【香樟推文2192】什么？！LED路灯竟然会导致癌症？
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原文信息：Benjamin A. Jones. (2018). Spillover health effects of energy efficiency investments: Quasi-experimental evidence from the Los Angeles LED streetlight program. Journal of Environmental Economics and Management, 88, 283-299. Doi:10.1016/j.jeem.2018.01.002
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引言
长期以来，能效投资（Energy Efficiency Investment）被普遍认为可以减轻环境负担，同时降低能源消耗成本，因此是一种“双赢”模式。但事实真的如此吗？实际上，这种“双赢”并不能得到保证。这是因为能效投资在其产生的巨大外部性（即溢出效应）方面仍未得到充分衡量，比如漏掉了能效投资对于居民健康的影响。
能效投资可能会从两方面对居民健康产生影响：一是“间接效应”，即能效投资所造成的空气污染变化，进而对居民健康情况产生影响，二是“直接效应”，即个体直接暴露于能效投资影响下所导致的健康水平变化。后者也被作者称为“技术诱发效应”。既有文献主要是从能效投资的“间接效应”角度，分析其对于健康的影响，并发现具有其对于个体健康水平具有显著且正向的巨大影响。但是在“直接效应”层面却鲜有文献进行思考。实际上，评估能效投资对于健康水平的这种“直接效应”是必要的，不仅能够提供相应能效投资对于健康外部性影响的经验证据，更是因为在评估能源效率方案的投资回报时，核算健康结果的变化势必成为一个关键的组成部分。
为此，作者研究了洛杉矶一项能效投资计划（LED路灯改造项目）引起的健康溢出效应。具体而言包含两方面的工作：第一，基于合成控制法检验了LED路灯项目对于当地居民健康水平（包括乳腺癌死亡率、前列腺癌死亡率、车祸死亡率和凶杀案死亡率）的影响，结果显示相对于合成控制组，洛杉矶的LED项目产生了显著的乳腺癌死亡率上升，具体为每十万人0.479。但是没有任何证据发现这一项目与前列腺癌、交通事故和凶杀案死亡率之间存在显著关系；第二，基于第一步的估计系数，作者计算了包括健康成本和减排收益在内洛杉矶LED路灯项目的投资回报率，简言之，在考虑了健康影响和二氧化碳减排之后，这一能效投资计划在10年内的回报率为-146.2%。
创新点方面，第一，本文基于准实验的方法研究能效投资对于健康的影响，而在此之前关于这一主题的文献很少，因此本文的工作补充了评估能效投资绩效方面的文献。第二，本文的发现具有重要的政策启示。它可以作为其他类型能效投资或者公共设施建设外部性影响的参考，这对于除政府部门之外的企业或者居民都具有一定的启发意义。
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LED路灯影响健康
的机制
LED路灯可能对于居民的健康水平具有双重影响。一方面，LED灯可能会因为其“富含蓝光”而对于健康产生相对于原来路灯更大的危害。美国医学协会（AMA）已经汇总了LED蓝光健康危害的一系列证据，比如富含蓝光的LED路灯与癌症发病率、失眠和肥胖都被证明有关，并倡导社区更换LED路灯。另一方面，LED蓝光路灯也可能存在正向的健康影响。例如LED路灯具备的自适应技术可以根据周围环境自动调节亮度，从而提高夜间能见度，增加居民安全感，降低犯罪率。总体而言，LED路灯对于健康的外部性影响并不能确定。
为了检验LED路灯的健康溢出效应，作者从四个角度衡量健康结果：乳腺癌、前列腺癌、交通事故和凶杀案。就前两个癌症变量而言，在流行病学文献中已经证实夜晚人造光源（Artificial Light at Night, ALAN）与乳腺癌之间存在因果关联。简言之，ALAN会对人的生物钟产生影响，抑制褪黑激素的产生进而促进癌细胞的快速增殖和免疫系统的功能减弱。因此作者预计LED路灯可能对乳腺癌这一健康结果产生最大的影响。同样的，也有医学研究指出ALAN与前列腺癌之间的关系，尽管现有的因果性证据十分有限，但仍不能完全排除这一结论。因此作者假设LED路灯对于前列腺癌的影响幅度会次于对乳腺癌的影响。在两种癌症之外，本文还考虑了两种可能会因为与LED路灯产生正面联系的健康结果：交通事故和凶杀案。一方面，LED路灯安装后因其更接近日光，可能会增加夜间照明和提供更好的视觉灵敏度，因而LED路灯与交通事故之间存在因果联系。另一方面，LED路灯与凶杀案之间的联系也与之类似。总之，本文假设这两种影响存在，但其幅度并不很大。
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数据来源、实证方法
与研究结果
洛杉矶县的LED路灯改装项目开始于2009年，其初衷是为了降低用电成本。同时也为采用准实验方法研究能效投资对于健康的溢出影响提供了契机。
这篇文章所使用的数据是美国县级数据，而不是微观数据。健康方面的数据来源于美国疾控中心统计的1995年至2004年全美县级（美国共有3100余个县，属于州直属）死亡率数据。作者进一步根据死者年龄、死亡原因（分别为乳腺癌、前列腺癌、交通事故和凶杀案）进行分层。由此产生四个衡量健康水平的被解释变量，其单位为每十万人不同死因的死亡率。控制变量方面，作者从美国社区调查（2005-2014）和1900、2000和2010十年一次的人口普查中收集了包括种族、民族和受教育程度的县级数据。此外还包括收入、贫困率和失业率的县级数据。
研究方法方面，作者采用合成控制法，结合全美最大100个县的数据构建一个未经历LED改造项目的“合成控制洛杉矶县”，并将其与真实的洛杉矶县进行比较，从而考察LED路灯改造项目对于四种不同健康变量的影响效应。考虑到LED路灯在不同县内常常出现重叠现象，因此本文在确定可构造合成控制组的样本县时只选择辖区内没有LED路灯的县。
由此，根据合成控制法估计的洛杉矶LED路灯改造项目对于健康的影响可以用双重差分的形式写为：
但是，一般情况下癌症都具有潜伏期。从最初接触ALAN到癌症病发（潜伏期）通常长达2至16年，在最初接触后10年达到峰值，因此在识别LED路灯和健康情况之间的因果关系时需要特别注重滞后期。而由于数据的可及性问题，难以研究LED路灯安装10年后的健康情况，因此作者研究4年潜伏期的影响（即LED路灯安装后的第4、5、6年），这也是所使用数据所能允许的最大范围。
在汇报基准结果之前需要先检查预处理期处理组（洛杉矶县）和控制组（合成控制县）的健康变量是否存在显著差异。下表2的结果显示，无论是死亡率平均值还是死亡率增长率，两组之间都十分相近。这些结果表明合成控制法构造的反事实控制组满足平行趋势假设。
下图中，黑线代表洛杉矶县和“合成控制洛杉矶县”之间死亡率结果的标准化差距，而灰线则表示100个全美最大县组成的控制组池中任意选取一个县作为处理县，剩余县作为合成控制县的标准化差距。结果显示，就乳腺癌死亡率而言，在洛杉矶县安装了LED路灯项目后，第五年和第六年的乳腺癌死亡率与控制组存在显著的正差距，从第5年起与安慰剂县相比很大。相反，图 3 中对前列腺癌、交通事故和凶杀的影响程度都与安慰剂县非常相似。因此，就前列腺癌死亡率、交通事故死亡率和凶杀案死亡率而言，这些健康变量并未受到LED路灯改装项目的影响。
进一步地，乳腺癌死亡率受到LED路灯显著影响的结果也在下表3中的DID估计结果得到了进一步验证，而剩余三个健康变量则显示与LED无关。随后，作者还进行了五项稳健性检验，包括：1.改变癌症的潜伏期；2.剔除了加利福尼亚州内部迁移的影响；3.通过剔除不在2010年《平价医疗法案》医疗补助范围内的州，重新构建一个反事实进行估计；4.替换处理年份为2011年；5.运用传统的双向固定效应DID模型重新估计。结果均保持稳健，限于篇幅笔者在此不再展示。
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LED改装计划的
投资回报计算
LED路灯改装的社会价值可能与其会计核算价值不同，原因在于LED改装项目存在对于健康因素的溢出性影响（如前所述）、使用公共资金的社会性成本、LED路灯的管理成本和由其引致的减排收益等。作者将重点关注LED路灯带来的健康成本的CO2减排收益。
洛杉矶市报告称，LED路灯项目的前期投资成本为5700万美元，为了简便起见，作者假设这笔投资在完成该项目所需的四年时间里平均分配，再加上能源和维护成本，大约为1000万美元/年。为了估算死亡率健康成本，作者使用2010年美国人口普查局对于洛杉矶县人口的估计数，并根据DID估计的乳腺癌死亡率系数（0.479）转化为乳腺癌死亡人数。随后作者根据Viscusi and Aldy (2007)计算的生命价值评估（2009年价格水平的470万美元）计算得到了由LED路灯引起的乳腺癌额外死亡成本。在减排方面，LED路灯每年约减排了47583 吨二氧化碳，作者把这个数字乘以白宫估算每年碳排放的社会成本，得到LED路灯的碳减排收益。LED投资回报率估算结果如下表5所示。
上表5的结果可以看出，总体而言，在考虑了健康因素和二氧化碳减排之后，LED路灯改装项目的投资回报率在10、15年内均为负，分别为-146.2%和-61.5%，直到LED改装后20年回报率才转为正值，为16.3%。相反，如果不考虑健康因素和碳排放，只考虑LED路灯的安装、维护成本和能源消耗节省情况，则10、15、20年的投资回报率分别为118%、183.5%和239.8%。
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笔者评论
本文发表于JEEM，研究了一个很新颖的问题：对于能源效率的投资会如何影响人的健康水平。首先在选题方面很新颖，而作者在能效投资和健康因素的切入点也很巧妙——LED路灯和癌症死亡率。其次是高度重视因果识别的实证方法，作者使用了一个为人所熟悉的合成控制法，并辅之以双重差分进行稳健性检验，尽管文章的实证部分并没有多么复杂，但对于因果关系的识别异常重视。最后是充实的工作量，在以准实验方法研究LED路灯对于健康的影响之后，又进一步量化其造成的宏观健康成本，使得全文的政策启示和创新点不言自明。
■ Abstract
Payback estimates of energy efficiency investments often ignore public health externalities. This is problematic in cases where spillover health effects are substantial, such as when the application of new technology alters environmental exposures. When health externalities are included in return on investment calculations, energy efficiency programs may look more or less attractive than suggested by conventional “energy savings only” estimates. This analysis exploits the quasi-experiment provided by the 2009 Los Angeles (LA) LED streetlight efficiency program to investigate the returns on investments inclusive of an originally estimated health externality. Using the synthetic control method, we find that the LED streetlight program is associated with a lagged increase in breast cancer mortality of 0.479 per 100,000. Inclusive of the effects of LEDs on breast cancer and avoided carbon emissions, the LA LED program provides a -146.2% 10-year return compared to +118.2% when health outcomes and carbon emissions are ignored
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本期小编：路芳菲