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中国是世界煤炭生产和消费第一大国，以煤炭为主的能源结构支撑着中国的经济发展，但同时也排放着大量污染物，是导致我国空气质量恶化的重要原因。京津冀地区是我国三大区域污染之一防治重点城市群，能源结构的不合理化给该地区带来巨大的环境压力，重度雾霾污染频繁出现，给公众健康造成严重威胁。2013年国务院出台的《大气污染防治行动计划》（大气十条）中提出煤炭总量控制政策以减少全国煤炭消费总量，随后各地包括京津冀地区出台一系列的行动方案保证煤控目标的实现。然而，各地区煤控政策实施后的污染物减排和浓度改善效果及因而减少的健康损失的研究还未受到科学家们的广泛关注，而这是煤控政策制定者迫切需要明确的科学问题。 本文以京津冀区域作为研究对象，对煤炭总量控制政策进行措施分解，确定两大类煤控措施:煤炭减量化和清洁能源替代，设定基准情景和三种政策情景。通过广泛搜集京津冀地区宏观经济数据、能源消费相关数据，构建LEAP-Beijing、LEAP-Tianjin、LEAP-Hebei模型，并逐一对模型所需核心参数进行设定和预测，对北京、天津、河北三个地区未来年份（2014-2030年）的主要燃煤部门的能源消费和污染物(SO2、NOx、CO、VOCs、PM10、PM2.5)排放量进行预测，并应用空气质量模型重点模拟估算了煤控政策情景相对于基准情景的空气质量改善效果，最后应用本地化的暴露-反应系数和健康终端单位价值对空气质量改善带来的健康效益进行经济评估。 研究结果表明:煤控政策综合情景下，2020年和2030年京津冀分别可节能14.87％和24.60％，其中煤炭减量化措施的节能效果非常显著，到2020年和2030年可节能11.53％和19.53％，能源结构也得到了优化，煤控政策下，2020年和2030年煤炭占能源消费的比例仅为43.52％和19.42％。2020年和2030年煤控综合情景较基准情景的污染物减排效果均非常可观，煤炭综合情景下2020年和2030年污染物的减排率分别在36％-45％和60％-79％的范围内，其中煤炭减量化对SO2、NOx的减排效果较明显，2020年和2030年较基准情景分别可减排26％左右和47％左右;清洁能源替代对CO、PM2.5有明显的减排效果，2020年和2030年较基准情景分别可减排27％左右和50％左右，对于VOCs、PM10，煤炭减量化和清洁能源替代减排效果相似，2020年和2030年较基准情景分别可减排25％左右和45％左右。分地区考虑，北京由于能源结构较优化，煤控政策的节能潜力较小，而天津和河北在煤控政策的实施下有较大的节能潜力，天津2020年和2030年可节能12.34％和18.44％，河北2020年和2030年可节能16.63％和30.72％。对于污染物排放，清洁能源替代针对供热部门和居民面源对北京污染物减排有重大贡献，2020年和2030年分别可减排40％-48％和24％-44％;而天津清洁能源替代对污染物减排效果较好，2020年和2030年分别可减排30％-38％和46％-61％;河北省重工业、污染企业较多，煤炭减量化的污染减排率较大，2020年和2030年分别可减排25％-37％和44％-51％。2020年京津冀地区在煤控综合情景相对基准情景下年PM2.5年均浓度下降13.48％，其中北京市、天津市、河北省分别下降10.28％、16.49％、12.77％。通过健康效益估算研究发现，煤炭总量控制政策可使京津冀地区2.00万人避免过早死亡，86.44万人避免疾病，可减少因污染造成的健康损失325.13亿元，相当于该地区2013年GDP的0.52％。 通过定量估算和模拟预测煤炭总量政策的节能、污染物减排和空气质量改善效果，可发现煤控政策可大幅减少京津冀地区的能源消费量和污染物排放量，PM2.5浓度得到一定程度的下降，由此带来的健康改善效益可观。本研究结果为煤控政策在京津冀区域的实施提供了可靠科学研究支持，为其他地区煤炭总量控制政策研究提供参考。