碳中和目标下的北京城市道路移动源CO2和大气污染物协同减排效应研究

为实现2060年碳中和目标,研究北京城市道路移动源CO_2和大气污染物(CO、NO_x、PM_(2.5))的协同减排效应。本文以2016年为基准年,建立CO_2和大气污染物排放量的LEAP模型,设计三种政策情景,预测到2060年各类污染物排放量,并通过减排效应坐标系分析和减排弹性系数法研究不同措施下CO_2和大气污染物的协同减排效应。结果显示,综合政策情景的减排作用最好,且协同减排效应最显著,但在2060年无法实现碳中和目标;单一措施情景下,严格排放标准措施的协同减排效果有限,但对各污染物的减排协同性最优,推广公共交通减排协同性次之,发展新能源车辆措施具有较好的协同减排效果,但对CO_2—CO和CO_2—PM_(2.5)的减排协同度较差。对此,本文提出应加快推动交通能源结构转型,在新能源车取代燃油类机动车的同时,要不断减少天然气类车型的比例,尽可能实现"电能+新能源汽车"的零排放能源结构;还要加严机动车排放标准限值以加强CO_2和大气污染物的减排协同度;制定相应的机动车CO_2和大气污染物协同排放限值标准目标,构建CO_2与大气污染物排放协同管理体系等建议。     

煤电大气汞驱动因素、排放预测和减排策略研究:以辽宁省为例

煤电是我国汞污染的重要来源,旨在控制汞排放的《水俣公约》也将煤电列为重点管控源.因此,我国急需提出科学合理的策略以指导煤电汞减排工作.明确煤电汞排放的驱动因素以及预测未来趋势是制定污染控制政策的基础.鉴于此,本文以辽宁省为例,综合运用对数平均迪氏分解法、环境学习曲线和情景分析模型,辨识了燃煤电厂汞排放的主要影响因素,并预测了未来十年的大气汞排放量.结果显示:2006—2017年排放从5009kg(-57.8%,79.1%)大幅下降至1419kg(-61.1%,80.2%),排放因子、煤炭消耗效率和电力行业结构是汞排放的主要抑制因素,而电力需求拉动了辽宁省大气汞排放.在基准情景下,燃煤电厂大气汞排放从2017年的1419kg下降至2030年的1243kg.在环境规划和严格控制情景下,2030年燃煤电厂大气汞排放分别下降了1200kg和1274kg.最后,本文针对辽宁省汞减排提出一系列政策建议:①通过优化电厂污染物控制设施,提高洗煤比例等措施降低汞排放因子;②继续淘汰低效燃煤电厂,并推广节能技术以提高煤炭消耗效率;③推进风能、光能等可再生能源替代煤电.     

京津冀PM2.5浓度控制目标可达性分析

雾霾污染已成为京津冀地区最突出的环境问题,国务院颁布了《大气污染防治行动计划》,明确提出了京津冀地区雾霾治理的浓度目标和减排措施。但是这些减排措施能否够实现PM2.5的浓度目标呢?本文基于数据分析方法,量化了2013—2014年京津冀地区PM2.5浓度与污染物排放量的关系,预测了现有减排措施可以达到的PM2.5浓度以及实现既定的PM2.5浓度目标的大气污染物减排要求,对"大气十条"减排政策的有效性进行了科学评估。结果显示,现有的减排措施难以实现PM2.5浓度控制目标,天津和河北的大多数地市需要进一步加大污染物减排力度。河北的部分地市即使实现了PM2.5浓度下降25%的目标,PM2.5浓度仍然过高,应改下降百分比为绝对值目标。北京的污染物减排率过高,减排难度较大,可以考虑一个现实合理的PM2.5浓度目标和污染物减排计划。由于污染物减排行动涉及区域经济和民生保障,PM2.5浓度受到风力等自然因素的影响较大,京津冀地区的雾霾治理应确定现实可行的浓度控制目标,并制定相应的污染物排放量管理目标。     

2020年第一季度枣庄市PM2.5源解析的分析研究

为了评估分析枣庄市不同来源污染物排放强度削减与大气环境质量变化之间的关系,使用统计方法和正定矩阵因子分解法对枣庄市2020年第一季度大气污染变化特征和污染来源进行了解析,探究了枣庄市大气固体悬浮微粒浓度变化影响机制。结果表明:2020年第一季度PM2.5、PM10、NO2、SO2浓度较2019年同期显著下降,但枣庄市采暖季内社会活动造成的正常排放仍高于大气环境容量;受新冠疫情影响,2020年较2019年PM2.5源因子浓度削减最大的为机动车源(46.5%)和工业源(17.9%),应长期采取机动车减排、产业结构调整等措施,科学规划“十四五”大气污染防治。     

大气环境约束下的中国煤炭消费总量控制研究

煤炭消费过程中排放的大气污染物已成为我国大气污染的重要来源。本文采用WRF-CAMx 空气质量模型定量分析了煤炭消费- 污染物排放- 空气质量之间的影响关系,基于情景分析方法,研究了2020 年、2030年空气质量改善需求对地区大气污染物排放总量与煤炭消费总量的约束作用。在此基础上,结合重点地区行业发展与能源供需等因素,提出各省煤炭消费总量控制目标与控煤对策建议。研究结果表明,要实现2020 年、2030 年空气质量改善阶段性目标,全国煤炭消费总量应分别控制在40.8 亿吨和37.7 亿吨左右,京津冀鲁豫等11 个重点省份2020 年煤炭消费量应控制在15.8 亿吨、2030 年控制在13.1 亿吨,全国煤炭清洁化利用水平需要在当前基础上大幅度提升。     

中原经济区能源消费视角下的大气环境压力评估

研究以能源消费模式为切入点,分析中原经济区能源消费总量、消费结构和利用效率的现状水平,并分析能源消费引起的大气环境压力状况。基于经济发展速度调控及节能减排力度的不同,设置2020年三种能源消费情景,使用区域能源消费总量优化模型模拟预测不同情景下的能源消费总量,并分析不同情景下的大气环境压力。结果表明,快速发展和适度发展Ⅰ情景下,2020年区域能源消费总量将比2012年增加4.2×10~8tce和2.4×10~8tce,煤炭消费总量将增加3.1×10~8tce和1.2×10~8tce,大气污染物排放压力增加30%和50%;适度发展Ⅱ情景下,能源消费总量将增加0.2×10~8tce,煤炭消费总量将下降0.3×10~8tce,大气污染物排放压力将降低20%。因此,要实现经济发展稳步增长(年均增长率7.7%)和大气污染物排放总量削减10%目标,重中之重是实现煤炭消费总量"零增长"或"负增长",同时力争能源消费总量控制在5×10~8~6×10~8tce,凭借煤炭占比大幅下降(降至65%左右)最大限度发挥能源供给领域节能效应,依靠产业结构升级节能效应和技术节能拓展能源消费领域节能空间,将能效水平提高至0.6tce/万元以下。     

北京市民用煤污染治理历程回顾

虽然2013年"减煤换煤"前北京地区民用煤使用量仅占全市总用煤量的19%,但PM2.5排放量约占到全市PM2.5总排放量的35%,如果再考虑气态污染物二次转化,则民用煤对北京市空气中PM2.5的贡献接近50%。烧烟煤散煤污染物排放严重,其PM10、PM2.5、SO2、CO、VOCs排放分别是大型燃煤锅炉的5.4倍、4.7倍、1.3倍、18.2倍、1.3倍,汞排放比大型燃煤锅炉高1-2个数量级,黑炭、多环芳烃和苯并芘排放高3-5个数量级。北京市2013年开始"减煤换煤"行动,通过实施"五个一批"削减民用煤使用量,污染物减排效果明显,成功经验值得其他省市参考借鉴。     

《大气污染防治行动计划》实施环境效果模拟

本研究利用2010年污染源普查数据和MEIC排放清单建立全国大气污染物高时空分辨率排放清单,在此基础上利用2012年环境统计数据对其进行修订建立2012年全国大气污染物高时空分辨率排放清单;结合《大气污染防治行动计划》(以下简称《计划》)研究工作,测算了《计划》实施后在污染源综合治理、落后产能淘汰、能源结构调整方面对SO2、NOx、颗粒物、VOCs的减排量,同时对污染物新增量进行了预测,建立了《计划》实施后全国大气污染物高时空分辨率排放清单;利用CMAQ空气质量模型模拟分析了《计划》实施的空气质量改善效果。结果表明:《计划》实施后,将可以减少641万吨SO2、859万吨NOx、547万吨颗粒物(不含扬尘污染控制)、627万吨VOCs,全国、京津冀、长三角及珠三角区域PM2.5年均浓度将分别比2012年下降22.08%、33.99%、23.98%、24.04%。如果《计划》要求全部落实,可以实现空气质量改善目标。     

中国城镇生活废水排放量影响因素及情景分析

以人口增长、社会发展和技术进步等因素对城镇生活废水排放量的影响建立城镇生活废水排放情景分析模型,对2010年、2015年、2020年和2030年的城镇生活废水排放量进行维持现状、滚动发展和环境友好发展方案预测.分析认为,环境友好型发展方案最符合未来发展趋势,到2020年中国城镇生活废水排放量达389.6×108t,随后出现负增长,2030年排放量为359.59×108t.     

基于LMDI的长江中下游城市群污染排放强度分析

长江中下游城市群地区工业重化特征明显,工业水污染排放贡献超过10%,大气污染物占比更超过70%。本文采用迪氏对数指标分解法(LMDI)识别长江中下游城市群污染排放的主要影响因子,对长江中下游城市群重点行业COD、氨氮、SO_2、NO_x排放强度进行分析。将排放强度拆分为末端削减、技术工业和产品结构三个指标,分析2012—2020年和2020—2030年两个时间段内,对污染排放强度降低贡献度最高的影响因素。结果表明,末端削减和技术工艺对污染排放强度降低影响大,贡献值之和约为90%,两者分别代表末端处理技术对污染排放的削减程度,以及高附加值行业单位产值污染物产生水平;COD、SO_2和氨氮的排放强度由末端削减和技术工艺共同作用,NO_x的排放强度较高且未来末端削减水平进步小,未来需要重视该污染物的减排和治理。     

秦皇岛市空气质量指数AQI现状分析

通过对秦皇岛市2012—2013年的空气质量对比分析,得出2013年空气质量优良率明显下降,由2012年的96.5%下降到59.4%,其中,1月份空气污染最为严重,其次是8月份。秦皇岛市出现频率较高的前三个首要污染物分别为PM10、PM2.5、O3。提高秦皇岛市的空气质量应着重控制颗粒物和臭氧的排放及形成,更需注重1月份和8月份的空气质量状况。建议通过对重污染企业限排、机动车限行以及增加道路洒水次数等方法提高秦皇岛市的空气质量。     

泸州市主城区2019年3月至2020年2月大气颗粒物污染特征及防治对策研究

为了解泸州市主城区颗粒物污染变化特征及成因,选取2019年3月至2020年2月空气自动监测数据,运用Origin2017等技术手段对PM2.5与PM10的时间变化特征、污染来源方向以及污染物之间的相关性进行了分析。结果表明:PM2.5与PM10在不同季节的变化趋势均具有较好的一致性,不同站点污染物相关性特征明显。分析表明:泸州市主城区颗粒物污染成因为工业企业排放、机动车尾气、生物质燃烧、燃煤、扬尘以及不利气象条件等,建议对6类污染排放进行管控。     

中国煤炭消费对PM2.5污染的影响研究

国务院颁布的《大气污染防治行动计划》明确提出制定国家煤炭消费总量中长期控制目标,到2017年,煤炭占能源消费总量比重降低到65%以下,然而煤炭消费对PM_(2.5)污染的贡献到底多大,这是当前亟待研究的科学问题。为定量分析煤炭消费对我国PM_(2.5)污染的影响,本研究首先计算了2012年煤炭消费产生的大气污染物排量,然后利用CAMx空气质量模型,分别采用组分分析法和情景模拟法两种方法研究了煤炭消费对全国PM_(2.5)污染的影响。组分分析法研究表明,煤炭消费对全国PM_(2.5)年均浓度的贡献率约为61%,其中煤炭直接燃烧、煤炭相关行业的贡献率分别约为37%、24%;情景模拟法研究表明,煤炭消费对全国PM_(2.5)年均浓度的贡献率约为56%。因此,我国由于煤炭消费对全国PM_(2.5)年均浓度的贡献率为56%~61%。     

基于产业链分析的长三角地区CO2与大气污染物排放研究

长三角地区作为我国大气污染较为严重区域之一，如何在保持经济增长的同时减少CO₂与大气污染物的排放已成为一个重要挑战。本研究基于2007年与2012年长三角区域间投入产出表，定量分析了长三角地区省市间贸易引致的二氧化碳和大气污染物排放转移特征和变化趋势。同时，运用产业关联系数法，从前向关联与后向关联双重视角分析了长三角地区减缓CO₂和大气污染物排放的关键行业。研究结果表明，长三角的SO₂、PM_2.5排放总量表现为消费端大于生产端，CO₂、NO_x排放总量表现为生产端大于消费端。安徽省总体呈现为长三角地区贸易的SO₂、NO_x与PM_2.5排放净调出地，而上海与浙江表现为多数污染物排放净调入地。CO₂与大气污染物协同前向减排的关键行业为江苏省、浙江省和安徽省的电力、热力的生产和供应业，安徽省的煤炭开采和洗选业等，可以通过生产端技术革新和能源结构优化来促进减排；CO₂与大气污染物后向协同减排的关键行业为江苏省、浙江省和安徽省的建筑业等，对于这些行业，调整消费结构是有效的减排措施。为更好地制定长三角地区减排与污染防治政策，应当综合考虑行业减排、协同减排等，以确保经济持续增长的同时达到减排目标。     

中国农业与工程机械尾气减排控制措施的费效分析

移动源尾气排放已成为我国空气污染的主要来源之一,相比于道路移动源来说,非道路移动源尾气排放的减排控制工作仍处于初级阶段。本研究就非道路移动源尾气减排控制的三种主要措施——整车淘汰、发动机更换以及发动机维修,对中国非道路工程和农业机械进行费效分析,探讨经济可行的控制途径。研究假设农业和工程机械的使用年限分别为15年和10年,同时假设采取减排措施后所有机械均达到国IV排放标准。研究表明,采取减排措施后,农业机械每年可减排NOx 40万～45万t,但PM污染物减排效益不明显;工程机械每年可减排NOx约52万t,且PM污染物每年可减排量约16万t,但费用可高达2000亿～25 000亿元,且不同措施的差别巨大,以整车淘汰费用最高。多数农业机械发动机维修所需费用高于发动机更换,相反,工程机械发动机更换所需费用高于发动机维修。因此,在采用减排措施和制定政策时,需要根据实际情况进行调整。对农业机械,采用发动机更换的减排方式更经济;对工程机械,采用发动机维修的减排措施更实惠。     

Acid Deposition and Integrated Zoning Control in China

China's rapidly growing economy is coupled with the consumption of large amounts of coal. An energy mix dominated by coal and inefficient energy utilization processes have led to increasingly serious problems of acid rain and sulfur dioxide pollution. Moreover, trends in the emissions of acidifying air pollutants lead to predictions of a very serious acid deposition problem in the future. In the absence of mitigating actions, these trends foretell a future of increasingly detrimental impacts to ecosystems in China and, potentially, to ecosystems in neighboring countries. China has implemented a two control zone (TCZ) policy, resulting in the establishment of acid rain and sulfur dioxide control zones, in an attempt to implement a cost-effective approach to mitigating acid deposition problems. While some short-term successes have resulted from management actions associated with the TCZ policy, it is clear additional measures and new policy directions are needed to reverse worsening acid deposition problems in the long term. To this end the following recommendations are presented: adjusting the primary energy mix, placing a greater emphasis on abating the effects of acid deposition, concentrating pollution control on large point sources, implementing an emission permit system for coal-fired power plants, utilizing an integrated approach in designing and evaluating control measures, and developing a greater research capacity. Research strategies must be developed that will lead to: (1) an improved scientific understanding of the sources of acidifying pollutants, their associated migration patterns, and their impacts; and (2) an identification of cost-effective mitigating strategies for the entire country.     

Quantifying the human health benefits of curbing air pollution in Shanghai

Urban development in the mega-cities of Asia has caused detrimental effects on the human health of its inhabitants through air pollution. However, averting these health damages by investing in clean energy and industrial technologies and measures can be expensive. Many cities do not have the capital to make such investments or may prefer to invest that capital elsewhere. In this article, we examine the city of Shanghai, China, and perform an illustrative cost/benefit analysis of air pollution control. Between 1995 and 2020 we expect that Shanghai will continue to grow rapidly. Increased demands for energy will cause increased use of fossil fuels and increased emissions of air pollutants. In this work, we examine emissions of particles smaller than 10 microm in diameter (PM10), which have been associated with inhalation health effects. We hypothesize the establishment of a new technology strategy for coal-fired power generation after 2010 and a new industrial coal-use policy. The health benefits of pollution reduction are compared with the investment costs for the new strategies. The study shows that the benefit-to-cost ratio is in the range of 1-5 for the power-sector initiative and 2-15 for the industrial-sector initiative. Thus, there appear to be considerable net benefits for these strategies, which could be very large depending on the valuation of health effects in China today and in the future. This study therefore provides economic grounds for supporting investments in air pollution control in developing cities like Shanghai.