1

Kinas miljøutfordringer

– fra lokale problemer til global påvirkning

Klimaforum, 27. november, 2006

Kristin Aunan (CICERO)

• Forurensning av vann og luft

• Utslipp av luftforurensninger og klimagasser - potensiale for samreduksjoner

2

SINCIERE-åpning

• Sino-Norwegian Center for Interdisciplinary Enironmental Research

• CIENS, UiO, ECON, UMB Kina: CAS (RCEES)

3

Vann – lite og forurenset

• Vannkvaliteten i 60% av elvene uegnet for menneskelig kontakt

• Nitratavrenning, kloakk, industri

• Akutte ulykker (f.eks. Songhua)

• Grunnvannet forurenses

4

300-500 mill mangler rent drikkevann

5

minst..

Total bacteria - rainy season

0

500

1 000

1 500

2 000

2 500

Tap water(treated)

Tap water(partiallytreated)

Tap water(untreated)

Non-piped (bymachine)

Non-piped(manual)

Non-piped(hand pump)

To

tal

bac

teri

a (C

FU

/mL

) Rural drinking water

6

Dårligst vannkvalitet i nord-Kina

Andel av målestasjoner – vannkvalitetsklasse I-V

I-III: egnet som drikkevannskilde og bading, akvatiske organismer

IV-VI: ikke egnet som drikkevannskilde, men kan brukes i industri (klasse IV) og i jordbruket (!) (klasse V)

South China I – II

South China III – IV

South China V – V*

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

South China I – II South China III – IV South China V – V*

North China I – II

North China III – IV

North China V – V*

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

North China I – II North China III – IV North China V – V*

7

Irrigasjon med forurenset avløpsvann

Ratio of crop exceeding standard

0

10

20

30

40

50

60

Wheat Corn Rice Vegetables

%

CSMI

PSI

8

Skjev fordeling av vannressursene

Nord-Kina:

• 1/5 av vannressursene

• 2/3 av jordbruks-arealene

• Grunnvannspeilet sunket opp til 50 m siden 1960 noen steder

• 1/3 av Kinas provinser har ‘ekstrem vannmangel’, alle disse i nord

Befolkningstetthet

9

Forurensning har sin pris

Estimater fra Verdensbanken/SEPA:

• Mangel på rent drikkevann (rural): 14.000 dødsfall pga. diarré i barn < 5år, og

• 53.000 dødsfall pga. kreft hos voksne (h.s. mage, lever)

10

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Beijing

Guangzhou

Taiyuan

Lanzhou

Shanghai

Tokyo

New York

Los Angeles

Rio de Janeiro

Mexico City

Delhi

NO2

SO2

TSP

mg/m 3

Luftforurensning - Luftforurensning -

Kinesiske byer blant de versteKinesiske byer blant de verste

11

Bedring på noen områder - forverring på andre

• Luftkvalitet i de 100 største byene bedre, særlig i perioden 1986-1996 (SO2 og PM10)

• NOx øker i takt med økende transport

• Økende regional forurensning (PM, O3)Beijing, november 06

12

20.000 nye biler på veiene per dag i Kina første halvår 2006

13

Kullforbruket øker kraftig

• 2004: Et nytt 1000 MW kullfyrt kraftverk per uke

• Industrikjeler med lav virkningsgrad: 1/3 av kullforbruket

• Kina verdens største kilde for SO2

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1965

1966

1967

1968

1969

1970

1971

1972

1973

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

Mil

lio

n t

on

s o

il e

qu

ival

ents

China

World

Coal consumption 1965-2004

14

Målsettinger vanskelige å oppnå(10. femårsplan)

Indicators (million tons) Planned 2005 Actual 2005 Excess (%)

SO2 emissions 17.9 25.5 42

Industry 14.5 21.7 50

Domestic 3.5 3.8 9

Soot Emissions 10.6 11.8 11

Industry 8.5 9.5 12

Domestic 2.1 2.3 10

Industrial Dust Emissions 9.0 9.1 1

15

Bakkenært ozon har økt betydelig og vil trolig fortsette å øke i Kina

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

7h m

ean

(ppb

v)

1950

1990

2020

16

Grenseverdier overskrides (40 ppb)

Monthly AOT40

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

Jan Febr Mar April May June July August Sept Oct Nov Dec

ppm

-h

2020

1990

17

NOx utslipp → bakkenært ozon → avlingstap

M-functions

0

5

10

15

20

25

Single croprice

Early rice Late rice Springwheat

Winterwheat

Soybean Corn

Cro

p lo

ss (%

)

1990

2020

18

Innendørs luftforurensningInnendørs luftforurensning

0 200 400 600 800 1 000 1 200

Beijing

Guangzhou

Datong

Taiyuan

Lanzhou

Shanghai

Indoor (coal users, kitchen, w inter)

NO2

SO2

TSP

mg/m 3

19

• Utenfor byer: 80%-90% av PM10-eksponering skyldes høye nivåer innendørs pga. husholdsningsbrensler (biomasse og kull)

• I byer: 50-60%

• Biomasse verst?

Mangel på ren husholdningsenergi gir høy eksponering

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

Gas Coal Biomass Population average

Ambient/other PM10

Indoor PM10

Fig:Rural parts of North China (From Mestl, Aunan, Seip, Wang, and Zhao, Science of the Total Environment 2006 (submitted)

20

Populasjonsvektet eksponering (mg/m3) dersom både ute- og inneluft tas med

155 - 250

251 - 350

351 - 450

451 - 550

551 - 650

651 - 750

751 - 850

851 - 936

21

Forurensning har sin pris

Estimater fra WHO og Verdensbanken/SEPA:

• Urban forurensning: 300.000 for tidlige dødsfall per år

• Innendørs forurensning: 420.000 for tidlige dødsfall per år

• Avlingstap, materialskader (korrosjon)

22

Ren husholdningsenergi og klima

• Forbrenning i husholdninger er den nest største kilden til BC (black carbon – sot) i verden - ¼ av globale BC utslipp

• BC er den andre eller tredje viktigste komponenten når det gjelder global oppvarming, etter CO2 og muligens metan

• Regionale effekter på klima?

23

Coal combustion

SO2 NOx Aerosols (particles)

nmVOC CO GHG

O3

Local air pollution: Health

damage Corrosion of

materials

Regional air pollution: Acidification Forest damage Crop loss

Global warming

Short to medium term

Medium to long term

Long term

Tiltak rettet mot kull – positivt for luftkvalitet og klima på mange vis

24

Muligheter for CO2-reduksjoner med nåværende kinesisk politikk

– Law on Energy Conservation (1997)– Total Emission Control (2000)– Cleaner Production Law (2002)– Renewable Energy Law (2005)– Energiintensitet en indikator for

miljøevaluering av byer– 11. femårsplan: 20% reduksjon i

energiintensitet

25

Hvis målene i 11. femårsplan nås

• 10% reduction in SO2

• 20% reduction in energy intensity

SO2

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020

BAU Eleven Five

CO2

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020

BAU Elevn Five

Figures from DRC, ongoing work

26

CO2 intensitet – er den positive trenden snudd?

• Siden 2001 har energiforbruket vokst raskere enn BNP (energi >15%/y)

• IEA (2006): Kina overtar for USA som utslippsland nr. 1 for CO2 innen 2010

-80 %

-60 %

-40 %

-20 %

0 %

20 %

40 %

60 %

80 %

100 %

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002

Year

Pe

rce

nta

ge

gro

wth

fro

m 1

99

0

Brazil

India

OECD

China

Chinese CO2 emissions

CO2 intensity of the economy

27

Bottom-up study:Bottom-up study:‘Cleaner Production’ projects in Taiyuan:‘Cleaner Production’ projects in Taiyuan:COCO22 reductions and health co-benefits reductions and health co-benefits

(ECON/CICERO/Taiyuan Univ of Techn) (ECON/CICERO/Taiyuan Univ of Techn)

Semi-bottom-up study:Semi-bottom-up study:Energy saving and clean coal Energy saving and clean coal technologies in Shanxi province:technologies in Shanxi province:COCO22 reductions and health co-benefits reductions and health co-benefits

(ECON/CICERO/Taiyuan Univ of Techn) (ECON/CICERO/Taiyuan Univ of Techn)

CGE model: Assessment of a COCGE model: Assessment of a CO22 tax in China, tax in China,

accounting for health and agricultural co-benefitsaccounting for health and agricultural co-benefits(ECON/CICERO/DRC/OECD) (ECON/CICERO/DRC/OECD)

28

Taiyuan (Shanxi): ‘Clean coal’ og energi-effektivisering

Mestl, Aunan, Fang, Seip, Skjelvik and Vennemo, J. Cleaner Production, 13 (2005), 57-70.

• Fire prosjekter på Taiyuan Iron and Steel Company

• Mer effektiv fjernvarme

• Kullbriketter erstatter råkull

29

Overgang fra råkull til briketter i småindustri

max PM10 = 7 mg/m3

PWE=3.6 mg/m3

Figur: Redusert befolkningseksponering, Bef. x PM10

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8

1000

peo

ple

Reduced annual average level of PM10 (mg/m3)

30

Sett som klimatiltak: Helseeffektene av CO2 reduksjoner overgår ofte kostnadene

-100

-50

0

50

100

150

200

250

300

Cogeneration

Modified boiler d

esign

Boiler replacement

Improved boiler management

Coal washing

Briquetting

Iron and Steel 1 CDQ

Iron and Steel 2 55% EAF

Iron and Steel 3 CCPP

Iron and Steel 4 TRT

District boiler h

ouse DB

Briquetting factory CB

Health benefit/CO2 (USD/ton CO2)

Abatement cost (USD/ton CO2)

762 USD/ton CO2

US

D/t

on

CO

2

31

Welfare analysis with health impacts only, 2010, All China

China-wide Welfare Analysis

-2000

-1500

-1000

-500

0

500

1000

0 5% 10% 15% 20% 25% 30%

CO2 reduction from 2010 baseline

100

mill

ion

yuan

Welfare cost

Ancillary benefits

Net benefits

CO2-skatt i Kina: Velferdsanalyse inkl. helseeffekter, 2010

’No regrets’ CO2 abatement: 5% - 10%

Aunan, Berntsen, O'Connor, Hindman Persson, Vennemo and Zhai, Environment and Development Economics, (Accepted).

32

China-wide Welfare Analysis

-2000

-1500

-1000

-500

0

500

1000

0 5% 10% 15% 20% 25% 30%

CO2 reduction from 2010 baseline

100

mill

ion

yuan

Welfare cost

Ancillary benefits

Net benefits

Welfare cost with Nox-Crops linkage

Net benefits with Nox-Crops yields linkage

’No regrets’ CO2 abatement: 15% - 20%

Velferdsanalyse som tar hensyn til unngåtte helseeffekter og avlingstap, 2010

33

Oppsummering

• Til tross for økt fokus: Store utfordringer for Kinas miljø – og det globale miljø

• Håndhevelse av miljøreguleringer ikke god nok

• ‘Clean coal’ og energi-effektivisering kostnadseffektive tiltak for reduksjoner av luftforurensninger og CO2

• Sammenfallende med energisikkerhet-interesser