及其相互作用等领域的最新科学进展。特别是在损失函数方面，新纳入的损失函数假定气候变化不仅影响短期产出(水平效应)，还会影响投资，并对生产力增长产生长期影响(增长效应)。

研究结果表明，既往研究低估了SC-CH₄和SC-N₂O。在仅考虑具有水平效应的损失函数时，CH₄和N₂O的社会成本(2020年为排放年)分别为2900 美元/tCH₄和49600 美元/tN₂O，是之前文献最高估计值的约2倍。而在考虑增长效应后，SC-CH₄和SC-N₂O的估计值会进一步增加15~25倍(图1)。

该研究结论表明，CH₄和N₂O造成的气候损失可能比以前认为的要大得多。当考虑增长效应后，SC-CH₄和SC-N₂O估算值会大幅上调，这表明有必要加大力度减少CH₄和N₂O的排放，并且相关减排可能产生可观的气候效益。此外，阐明气候变化对经济增长的影响机制，应当成为未来更新SC-CH₄和SC-N₂O的研究重点。

同时，本次研究对SC-CH₄和SC-N₂O的估计仍有很大的不确定性。但如果使用全球损失潜势(定义为非CO2 温室气体排放的边际损失与CO2 排放的边际损失之比)作为衡量CH₄和N₂O对气候影响的指标，则可以在很大程度上减少不确定性。此外，如果考虑CH₄和N₂O对臭氧、人类健康、作物产量和生物多样性等的负面影响，SC-CH₄和SC-N₂O估算值将进一步上调。

图1. 甲烷和氧化亚氮的社会成本估算和全球损失潜势

该研究是团队之前研究工作的延续(发表于Cell姊妹刊One Earth，https://doi.org/10.1016/j.oneear.2022.06.005)。通过扩展建模框架，本次研究在两个主要领域取得了进展，即对温室气体的社会成本进行了全面评估，以及对影响评估结果的建模选择进行了深入分析。未来，研究人员希望在温室气体社会成本的后续更新中，与地学和经济学领域的研究人员进行更多的跨学科交流与合作。

王天鹏助理研究员为该论文第一作者、滕飞教授为通讯作者。该研究得到了科技部重点研发计划和国家自然科学基金的资金支持。

新研究更全面评估全球甲烷和氧化亚氮社会成本