绘制县级对美国能源转型的暴露和脆弱性丹尼尔·雷米工作文件 21-362021 年 12 月 未来资源一世关于作者丹尼尔·雷米是未来资源的研究员，也是密歇根大学 Gerald R. Ford 公共政策学院的讲师。他致力于解决一系列能源政策问题，重点是实现公平能源转型的工具。他曾在学术期刊上发表过文章，包括科学, 科学进展,环境科学与技术, 经济展望杂志, 能源研究与社会科学， 和能源政策, 受欢迎的网点包括新共和国,新闻周刊,石板， 和财富，并向决策者展示了他的研究，美国和国际上的行业和其他利益相关者，包括在美国众议院自然资源委员会的能源和矿产资源小组委员会面前。压裂辩论是他的第一本书，结合了他在数十个石油和天然气产区旅行的故事以及对关键政策问题的详细研究，由哥伦比亚大学出版社出版，作为哥伦比亚大学全球能源政策中心系列丛书的一部分（www.thefrackingdebate.com).致谢我要感谢出色的RFF通信团队，特别是Anagha Komaragiri、Annie McDarris、Donnie Peterson、Justine Sullivan和Ross van der Linde，感谢他们为可视化报告中的数据做出的贡献。还要感谢RFF研究和政策参与团队的Sophie Pesek和Alex Thompson在数据可视化方面提供的帮助。感谢RFF资深研究员Jim Boyd、Alan Krupnick、Mike Toman和Margaret Walls对指数开发和应用的建议。感谢RFF主席Richard Newell对本文早期草稿的评论。感谢美国能源部的布莱恩·安德森、凯特·戈登和布里格斯·怀特为促成这一分析的思想和建议。感谢印第安纳大学奥尼尔公共与环境事务学院的三亚·卡利(Sanya Carley)和大卫·科尼斯基(David Konisky) 2018年的论文(与汤姆·埃文斯(Tom Evans)和米歇尔·格拉夫(Michelle Graff)合著)启发了我的工作，以及对我的分析方法的对话和反馈。非常感谢路易斯安那州立大学能源研究中心的格雷格·厄普顿(Greg Upton)和道尔顿州立学院赖特商学院(Wright School of Business)的韩宇(Han Yu)分享了他们的县级油气生产数据。感谢RFF的Brian Prest，他在这个项目的开始就向我指出了Greg和Han的工作。 绘制县级对美国能源转型的暴露和脆弱性2关于复位触发器未来资源 (RFF) 是华盛顿特区的一家独立的非营利性研究机构。其使命是通过公正的经济研究和政策参与来改善环境、能源和自然资源的决策。 RFF 致力于成为最广受信赖的研究见解和政策解决方案来源，从而带来健康的环境和繁荣的经济。工作论文是作者为了信息和讨论的目的而分发的研究材料。他们不一定经过正式的同行评审。此处表达的观点是个别作者的观点，可能与其他 RFF 专家、其官员或董事的观点不同。分享我们的工作我们的工作可在 Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0) 许可下共享和改编。您可以以任何媒体或格式复制和重新分发我们的材料；您必须给予适当的评价，提供许可证的链接，并指出是否进行了更改，并且您不得应用其他限制。您可以以任何合理的方式这样做，但不得以任何方式表明许可方认可您或您的使用。您不得将该材料用于商业目的。如果您对材料进行重新混合、转换或构建，则不得分发修改后的材料。欲了解更多信息，请访问https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/. 未来资源三内容1.2.3.3.1.83.2.103.3.123.4.143.5.163.6.184.5. 绘制县级对美国能源转型的暴露和脆弱性11.介绍气候变化的紧迫挑战需要以前所未有的速度和规模进行能源转型（美国国家科学院、工程院和医学院，2021 年）。随着美国寻求深度减少温室气体随着公共政策与创新加速清洁能源和相关技术的部署，全国将发生经济变化。但是，这些经济变化可能集中在哪里，哪些社区最容易受到干扰？该分析旨在通过将县级化石燃料活动的近乎全面的观点与一系列社会经济、环境和公共卫生指标相结合，帮助回答这些问题。结果可以帮助决策者更好地了解哪些社区可能最容易受到影响，哪些社区可能最具弹性，以更好地了解美国能源经济加速变化并确定其优先顺序。最近的一些分析试图实现相关目标。在学术文献中，Carley 等人。 (2018) 开发了一个评估与能源转型相关的县级脆弱性的框架，其中包括暴露（例如失业）、敏感性（例如，生活在贫困中的人口比例）和适应能力（例如，机构能力）的措施.他们将该框架应用于可再生能源组合标准的案例，该标准减少排放但增加了电力成本，并专注于易受这些更高成本影响的社区。最近的其他工作审查了气候减缓政策的社会成果（Lamb 等人，2020 年），评估了世界各地社区与转型相关的社会经济和环境风险（Sovacool 等人，2021 年），检查了脆弱性低收入美国家庭对更高能源成本的影响（Brown 等人，2020 年），并提出了指导政策制定者的原则（Muttitt 和 Kartha 2020 年；Bazilian 等人，2021 年）。学者们还提供了美国煤炭社区的案例研究，确定了挑战并提出了改进过渡规划的政策途径（Haggerty 等人，2018 年；Jolley 等人，2019 年；Roemer 和 Haggerty 2021 年）。最近的一项分析考察了阿巴拉契亚社区，试图找出在煤炭产量下降时有助于实现经济弹性的主要因素（Lobao 等人，2021 年）。Snyder (2018) 对这种分析采取了类似的方法，将劳工统计局 (BLS) 的化石燃料就业数据与社会经济指标相结合，为美国各县创建了能源转型脆弱性指数。该论文提供了对当前分析的模拟，但在两个方面受到限制。首先，它将所有化石燃料就业汇总到一个类别中。如下文更详细的讨论，气候政策的风险因燃料而异和技术，这是 Snyder 没有考虑的动态。因此，例如，主导美国煤炭生产的怀俄明州县并未出现在指数顶部附近。其次，在指数中纳入和加权各种指标的理由不明确，难以知道对脆弱性最重要的贡献因素是否真正反映在指数中。 未来资源2最近几个月，政府实体和政策研究人员进行了分析，为政策制定者提供更实用的指导。白宫煤炭和电厂社区和经济振兴跨机构工作组最近确定了化石能源活动集中的 25 个美国地区，按 BLS 大都市和非大都市分类对地区进行分组（煤炭和电厂社区和经济振兴跨机构工作组 2021） .这些分组为了解哪些地区可能受到影响提供了一个有用的起点，但它们提供的地理特征有限，社会经济和环境风险因素的详细信息也有限。为了更详细地了解哪些社区最依赖化石能源作为经济驱动力，我制作了一系列地图，确定了化石能源在就业和工资中占很大份额的县（Raimi 2021）。然而，这些地图是不完整的，因为支撑它们的 BLS 数据对于低人口（通常是农村）县来说经常被抑制，这些县可能特别容易受到能源转型的影响。此外，该分析没有纳入额外的社会经济或环境脆弱性措施。这种分析的目的是产生一种工具，可以指导决策者在适当的时间将注意力和资源集中在适当的地方。为此，它做出了三个主要贡献。首先，它确定了所有严重依赖化石能源作为经济驱动力的美国县（或同等政府单位），并按相关能源活动的规模对它们进行排名。其次，它提供了高度的地理特异性（县级）。第三，它不仅包括能源活动的衡量标准，还包括评估每个县存在的社会经济和环境风险因素的指标。综上所述，这些指标应该为决策者提供实用的指导，以了解哪些美国社区最容易受到从化石燃料过渡的经济影响的影响。虽然本文没有讨论过渡到各县的预期收益清洁能源，我确实注意到各县将从能源转型中获得不同的好处。重要的是，这种分析可以（并且将会）在未来几个月内得到改进。未来的工作将寻求完善相关的社会经济和环境指标，也许会制定一个指数来更容易地对县进行优先排序（尽管如上所述和下文将进一步讨论，指数创建存在方法论问题）。此外，它将寻求更好地表征不同地点的影响如何随时间演变。例如，雄心勃勃的气候政策可能会导致煤炭产量下降的速度比天然气产量下降得更快，从而导致煤炭生产社区和天然气生产社区之间的时间差异。更重要的是，燃料内部存在差异：不同地点生产的煤、石油和天然气具有不同的生命周期排放特征，生命周期排放量较低、市场准入和其他经济优势可能更大。最具弹性，至少在中短期内。 绘制县级对美国能源转型的暴露和脆弱性32.数据和方法我从多个来源收集能源数据，以创建一个近乎全面的美国县级化石燃料开采、炼油和电力生产能力数据库。煤炭开采数据来自美国能源信息署 (EIA 2021c)，而该署的数据则来自美国劳工部矿山安全与健康管理局。县级油气开采数据更难收集：信息必须从多个国家机构和私人数据提供商处汇总。在此分析中，我从阿拉斯加、阿肯色州、加利福尼亚州、科罗拉多州、密西西比州、蒙大拿州、北达科他州、新墨西哥州、俄亥俄州、宾夕法尼亚州、德克萨斯州、犹他州和怀俄明州的州机构收集了 2019 年的石油和天然气产量数据。从堪萨斯州、俄克拉荷马州、路易斯安那州和西弗吉尼亚州的州机构收集县级生产数据证明更具挑战性，因此我使用了 Upton 和 Yu（2021 年）收集和处理的 2018 年数据（2019 年的完整数据不可用）。 2020 年，这 17 个州占美国原油和天然气产量（不包括联邦海上生产）的 99% 以上（EIA 2021b，2021a）。炼油和电力容量数据来自 EIA。社会经济和环境数据有多种来源。阿巴拉契亚地区委员会 (ARC)、美国人口普查局和美国农业部经济研究局的数据在县级提供，并与能源活动数据合并。来自环境保护局的 EJScreen 工具的数据在人口普查区块级别提供。为了使这些数据具有可比性，我将人口普查区块数据汇总到县级，按人口对每个人口普查区块进行加权。许多变量和数据源可用于识别社会经济和环境脆弱性，在选项中进行选择并非易事。在审查了数十个候选变量、分析了相关性并与专家交谈后，我确定了 12 个衡量标准，每个衡量标准都提供了有关脆弱性的相关信息，并且其中大多数彼此之间的相关性很弱（下面会详细讨论）。这些信息与能源活动、人口和人均能源活动的指标一起显示为“仪表板”。总人口数字很重要，因为在其他条件相同的情况下，优先考虑可能受能源转型影响的人数较多的地区是合乎逻辑的。当然，其他一切都不是平等的，所以我包括了人均指标，这对于了解特定社区能源活动的集中度至关重要。我考虑开发一个指数，将这些措施汇总成一个单一的分数，以反映县级对能源转型的脆弱性，但选择不这样做主要原因是不清楚应该包括哪些指标以及如何为指数的不同元素分配权重以准确反映脆弱性。如上所述，该分析的未来版本将考虑使用指数，并且可以进行研究来指导此类指数的开发（例如，Flanagan 等人，2011 年；Cutter 等人，2013 年；Stafford 和 Abramowitz，2017 年）。然而，因为决策者正在寻求高质量的信息来帮助他们今天的决策，我觉得以当前的形式发布分析是合适的。 未来资源4表 1 描述了每个变量，简要说明了其包含的基本原理，并确定了基础数据源。完整的数据集可在 RFF 的网站上免费公开获取。你可以访问它https://www.rff.org/publications/data-tools/mapping-vulnerable-communities/。表 1. 社会经济和环境脆弱性指标指标 描述 基本原理 来源1人口2019年人口估计大量人口可能是合理的加强注意力美国人口普查2经济状况基于 3 年平均失业率、人均市场收入和贫困率的指数从 1 到 4（4=陷入困境）较高的经济性苦恼ARC 增加脆弱性3共享本科或以上学历2019 年至少拥有学士学位的人口比例较低的教育水平会增加脆弱性美国农业部4农村美国农业部的城乡连