长三角大气污染趋势研究报告分析

2021-09-16 11:53:00

导读：近日，中国清洁空气联盟发布了由清华大学、上海市环境监测中心、上海市环境科学研究院、清洁空气创新中心共同研究编制的《长三角如何实现空气质量达标？》报告。（以下简称《报告》），《报告》介绍了区域污染物排放预测模型和具有快速响应能力的PM2.5浓度预测模型，进而对长三角地区如何实现空气质量达标进行了情景分析，及实现长三角实现空气质量达标的建议。

中国清洁空气联盟近日发布了由清华大学、上海市环境监测中心、上海市环境科学研究院、清洁空气创新中心共同研究编制的《长三角如何实现空气质量达标？》报告（以下简称《报告》），这是中国清洁空气联盟继今年2月发布《京津冀如何实现空气质量达标？》报告之后，针对长三角区域发布的又一份重要报告。

区域污染物排放预测模型和研究方法
本研究首先构建了基于全过程的区域污染物排放预测模型和具有快速响应能力的PM2.5浓度预测模型（ERSM）。区域污染物排放预测模型框架如下图所示。

                        图区域污染物排放预测模型框架示意图
在上述模型构建的基础上，本研究首先以2010年为基准年，建立2010年的排放清单；其次，考虑不同的能源发展和控制策略设置六个主要的情景，并根据区域污染物排放预测模型得到目标年（2030年）各情景下的污染物排放量；最后，通过ERSM模型预测得到2030年各情景下的PM2.5浓度，再根据上述结果提出相关的措施建议（见下图）。

                                图研究方法

空气质量模拟发现了什么？
 1.情景设置
如果不采取有效措施，2030年长三角区域的空气质量会是什么样？对此，《长三角如何实现空气质量达标？》报告研究设置了两个能源情景，分别是趋势照常情景（Busi-ness-as-usual，BAU）和新政策情景（NewPolicy，NP）。
BAU情景假定未来继续采用现有的政策和现有的执行力度，新的节能政策没有出台，电力、工业、民用、交通等部门的发展保持现有轨迹，例如，根据国家规划，到2020年单位GDP的二氧化碳排放量应比2005年降低40%～45%。
NP情景则假设未来国家采取可持续的能源发展战略，包括改变生产生活方式、调整能源结构和工业结构、提高能源利用效率、政府制定的方针路线和法律法规得到了充分执行等。
在两个能源情景的基础上，分别设置了3个控制策略情景，即基准控制策略情景（［0］）、最佳估计控制策略情景（［1］）和最大减排潜力控制策略情景（［2］）。
据了解，基准控制策略情景假定未来继续采用现有的政策和现有的执行力度，新的减排政策没有出台。最佳估计控制策略情景假定未来不断出台新的控制政策，是对未来政策走势的最佳估计。最大减排潜力控制策略情景假定技术上可行的减排措施均得到了最大限度的应用，是通过各种污染控制措施可以实现的最大限度的减排策略。将两个能源情景和3个控制策略情景进行组合，最终构成了6个情景（BAU［0］、BAU［1］、BAU［2］、NP［0］、NP［1］、NP［2］）。
                                表 情景设置

6种情景4种主要污染物排放量模拟结果具体如下： 
（1）2010年，长三角地区的二氧化硫排放量约214.7万吨，在现有政策和现有执行力度下（BAU［0］情景），到2030年会增长14%，达到244.8万吨。通过采用一系列节能措施，在NP［0］情景下，2030年二氧化硫排放量会减少到157.9万吨，比2010年降低26%。通过进一步采用最佳估计的污染控制措施（NP［1］情景），二氧化硫排放量会进一步减少到92.6万吨，比2010年降低57%。在最大减排潜力控制策略情景下（NP［2］情景），2030年的排放量为65.5万吨，仅相当于2010年的31%。

   （2）2010年，长三角地区的NOx排放量约277.7万吨，在现有政策和现有执行力度下（BAU［0］情景），到2030年会增长30%，达到360.3万吨。通过采用一系列节能措施，在NP［0］情景下，2030年NOx排放量会略低于2010年，为251.3万吨。通过进一步采用最佳估计的污染控制措施（NP［1］情景），NOx排放量会进一步减少到108.7万吨，比2010年降低61%。在最大减排潜力控制策略情景下（NP［2］情景），2030年的排放量为69.1万吨，仅相当于2010年的25%。

（3）2010年，长三角地区的一次PM2.5排放量约为66.8万吨。在现有政策和现有执行力度下（BAU［0］情景），2030年一次PM2.5排放量变化不大。通过采用一系列节能措施，在NP［0］情景下，2030年一次PM2.5排放量减少至47.8万吨，相对于2010年下降约28%。通过进一步采用最佳估计的污染控制措施（NP［1］情景），一次PM2.5排放量会进一步下降至30.5万吨，约相当于2010年的一半。在最大减排潜力控制策略情景（NP［2］情景）下，2030年的排放量为15.6万吨，约相当于2010年的1/4。

（4）2010年，长三角地区的VOCs排放量约382.2万吨，在现有政策和现有执行力度下（BAU［0］情景），到2030年会增长37%，达到522.0万吨。通过采用一系列节能措施，在NP［0］情景下，2030年VOCs排放量为464.9万吨，比2010年仍然高22%。通过进一步采用最佳估计的污染控制措施（NP［1］情景），VOCs排放量会进一步减少到293.8万吨，比2010年降低23%。在最大减排潜力控制策略情景下（NP［2］情景），2030年的排放量为171.5万吨，相当于2010年的45%。

通过区域污染物排放预测模型得到的2030年6种情景下的污染物排放清单，利用ERSM（浓度预测模型）技术快速预测了6种情景下长三角地区的PM2.5浓度。
结果表明，假如长三角以外地区仍保持快速增长，不采取有效的污染减排措施，仅靠长三角地区实施可持续的能源发展战略以及最大潜力的减排措施，仍难以保证PM2.5浓度完全达标。如果长三角模拟域外实施NP［1］情景的控制政策，那么即使长三角模拟域内也实施NP［1］的措施仍不能全面达标，只有长三角模拟区域实施NP［2］的措施才能使长三角各区域的PM2.5浓度均低于标准限值。只有可持续的能源发展战略以及最大潜力的减排措施同时实施，才能实现长三角地区空气质量的全面达标。
 
实现长三角实现空气质量达标的建议
1.调整能源结构和产业结构，转变生活方式，提高能源利用效率
(1)降低煤炭在能源消费中的比例，更多地采用清洁能源。降低电力部门中燃煤发电量比例，提高燃煤发电效率。
(2)最佳可用技术（BAT）到2030年在各工业行业普遍应用，高效的能源技术代替落后的、高耗能的技术，中国的能源效率到2030年达到或基本达到世界最高水平。
(3)推广新能源汽车、提高燃油经济性。
2.最大限度的全面实施和采用污染物控制技术
(1)电力：通过超低排放改造，使得SO2、NOX和颗粒物达到超低排放限值，最大限度地利用最先进的污染物减排技术。
(2)工业：对于工业锅炉，最先进的减排技术，如烟气脱硫、低氮燃烧 选择性催化还原、高效除尘等，得到充分利用。对于工业过程源，全面实施各行业的最新排放标准，最大限度地应用最先进的污染物控制末端治理措施。对于产生挥发性有机物（VOCs）的工业过程，全面采用VOCs末端治理措施和回收工艺。
(3)交通：对机动车全面实施欧洲现有的最严格标准。加速淘汰高污染高排放的车辆。所有的轻型汽柴油车、重型柴油车都达到欧6标准，汽油轿车基本达到欧6标准。
(4)溶剂使用：降低溶剂含量，使用水性涂料替代等技术工艺降低VOCs排放。在油墨、涂料、印刷、包装等行业全面推广实施“替代 末端治理”技术。
(5)民用商用部门和生物质开放燃烧：对民用商用部门，降低和淘汰高耗能高污染的炉灶。对民用商用锅炉全面采用脱硫设施，采用低硫型煤，采用高效除尘措施以降低PM2.5排放。全面禁止生物质的开放燃烧。
3.不同区域的减排压力和潜力
相比上海和浙江，江苏省需要在更多部门采用更严格的减排措施，才能实现达标。因此，建议未来在区域间联防联控时，更科学地综合考虑不同区域的经济社会等复杂因素的影响，不是一刀切地对不同地区采用同样的控制策略，而是找到平衡经济和环境以及不同地区之间的最佳减排组合措施方案。
 4.农业氨排放的控制
假如在上述控制措施之外，对农业部门也采取减排措施使氨排放量比2010年明显降低，则长三角地区能在空气质量达标基础上进一步降低PM2.5浓度，但是氨减排措施在实际执行和管理方面有较大的挑战。
 5.长三角以外地区也需大力推进减排措施
尽管长三角区域内的污染源是其PM2.5超标的主因，域外排放的贡献也不可忽略。假如长三角以外地区仍保持快速增长，不采取有效的污染减排措施，仅靠长三角地区实施可持续的能源发展战略以及最大潜力的减排措施，仍难以保证PM2.5浓度完全达标。因此，长三角以外地区也需加大力度推进减排措施的落实。
 6.加大政策落实力度
本研究假设各个情景下的相关政策得到了全部落实，但实际操作中政策的落实很可能受到各方面的影响。建议针对政策的落实开展相关研究，明确相应的资金、技术等需求，以提高政策的落实程度。