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2019 - 11 - 01
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2019 - 10 - 28
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Case 专家观点

郝吉明 | 如何破解PM2.5之困,打赢蓝天保卫战?

日期: 2019-10-31
来源: 环境科学研究
作者:

2019年7月,生态环境部发布的上半年全国空气质量报告显示,全国338个地级及以上城市优良天数比例达到80.9%,155个城市环境空气质量达标。空气质量的好转让越来越多的人喜欢在朋友圈晒蓝天,更有人将其称之为“幸福蓝”。然而六年前的2013年,刷爆朋友圈的却是雾霾、口罩、PM2.5这样的热词。短短的六年间究竟发生了什么,让我们的空气质量有了如此巨大的改变?

   党的十八大以来,中国政府以前所未有的决心和力度解决群众日益关切的生态环境问题。从《大气污染防治行动计划》到《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,以及为研究大气重污染成因与治理而成立的各个重大科研专项小组,我们在大气污染治理上采取的措施力度之大、范围之广前所未有。联合国环境规划署曾指出:中国在大气污染治理取得的“北京经验”值得其它发展中经济体和城市借鉴。从空气重度污染到刷爆朋友圈的“幸福蓝”,中国在大气污染治理上究竟采取了什么措施?转向高质量发展,我国大气污染治理将迎接哪些新挑战?治理大气污染,我们的根本之策是什么?

   中国工程院院士,知名环境工程专家郝吉明,深度解读《如何破解PM2.5之困,打赢蓝天保卫战?》

郝吉明:如何破解PM2.5之困,打赢蓝天保卫战?

以下为嘉宾演讲主要内容:

   非常高兴来到《中国经济大讲堂》,和大家一起讨论经济与环境同行,如何破解PM2.5污染之困。2013年的1月份,中国东部地区发生了长时间、大面积的霾污染,日浓度达到500微克/立方米,小时浓度峰值甚至达到了800微克/立方米。在1月13日那天,我和两位老师一起,开车往北走,想看看在开到多远的时候能没有雾霾。我们到长城了,发现长城的这一边空气质量比较污染,另一边污染马上减轻了不少。所以在长城以南,我们大部分面积都被污染了。当时大家吐槽:自强不“吸”,不“吸”说的是不呼吸;厚德“载”雾,载的是大烟雾;“霾”头苦干,说的是“雾霾”,这几句话都和大气污染连在一起了。在这种情况下,无论是群众还是社会都普遍关注PM2.5,希望政府能够出手治理污染。

01
瞄准PM2.5,向大气污染宣战

 什么是PM2.5?PM2.5其实是一些直径小于等于2.5微米的细小颗粒,大约是头发直径的28分之一。它们在空气中停留时间长、输送距离远,易附带有毒有害物质,并能够通过呼吸道深入人体肺部,给人体健康带来严重危害。他们有些来自土壤扬尘等自然源,还有很多则是我们人为制造,比如煤炭燃烧、汽车尾气、工业生产过程中排放的烟尘等。上述污染源排放的气态污染物也会经过大气化学反应产生二次PM2.5。如今,PM2.5浓度已经成为备受关注的空气指标,PM2.5污染也是中国大部分城市面临的最主要空气污染问题。
   PM2.5为什么要纳入空气质量标准?哈佛大学针对六个城市的研究回答了这个问题。从死亡率来看,死亡率的变化和PM2.5的浓度有很强的统计上的相关性。并且浓度每下降10个微克/立方米,死亡率就可以减少0.13%,这对健康效应还是非常明显的。所以在这个研究基础上,美国首先把PM2.5列入了它的空气质量标准,随后,世界卫生组织修订了环境空气指南,把PM2.5也列入了这个指南当中。
   在这个背景之下,中国开始修订讨论我们的环境质量标准。因为环境标准是以保护人体健康为核心的,是以人为本的一个基础。1982年的时候,我们第一次颁布《环境空气质量标准》,那个时候叫做“TSP”(总悬浮颗粒物),就是大气当中的总悬浮微粒是按100个微米以下的粒子。到了1996年修订的时候,我们感觉到真正吸入到人体呼吸系统的,是10个微米以下的粒子,我们把它叫做“可吸入颗粒物”。
   中国大气污染进入了PM2.5治理时代,是始于1999年。1999年中国决定再一次申办奥运,申办奥运的时候空气质量是一个重要的衡量。在这个情况下,控制哪些污染源,对污染源作解析就非常重要,所以清华大学开始监测北京的PM2.5。到2012年,我们再次修订《环境空气质量标准》的时候,我们的注意力注意到了PM2.5,把PM2.5纳入我们的《环境空气质量标准》,这个标准是牵动全局的标准。在这个标准的基础上对比的话,我们有很多城市空气质量是达不到这个标准的。
   这是北京市2013年解析的结果,大概28%到36%的PM2.5来自于区域传输。在本地的源当中哪些源占主导?机动车、燃煤、工业生产和扬尘,这四类污染源占了主导。也就是说,污染控制主要是针对这四类源,它们是关键源。另外中国的污染源,除了点源、移动源以外,还有面源,还有农业源、生物质燃烧源,这都是大气污染控制的对象。
   在这种背景下,国务院2013年9月颁布了《大气污染防治行动计划》,简称“大气十条”。是党中央、国务院回应社会的关注,用前所未有的决心和力度来推动的。
   “大气十条”有三个“第一”:第一个“第一”,是国务院制定的《大气污染防治行动计划》;第二个“第一”,这是以环境质量为核心的计划,特别提出了全国PM10浓度下降10%,京津冀PM2.5下降25%,长三角下降20%,珠三角下降15%,充分考虑了区域的差异性;第三个“第一”,是第一个针对PM2.5的行动计划,也就是说《大气污染防治行动计划》揭开了我们向PM2.5宣战的号角。
   “大气十条”作为减排来说,重大的举措主要集中在三个方面:第一是能源结构的调整,第二个是产业结构调整,第三个是国家重大的减排工程。
   在能源结构调整方面,主要是控制燃煤的总量、能源清洁化、煤炭利用的清洁化和高效;产业结构调整主要是对落后产能、过剩产能和散乱污的企业进行调整;国家重大减排工程是对像二氧化硫、氮氧化物、机动车减排污染的一些相应措施。
   从北京市控制燃煤污染的历程来看,北京市控制燃煤污染是从电厂开始,大点源逐渐推广到燃煤锅炉,这算中等的源,最后是居民的用煤。所以,我们经过近20年的努力,北京市燃煤的量由2700多万吨下降到现在大概不到300万吨左右。
   从电厂来说,我们从全国的角度积极推动燃煤电厂的超低排放。中国的燃煤电厂如此之多,如果不进行超低排放的话,这个污染是很难得到改善的。2016年开始到2018年,大概80%以上的电厂都做到了超低排放。实际上在2011年我们出台电厂的排放标准的时候,当时很多业界人士认为这是世界上最严的排放标准。我们电厂的超低排放使中国建成了世界上最大的清洁燃煤发电体系。中国的能源是以煤为主的,通过做超低排放,一度电花不到三分钱,就可以达到燃气排放的标准,这应当是一个创举。
   现在除了电厂之外,要集中治理的对象是钢铁行业和水泥行业。现在钢铁行业全面实现超低排放,这也是解决我们钢铁束缚行业发展的一个关键。许多钢厂老总都跟我讲,环境保护是钢铁企业发展的生命线。中国的钢铁企业如果不能够保障环境的优越性,不能保证环境的改善,这是难以生存的。
   除了燃煤污染和工业污染防治之外,还有就是机动车污染。1998年的时候,我的一个博士生作了一个北京市机动车污染控制的途径研究。他当时做出的结果是:如果北京市要想保持一个良好的空气质量,必须对新车“开刀”最有效,因为它们的减排潜力最大,也是最经济的。有的朋友还怀疑这个结论,认为把这个标准提出来也许会阻碍我国汽车产业的发展。我说,这个标准是帮助中国汽车产业高质量地与国际接轨。北京市机动车从1998年准备施行国Ⅰ的标准,一直到现在达到了国Ⅵ的标准。这不光是机动车达到了这个标准了,我们的燃油也达到了这个标准,现在中国机动车污染控制水平基本上已与国际接轨。

02
厘清病因,对症下药,疗效显著

北京的PM2.5主要来自于二次污染。所谓二次污染,像排放的二氧化硫、氮氧化物、氨转换成的无机颗粒物,还有排放的挥发性有机物在大气中转化成了有机颗粒物。
   清华大学1999年开始监测北京的PM2.5,发现2005年北京奥运体育场PM2.5,34%来自于周边地区。所以要改善北京的空气质量,需要区域的联防联控,需要区域的共同合作。我有一次到河北,有朋友就讲:“北京感冒,河北吃药”。为什么北京污染了,要叫河北来治理?实际上,大家都是一个生态的共同体,只有把当地的污染先降下来,往北京的传输才会少。
   1998年北京市开始大气污染控制行动的时候,北京的二氧化硫浓度是126微克/立方米,到现在降到了个位数,也就是10个微克/立方米以下,这是一个在世界上也难有的速度。
   英国伦敦烟雾事件以后,它花了差不多50年,把它的二氧化硫变到个位数。从2015年和2017年的情况来看,2017年的蓝天显然比2015年显著地增加了,所以很容易看出这个空气质量怎么变化的。
   联合国在讨论中国大气污染的时候,认为北京成为全球城市空气质量改善最为成功的案例,为全球提供了北京经验。
   长三角地区是中国经济活动强度最大的地区。要按单位平方公里来说,那里产生的GDP最高,它的机动车最密集,产业也最密集,尤其是那里有很多的工业园区,所以在长三角地区实现污染控制也是要特别努力。它们也是抓能源结构调整,抓燃煤污染控制。虽然它们的电厂密度大,但是全部实现超低排放。它们的企业有规划,都进园区,都在园区里统一管理。虽然机动车污染控制是从北京开始的,但是长三角,尤其是上海,它们的机动车污染控制在全国也是有引领作用的。
   我曾经给宁波作过它的环境承载力的研究。当时看它们的大气环境质量是达标的,但是年年是变差的。所以,我跟宁波市领导提出了宁波发展的两种前景:一种是在这里猛发展,污染不用太注意了,在这里挣了钱以后,到上海、到杭州去买个别墅,到那里去度周末;另一种途径是保持我们山清水秀、历史文化名城,把宁波建设成一个美丽的宁波、繁荣的宁波,当地领导说一定是选择后者。所以在长三角地区,实际上做到了在保护中发展,把环境放在了优先的地位。
   珠三角环境质量改善也是比较快的。在污染比较严重的地方达到了高比例的削减相对比较容易,等空气质量已经相对比较好的时候,你再做大幅度的削减就很难了。珠三角燃煤污染本来比较少,它们的工业、电厂、重工业也比较少,所以它们在污染控制上抓得更细、更准。除了控制二氧化硫颗粒物外,它们还比较早地控制了氮氧化物和挥发性有机物。到现在为止,珠三角整个区域的PM2.5平均已经达到了国家的环境质量标准,达到了35个微克/立方米以下。特别是深圳,率先达到了35微克/立方米之后,在第十三个五年规划提出了到2020年深圳的PM2.5要达到25微克/立方米这个目标。从现在看来它们大有希望,决心下定了,措施又对头,成效就会比较明显。
   咱们国家对于PM2.5的治理从区域上来讲,珠三角是引领的。除了它们的环境质量平均达到国家标准之外,它基本消除了重污染天气。像北京,还不敢说消除重污染天气。一到12月份、1月份,特别是环境监测的同志,还在老盯着这个天气。重污染不见得都到2013年污染的程度,跟平常比要是不好,在路上就会有人问我,怎么你们空气质量又没有控制好?我说这是气象因素的波动。所以有人也开玩笑说,北京的空气质量靠风吹,风一吹就好了。这个话有一定的道理。因为空气质量的好坏取决于两个因素:外因是气象条件,内因是我们人类活动排放的污染物。天气条件不是我们能够决定的,但是控制污染物排放量是我们可以努力的。我们不可能在那里等着天来帮忙,天上不会掉馅饼,空气质量改善还要靠我们努力。
   “大气十条”执行的五年期间,中国工程院受原国家环境保护部的委托,在2017年年底对“大气十条”执行的中期还有结束的时候都进行了评估。能源的结构调整,使我们PM2.5下降6.8个微克,占下降的比例达到了27%,产业结构调整大概是下降了4.2个微克,大概占17%的比例,重大的治理工程使PM2.5减少了10个微克,这是贡献最大的一个措施,PM2.5减少了40%左右。除了地面检测之外,为了科学地、全面地反映大气污染的状况,实际上中国采取了“天地空一体化”的监测系统。这是从天空、卫星上反演出来的,PM2.5的浓度大概下降了38%左右,然后二氧化硫和氮氧化物的柱浓度都有了显著的改善。所以这应该一个是治理对象选择对了,也是一个有效措施的情况。
   为了打赢蓝天保卫战,我国建成了世界上最大的清洁煤发电基地,淘汰了1.3万台工业炉窑,全国8.1亿千瓦的燃煤机组基本达到了天然气的排放水平,我国煤炭占一次能源消费的比例首次跌破60%,而且关掉了2.3万台的燃煤小锅炉。虽然我们付出了如此巨大的努力,然而,对标国际,目前我国的空气质量与世界卫生组织10微克/立方米的指导值还存在较大差距,部分地区的重污染天气还不时出现,大气污染源和指标的变化意味着什么?未来我们还面临怎样的挑战?下一步大气污染治理的重点是什么?

03
中国大气污染治理进入深水区

我们经常讲,中国大气污染是世界上最复杂、最严重、治理起来也是最艰难的。一直到2018年,我们PM2.5达标的城市都不到50%,PM10我们达标的比例也刚刚过50%。虽然现在臭氧达标比例比较高,但是不达标的趋势还是在往前增长。包括二氧化氮,我们也有这个情况。所以中国在控制大气污染的四种主要污染物上,都需要花比较大的气力。
   第二个我们的污染控制取得了成绩,我们的PM2.5现在全国平均浓度大概是39微克/立方米左右,这是我们跟自己比;如果说跟美国比,美国它的监测点平均起来大概7微克/立方米左右;欧洲大概是14到15微克/立方米之间。我们PM2.5超标仍然严重,跟全球比,我们有比较大的一个差距。
   另外一个方面就是我们的污染现在主要是在京津冀、长三角和汾渭平原。过去对汾渭平原重视不够,现在发现了汾渭平原污染也相当严重。这个地区有这个地区很多特点,长三角、京津冀的经验搬过去也不行,所以还要因地制宜地、有差异化地来推动污染治理,这是一个区域性的问题。
   除了区域性的问题,还有季节性的问题,怎么把秋冬季的污染能够控制好?京津冀一到秋冬季污染比较严重,全国排名倒数第一、倒数第二的,还没有跳出京津冀区域。长三角地区的秋冬季会好一些,但是一年四季秋冬季仍然是污染比较严重的地区。我们的目标是向指导值迈进,指导值是10微克/立方米,所以这个路还是比较长。
   另外就是燃煤污染控制的问题,2018年中国的煤炭占一次能源的比例降到了60%,这是巨大的进展。但是我们在全球烧的煤仍然是最多的,大概全球50%的煤在我们这里烧。所以如何控制燃煤污染,仍然是艰巨的。电厂达到了超低排放,工业部门和商业部门、民用部门的煤炭排放仍然艰巨。它们的燃煤量大概占燃煤总量的50%,但是它污染源分散的程度高得多,它规模比较小,控制装置的有效性、控制的效率和经济性、运行管理都是一个困难。
   我们控制氮氧化物做得还不错,增长的量没有我们减少的量快。我们总体上是减少了450万吨左右,但是我们氮氧化物的排放量仍然是在一个高位。不容乐观的是挥发性有机物的排放,我们新的污染项目增长的排放量超过了我们减排作的努力,所以将来控制挥发性有机物的努力可能还很艰巨。
   另外大气污染的特征在发生变化,什么特征发生变化?就是谁是最主要的污染源?英国在伦敦烟雾事件的时候,燃煤污染显然是它主要的源头,经过了几十年以后,PM2.5的63%左右来自于地面交通源。北京怎么样?我们北京的比例也发生比较大的变化,燃煤污染对PM2.5的贡献只占3%,移动源占到了45%。这里移动源包括了汽车,包括了施工机械,也包括了我们机场的排放。我们的扬尘也占了16%,所以北京城市管理还要加强。
除了PM2.5以外,我们现在还面临着臭氧污染的情况。从世界上来比,我们臭氧的八小时平均值超过了世界上先进国家的浓度,并且是呈上升的趋势。所以我们如何把臭氧和PM2.5作协同控制也是一个挑战。
   所以污染源的类型在发生变化,变成了更难控制的。我老说总是先易后难,能控制的都控制了,进一步控制的都是难控制的。不少朋友老问我,北京什么时候空气质量能够达标?后来我说可能在2030年前后,咱们北京空气质量能达标。但是有的同志说2030年才达标,人民不答应。我说这样的话,我们要加倍努力,不要辜负大家的这种期望。所以从现在来看,京津冀2030年到达标,还要付出重大的努力,还要多种污染物作大幅度的削减。
   我们准备怎么走?这是在制定“十三五”规划的时候,当时提出的一个总体策略:京津冀花五年左右的时间,希望能达到长三角的水平;长三角花了五年左右的时间,达到了珠三角的水平;珠三角经过努力达到环境质量标准。但是要实现这个目标,要迎接前面的挑战,我们大气污染治理进入了一个关键期,进入了一个攻坚期,某种程度上我们也看到了光明,到了一个窗口期。

04
高质量发展是大气治理的根本之策

从现在我们面临的挑战来看,我们国家的经济发展从高速度发展向高质量发展转化,这个转化使我们环境质量的改善有了一个根本依托。2015年我们颁布了新修订的《中华人民共和国环境保护法》,新闻媒体的朋友说是史上最严的环境保护法。严在什么地方?我们原来的环境保护法有这么一句话:环境保护要与经济社会发展相适应。新的《中华人民共和国环境保护法》调整了,经济社会发展要与环境保护相适应。经济的结构、经济的类型要能够满足环境的要求。这个提法的转变就表明了我们把环境保护、生态建设放在突出的地位。建设美丽中国,建设健康中国,有一个合格的大家满意的环境,是一个重要的条件。
   如果说我们过去强调了很多措施都是末端治理的措施,实际上要达到一个新阶段,必须从产业、交通、能源结构上下功夫,也就说治本。
   1、治理散乱污企业让产业结构更健康
   产业结构调整的时候,首先对散乱污的企业要做工作。什么是散乱污企业?第一,不符合我们国家的产业政策,再一个不符合当地产业发展的规划和布局,再一个这些企业没有办什么审批手续,排放又不能够稳定达标,这些企业就是一个整治的重点。
   这里讲一个河北省泊头县的情况,泊头县有1400年的铸造历史,所以办了很多铸造厂,差不多到了家家都可以办的那种程度。所以如何把传统的铸造产业能够发扬下去,所以在这里对它们进行了改造。经过多少轮的整治,到2017年的时候还有589家,其中产业退出的有200多家,然后对300多家进行了整治,按照绩效分类。什么绩效?就是按照同样的铸造一吨,你排放的污染物谁最少来看。然后有118家企业得到了A类企业,就说将来限产,季节调峰不调你,你就可以安心去生产。然后其他的企业按照绩效,不同比例来限产。这样的话,限最少的产,减排得到最大效益,企业也有了公平。你“一刀切”,将大家都限产的话,环境效益差的和效益好的没有区别。现在产业效率提高了,提高了两倍多,各种污染物削减了40%到将近50%。在这个过程当中,厂房标准化,车间清洁化,这个改造不光是对环境的压力减少了,生产工人的劳动条件也大大改善了。
   2、公转铁、城市汽车电动化,让污染排放一降再降
   另外就是交通结构调整,特别是我们中国的交通,我们本来应该有不错的铁路的系统。但是在一段时间之内,公路运输占了主导,柴油车排放成了我们交通运输当中主要的污染源。有些厂子,它的大宗货物也没有铁路专线,也要靠卡车来运输。一千多万吨的钢厂,它的物料、原料、产品全部靠卡车运输。它们污染排放的量,卡车排放量是钢铁厂排放量30%左右,占比非常地高。过去一段时间,我们企业发展的内部建设比较快,与之配套的专用铁路线建设被忽略了,有一段时间在困扰这个铁路专用线的建设是谁的责任、谁的义务。建铁路专用线花钱比较多,是一个长期受益的事情。如果企业考虑的时间周期比较短的话,它买柴油车、雇卡车来运输可能是最便宜的,所以导致了长期效应和短期效应的一个冲突。
   所以交通运输结构怎么调整?很重要的一个办法就是要公改铁,要建铁路专线。唐山曹妃甸这个铁路,2017年动工,2019年4月份开始通车。现在的运输能力一年是1000万吨左右,将来能够达到2400万吨,这就把从码头到企业的运输解决得比较好。这是在邯郸市的普阳钢铁公司,它们的运输也是通过铁路专线来解决了比较短距离的货运。过去排队的柴油车在等着搞柴油运输,现在搞铁路运输,厂内运输的60%都是由铁路来运输。
   再一个要转变的在城市里,我们小汽车是靠什么动力来支撑?汽油车排放的是氮氧化物和挥发性的碳氢化合物,碳氢化合物就是挥发性有机物。控制氮氧化物和挥发性有机物,是我们空气质量改善的一个严峻的挑战。所以在城市里面这个交通运输结构要调整,就是如何向着电动化,智能化的运输发展。深圳带头,把它的出租车、公交车全部改成了电动车。
   中国电动汽车的生产量在全球来说,排在第一的。我们应该走在前列,提高我们汽车工业整个的行业水平,来减少我们城市当中环境的压力。所以交通结构调整不仅仅是对环境改善,对于我们汽车产业高质量发展、高标准的发展也创造了一个条件。
   3、加大可再生能源利用,让我们的天空更蓝
   我们要积极应对气候变化和实现空气质量改善,对能源结构的调整是一个必选之策。能源结构调整主要是对可再生能源的利用。
   从中国来看,我们可再生能源利用在世界上也是走在前列的。风机和太阳能装机容量,我们现在都是在全球占了比较高的比例,当然我们中国的水电也是占了比较高的比例。中国还有潜力可用的就是我们的生物质能源,我们是农业大国,生物质能源也是非常丰富的。
   “一带一路”国家电力需求比较高,太阳能、风能的资源也比较丰富。所以如果把中国这个方面取得的经验运用到“一带一路”的国家,这应该说是一种资源共享、技术共享的一个比较好的机会。所以通过能源结构的调整,向绿色化能源,也就是可再生能源转变,加快产业、交通和能源结构转型,是一个战略性的任务,是改善空气质量的一个治本之策。
   中国在应对气候变化方面,我们作出了一些承诺,现在看我们的承诺已经提前实现了。当时我们承诺到2020年,我们的单位GDP能源强度和2005年比要下降40%到45%,到2017年我们大概下降了46%,到2030年我们可能下降60%到65%左右。
   另外,我们通过发展可再生能源,我们的碳排放强度也会降低。所以中国在应对气候变化方面,基本上是两手抓:第一是我们提高节能,我们的单位GDP的能耗降低,减少能源消耗总量;第二个在我们的能源消耗总量当中,增加我们可再生能源的比例。双箭齐发,使我们达到在气候变化方面应尽的国际义务。
   中国治理大气污染任重道远,如何推动进一步减排,环境质量进一步改善,就要经济与环境同行。经济促进环境保护,环境保护为经济发展创造条件。大家说PM2.5之困如何破解?靠绿色发展来破解,靠科技支撑来破解,靠一代又一代人的共同努力来破解。前途应该说是光明的,我是抱有充分信心的。

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