限行,私家車對PM2.5的貢獻到底有多少

2020-12-05 中關村在線

1一、尚未被廣泛認識到的「二次反應」

  [ZOL汽車用品]在霧霾的籠罩下,我國已經有北京、杭州、成都、天津等10個以上的城市,在實行機動車限行措施,而限行標準多以尾號來劃分。這些限行政策一直廣受爭議。由於目前源解析技術的局限,對PM2.5來源的分類,大多只能到達「機動車」這種大項,還無法解析出更精細的來源。 但我們可以做個估算:以北京為例,【國1+2+3】的車輛數量,只有【國4+5】的三分之一不到,但對PM2.5的貢獻,卻至少在後者的10倍以上。


無處安放:倫敦霧霾事件中倫敦市民為愛犬帶上口燥

一、尚未被廣泛認識到的「二次反應」

    機動車對PM2.5的貢獻,分為兩部分:

    1.直接排放出的顆粒物,這部分其實非常少,只佔PM2.5的百分之幾。

    2 .「二次反應」後生成的二次顆粒物,這部分才是大頭兒,佔PM2.5的百分之十幾。

對「二次反應」,你可以這麼簡單理解:尾氣中排放出的氣態汙染物,進入大氣後不會閒著,而會繼續發生各種複雜的化合反應,最終形成顆粒物。

    氮氧化物NOx,轉化為二次硝酸鹽顆粒物,同時催化SO2生成二次硫酸鹽顆粒物

    碳氫化合物HC,轉化為二次有機碳顆粒物。

覺得文字抽象的話,請看圖:北京機動車對PM2.5的貢獻示意

    所以,直接排放出的PM2.5(請注意這裡是「排放」),加上二次反應生成的PM2.5(請注意這裡是「生成」),兩者合起來,機動車總體上對PM2.5的貢獻就是20-30%(請注意這裡是「貢獻」)。

    註:這個值,即使在同一城市,也會隨著不同年份、季節、取樣站點不同,而有所變化。所以給出的是個範圍。

    「二次反應」是很專業的知識,大部分人都不知道,官方科普也不夠,造成很多老百姓在直觀感受上難以相信機動車竟然貢獻那麼多PM2.5。

    說到這裡,想起前幾天熱傳的一附圖:

    有人測了幾種PM分別在室外和某國產車排氣口的兩組濃度值


我竟無言以對

    他得出結論:

    開車是搞環保,

    吸進去的是髒空氣,

    排出來的尾氣更清潔。

    如果當時你還覺得頗有點道理的話,看到這裡你應該意識到問題在哪裡了。

    這哥們兒只測了尾氣中直接排放出的PM,這確實非常少。而尾氣中汙染排放的大頭兒,並不是直接排放出的顆粒物,而是即將發生二次反應的NOx和HC。

   如果這哥們兒再測測這兩者的值,就不會覺得尾氣「更清潔」了。

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2二、小車對PM2.5的貢獻有多少?

二、小車對PM2.5的貢獻有多少?

    你一定很希望我直接扔個數據出來,乾淨利落地證明給你看吧?

    很遺憾——沒有。

    為什麼呢?

    因為算不出來。

    以現有的源解析技術,我們沒辦法把PM2.5的來源細分到這個程度。

    但我們可以根據排放源做個初步估算。根據環保部公布的《機動車管理年報2016》,小型載客車(以下簡稱小車)對PM、NOx、HC的貢獻分別佔機動車的:5.1%,10.1%,41.3%。

    需要注意的是,「二次反應」的過程非常複雜,NOx、HC向二次顆粒物的轉化,並非線性關係,不是說乘個係數就能得到二次顆粒物的比例,所以迄今為止還算不出一個具體的數值,只能依照上述數據做個大概估算——應該在25-50%之間。

    看圖:


機動車貢獻PM2.5中的小車佔比示意圖

    而機動車對PM2.5的貢獻為20-30%,也就是說,小車對PM2.5的貢獻,應該在5-15%之間。

    這個數字並不高,如果獨立出來看的話,在北京PM2.5來源中,大概也就排個第四、第五位吧。

    請注意:正如前述,限於目前的技術手段,這只是個非常寬泛的估值。大家期待的更精確的來源比例,還有待於源解析技術的繼續發展和探究。

    前段時間,有人在網上算小車對PM2.5的貢獻,用機動車佔PM2.5的20+%,乘上小車佔機動車PM排放的5.1%,得出小車對PM2.5的貢獻只有大概1%!

    現在大家也不難看出問題在哪兒。這種算法的錯誤就在於沒有「二次反應」,他算出來的其實只是小車直排對PM2.5的貢獻,而完全忽略了更大比例的二次顆粒物。

    小車對PM2.5的貢獻雖然很低,但也絕不可能低到1%這個程度。

    但是!

    還沒完~

3三、不同排放標準的車輛對PM2.5的貢獻有多少?

    不同排放標準的車輛的汙染物排放分擔率如下:

各種排量汽車汙染分擔率

    結合2015年《北京市環境狀況公報》,北京市不同排放標準車輛的保有量如下:


構成比

    如果我們把國1、2、3歸為一類,把國4、5歸為另一類,會發現:在北京,【國123】直接排放的PM是【國45】的66倍多,排放出的NOx是15倍多,HC是近9倍。

    按照這個來進一步估算,【國123】對PM2.5的貢獻,至少比【國45】高出10倍以上。

    掠過到此處可以回來了。

  【國123】以其不及【國45】三分之一的數量,卻貢獻了至少10倍以上的PM2.5。這種情況下,把這些車輛籠統混在一起,平時按尾號來限行、重汙染預警時也按尾號來單雙號限行,這公平嗎?

    在討論時,以私家車為一類,我認為這種分法依然含混。

    北京市的機動車裡,雖然國4、國5佔了近80%,但國3還有12%呢,其它城市可能更多。

    而且,國3現有的汙染排放分擔率並不低,如上圖可見,其中PM直排佔機動車的27.3%,HC佔27.9%,NOx最高,佔到42.3%,這是不能被忽視的。

    你說把一個開國5標準的車主,和一個開國3標準的車主,按照同一標準限行,僅僅因為兩者身份都是「私家車主」?這同樣是不公平的。

    因此,正如我在過去也多次明確表示的:反對一刀切的限行政策,應該按不同排放標準來劃分級別。

治理霧霾,並不是一個單一的科學問題,而是科學問題+管理問題+經濟問題。

    科學上,我們需要找出PM2.5的來源,而且對來源的劃分得越細越好。現在我們已經知道,北京的機動車總體上貢獻了20-30%的PM2.5,這裡面有相當大額比例來自於二次反應生成的二次顆粒物。

    當然,現有的源解析技術還非常有限,有時需要結合源清單進行估算,這會帶來一定誤差。但對於治理思路而言,現有結論已經具備了比較確定的方向性指導。

    但需要強調的是,一項公共政策的制定,需要始於科學判斷,但不應止於科學判斷。

    你不能說,既然科學都已經認定機動車有20-30%的貢獻了,那我們來個一刀切,削一半,不就少掉10-15%的PM2.5了嗎?!

    這雖然也會有用,但這樣的措施,無疑是粗暴的;而這樣的政策設計,至少是懶惰的。

    當然,精細化的政策設計,會帶來成本上升的問題。

    比如說,如果我們要按不同排放標準來限行,前期肯定要做大量的統計排查、成本與收益核算、具體條款設計等。還會涉及到如何監管的問題:單雙號限行當然查起來相對容易,而如果按排量分類的話,稽查成本會大大提升。

    難度確實增加了,成本確實上升了,但是否意味著這些代價毫無意義?

    以前我曾介紹過國外其它城市的分類辦法。

    比如倫敦,設立了「低排放區域」,只有達到一定排放標準的車輛才能免費進入,超標車進入的話要額外收費。

    再比如德國,一些城市,根據汽車排放情況分類,貼上不同顏色的環保貼,不同顏色的車可以進入不同區域,如果高排放的車進入低排放區域,將被處以40歐的罰款。

    這些按排量分類限制的方法,一方面更符合大眾「誰汙染、誰受限」的認知;

    另一方面還有個好處,就是間接敦促車主更換為低排放的車,安裝更高效的過濾設備,總體上降低排放到大氣中的汙染物。

    而一刀切的限行方法,就沒有這個激勵作用。反正你是按尾號限,我大可不必去在乎排放了多少汙染,尤其對於很多擁有兩輛車的家庭來說,換著開就行了。另外,對於公共政策而言,還要考慮公眾接受度,畢竟你的政策要向公眾推行,不應設計太讓人反感的方案。

    比如,在北京PM2.5的來源裡,還有13%的餐飲,這其中一個重要原因在於,中國式煎炸炒的烹飪方式,實在是太能釋放PM2.5了。雖然每家每戶只排放一點出來,但北京這麼大的城市體量,累加起來居然也高達13%,排到第四位了。

    但是,我們能不能說,為了降低這13%的PM2.5,我們要求大家都改吃蒸煮涼拌,放棄煎炸炒吧。再說本來也不健康,艾瑪一舉兩得啊!

    顯然是不能。

    你的政策除了要考慮科學問題,還要考慮公眾接受度。北京居民雖然對霧霾深惡痛絕,但真沒到為了降低13%的PM2.5而放棄中華美食的地步。

    當然,這是一個明顯能感覺到其荒謬的極端假設。但同樣的道理,在其它限排政策上也一樣。

    現在某些治霾措施的簡單粗暴,不僅表現在 機動車的  「一刀切」限行上。

    前段時間有人私信我,說西安某大學對重汙染的應急預案,說是為了做好減排工作,在特定時段和某些區域,實行低溫供暖。該校學生跟我說,暖氣在白天幾乎沒溫度,晚上溫熱。

    這可以說是燃煤版的「一刀切」。

    燃煤在冬季採暖期確實是個汙染大項,對西安PM2.5的貢獻應該在30%以上,但這也應該細分:在我國,散煤只佔煤炭消費的10%不到,卻貢獻了燃煤中50%的大氣汙染。

    想要降低燃煤排放,到底是應該儘可能採用優質燃煤,還是把供暖這樣的基礎生活保障直接削掉?

    還有河北某縣,在重霾期間,要求早點攤和飯店停業。

    在整個河北的PM2.5來源中,餐飲只佔8%,這其中一個縣的早點攤和飯店能佔多大比例?

    這道理應該這麼說:一些來自於小攤和飯店的油煙,常年不加過濾地大量排放,雖然對整個城市的PM2.5貢獻非常小,但會極大影響周圍小範圍內的空氣狀況。近距離居住的居民,被迫承受高出城市平均狀態的汙染物濃度。本來河北的空氣品質就全國倒數,樓下再白天來個早點攤、晚上來個燒烤攤,倒黴催的附近居民,等於一傢伙搬到了新德裡。

    為了這些居民的身體健康和居住環境,治理小攤和飯店的油煙排放當然無可厚非,而且早就應該治理。但你平常置之不理,等到預警時,打著治理霧霾的旗號猛來一波,真不怪人反感你。

    現在,政府迫於治霾壓力,匆忙上陣了一些措施,有的在收效上沒有經過嚴謹的科學核算,有的在具體的條款上簡單粗暴。

    因此,來自民間的反饋非常必要。

    正如《洛杉磯霧霾啟示錄》中所寫:在洛杉磯長達60多年的抗霾史中,如果回過頭去看,你會發現普通民眾對這項事業的推動。

    不過我要聲明一點:我上面的所有討論,前提是在科學結論的基礎上。

    有些人已經憤慨到了連「機動車總體上屬於PM2.5的主要來源之一」都不承認的地步。

    你只要先說了一句「北京PM2.5中機動車貢獻佔20+%,但是……」

——你可別「但是」,我們的口號是「沒有轉折」!你就是針對私家車主,我就要把各種「數據造假」「跪舔政府」「專家洗地」的猛詞兒往你身上砸。

    還有一些人,熟練使用一種非常流氓的攻擊手段,叫做「泛政治化」:

    我,我是私家車主,我是老百姓是人民;而你,你中科院的?呵呵,你肯定在給政府洗地;哦你還是個女的?你這個體制婊!

    以前常有人說,微博上容不下與自己觀點不一致的人。我覺得這個評價太過於樂觀了。

    就別說觀點不一致了,現在微博上都容不下與自己觀點一致得不夠徹底的人。

    似乎所有的問題,都只有非黑即白的兩條路;而所有的討論,最後都演變成編瞎話、扣帽子、潑髒水、你死我活的肉搏場。

    所以,我必須強調:我上面說的「來自民間的反饋」,真不包括這些閱讀理解能力尚未超過10個字、並對下流攻擊樂此不疲的人們,請別太自作多情了。

當然,儘管如此,我依然希望, 上述人士能成為科研探索和政策改善的受益者。

4四、原作者寄語

四、原作者寄語

    美國規定的PM2.5濃度日均上限是35μg/m3,日均超過50μg/m3就大驚失色。但在京津冀和我國一些主要城市,大家已經在日均100+μg/m3中泰然處之。

    在霧霾籠罩之下,每個人都在承受著健康風險;而任何一種限排政策,最終都會多多少少地給某個群體造成不便,或者付出經濟代價。

    以北京市為例,機動車總體貢獻了20-30%的PM2.5,但其中【國123】的數量只有【國45】的三分之一不到,對PM2.5的貢獻卻是後者的10倍以上。這種前提下,僅用尾號進行限行是非常粗暴和懶惰的。我們需要對不同排放標準的車輛做出區分,限排應該精細化操作。

    公共政策的設計是一門精妙的學問。治理霧霾不僅要立足於科學,同時也需要綜合考量成本收益比和公眾接受度等方面。不僅對機動車如此,對燃煤、工業等汙染來源的其它大項,也是同理。

    對PM2.5進行源解析、研究反應過程、找到科學結論,這很難;但更難的是,在各方利益的博弈中,尋求一套在成本、效率和群眾接受度上,達到三方平衡的公共政策。

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