城市交通大气污染物与温室气体协同控制效应评价

中国环境科学 2014,34(11)：2985~2992 China Environmental Science

城市交通大气污染物与温室气体协同控制效应评价——以乌鲁木齐市为例

高玉冰1,毛显强1*,Gabriel Corsetti1,魏毅2 (1.北京师范大学环境学院,北京 100875；2.乌鲁木齐市污染控制中心,新疆乌鲁木齐 830063)

摘要：针对乌鲁木齐城市交通领域12项减排措施开展协同控制效应评估,构建空气污染物与温室气体协同减排当量(AP eq)指标进行减排效果归一化,识别措施是否具有协同减排效果,并进一步计算单位AP eq减排成本,从成本有效性角度对各项减排措施进行排序.研究结果表明,出租车、私家车油改气以及纯电动轿车替代汽油轿车3项措施不具有协同控制效应;而提高尾气排放标准、天然气公交替代柴油公交、提升小客车燃油经济性、油品升级、淘汰黄标车、发展轨道交通、引入快速公交等措施可以实现局地大气污染物与温室气体的协同减排.费用-效果分析表明,提高小客车燃油经济性的单位AP eq减排成本最低,具有良好的成本有效性;而发展轨道交通虽然单位AP eq减排成本较高,但总体减排效果较好.

关键词：乌鲁木齐；城市交通；协同控制

中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2014)11-2985-08

Assessment of co-control effects for air pollutants and green house gases in urban transport: A case study in Urumqi. GAO Yu-bing1, MAO Xian-qiang1*, GABRIEL Corsetti1, WEI Yi2 (1.School of Environment, Beijing Normal University, Beijing 100875, China；2.Environmental Pollution Control Center of Urumqi, Urumqi 830063, China). China Environmental Science, 2014,34(11)：2985~2992

Abstract：In this study, the co-control effects of 12 typical emission reduction measures used in Urumqi urban transport system were analyzed. An Air Pollutant and Greenhouse Gas Equivalence index (AP eq) was built to normalize the effects of the emission reduction of the different pollutants. The unit pollutant or greenhouse gas reduction cost (UPRC) was then calculated to rank these measures according to their cost-effectiveness. The results showed that gasoline-to-CNG retrofit program of taxis and personal vehicles and the application of electric cars were unable to achieve co-reduction. On the other hand, improving exhaust emission standards, application of natural gas buses, improving fuel efficiency of passenger cars, upgrading fuel quality, phasing out heavy-polluting vehicles, rail transit and bus rapid transit could simultaneously reduce local air pollutants and greenhouse gas emissions. T he economic analysis indicated that improving the fuel efficiency of passenger cars was the most cost-effective strategy, while rail transit was more expensive than other measures but had promising emission reduction effects.

Key w ords：Urumqi；urban transport；co-control

大气污染物与温室气体之间的同源性使得大气污染物控制措施与应对气候变化措施相互交织、相互影响.某项减排措施在实现单一污染物减排目标的同时可能伴随产生次生环境效益,但也可能出现污染物之间或污染物与温室气体之间“此消彼长”的互斥效果.因此,有必要对各项措施的协同控制效应进行评估.

自联合国政府间气候变化专门委员会IPCC 第三次评估报告首次提出“协同效应”的概念[1]以来,国内外学者在区域协同效应潜力分析、协同效应定量化评价等方面开展了一系列研究[2-4].国内研究人员在协同效应评价研究的基础上[5-7], 收稿日期：2014-03-10

基金项目：美国能源基金会中国可持续能源项目课题(G-0911- 11642);环境保护行业性公益项目(201009051)

* 责任作者, 教授, maoxq@

2986 中 国 环 境 科 学 34卷

提出应以“协同控制”为手段,设计最优减排路

径以实现最佳“协同效应”[8-9].而行业性减排措施的协同控制效应评价分析是“协同控制”研究

的必要前提[10-13].

交通是城市中重要的能源消耗部门,也是主要的大气污染物和温室气体排放部门.机动车尾气是形成灰霾、光化学烟雾的重要原因.国外交通领域的协同效应研究在伦敦[14]、德班[15]等城市均有开展,而在国内仅见于对交通行业实施碳税、能源税、燃油税、清洁能源汽车补贴和公共交通补贴政策的协同减排效果研究[16]及对珠江三角洲地区机动车排放控制措施的协同效应分析[17].交通行业协同控制研究仍需加强.

近年来乌鲁木齐城市交通发展迅速,2001至2011年,机动车保有量年均增长率高达16%[18].据乌鲁木齐车辆管理所统计,2010年该市机动车共排放氮氧化物5.45万t 、颗粒物0.44万t,分别占全市总排放量的34.7%和10%;二氧化碳排放约

500万t,较2009年增长了11.6%.面对日益增加的局地污染物与温室气体减排压力,乌鲁木齐市交通部门采取了多项减排措施.本文筛选出12项减排措施,对其局地大气污染物与温室气体的协同控制效应进行评估,以便为乌鲁木齐及其他城市制定交通领域的协同减排规划方案提供参考. 1 乌鲁木齐城市交通减排措施

通过实地调研、文献查阅和资料分析,本文筛选出乌鲁木齐城市交通领域12项减排措施.这些措施按其性质可分为3类:新车准入标准提高、燃料改进和结构调整.各项措施的具体描述见表1.其中,“燃油经济性提升”措施以小型客车为例,计算其实施第三阶段燃料消耗限值所实现的协同控制效果.“汽油油品升级”、“柴油油品升级”分别以小型客车、重型货车为例计算.“发展轨道交通”以乌鲁木齐市规划最早开建的地铁1号线为例计算.

表1 乌鲁木齐城市交通主要污染物减排措施

Table 1 Selected emission reduction measures in urban transport system of Urumqi

类别 措施名称

实施时间 措施描述

汽油车尾气排放标准提

高(国Ⅲ至国Ⅳ) 2011 汽油车执行国家第四阶段污染物排放标准; 新车准入 标准提高

柴油车尾气排放标准提

高(国Ⅲ至国Ⅳ)

2013

重型柴油车执行国家第四阶段污染物排放标准;

燃油经济性提升 2015

《乘用车燃料消耗限值》(第三阶段标准)目标在2015年使乘用车平均燃油消耗

量降为7L/km; 汽油油品升级 2014 执行《车用汽油Ⅳ(GB 17930-2011)》标准,硫含量低于50×10-6;

柴油油品升级 2015 执行《车用柴油Ⅳ(GB 19147-2009)》标准,硫含量低于50×10-

6; 天然气公交替代 1998

“蓝天工程”提出公共交通清洁燃料改造计划,除196辆柴油BRT 公交,全市公交

车均已更替为天然气车辆; 出租车油改气 1998 全市出租车均为天然气-汽油两用燃料车辆;

私家车油改气 1998 现有天然气-汽油两用燃料私家车占全市机动车保有量近1/5;

燃料 改进

推广纯电动轿车 2011 新疆首批纯电动轿车正式投入使用,同时启动电动汽车充电设施建设[19]; 淘汰黄标车 2011~2015

全市计划于“十二五”末淘汰全部4.4万辆黄标车;

发展轨道交通 2013

依据乌鲁木齐城市轨道交通近期建设规划(2012~2019),全市轨道交通线网由7条

线路组成,总长212km.其中,地铁1号线将于2016年完工,全长26.5km; 结构 调整

引入快速公交(BRT) 2011

全市现有3条BRT 线路,272辆BRT 公交,设立专用车道以保证运行速度.日均客

运量约占全市公交总客运量的14%.

2 协同控制效应评价方法及数据来源 2.1 协同控制效应评价方法

本文使用的协同控制效应评价方法包括:减排效果归一化与费用-效果分析.首先进行减排效果归一化,将措施实现的多种污染物与温室气