北京市汽車發展對氣候變化的影響及應對措施

于英漢 岳冠華 苗海堯

(1.北京建筑大學環境與能源工程系，北京 100044;2.北京應對氣候變化研究和人才培養基地，北京 100044)

引言

近年來中國大城市的機動車增長迅速，例如北京、成都、武漢機動車年增長率均在20%以上，機動車的快速增長導致城市交通嚴重擁堵和空氣污染，有針對性的研究汽車發展對氣候變化的影響極其相關的應對措施已經刻不容緩。

1 北京市機動車發展情況

1.1 北京市機動車發展趨勢

汽車的排放已成為氣候變化不可承受之重，北京機動車增長的速度太快了:保有量從2300 輛到100 萬輛，用了48年;2003年8月突破200 萬，用時6年6 個月;2007年5月突破300 萬，用時3年9 個月;從300 萬輛猛升至400 萬輛，僅僅用時兩年零7 個月。2009年凈增量更是高達51.5 萬輛，一年的凈增量就幾乎與香港的機動車保有總量相當，截止到2013年底，北京市機動車數量已經達到了驚人的543.7 萬輛［1］，北京市近幾年機動車數量發展情況如圖1。

由圖1 可以看出，北京市機動車數量在近幾年中發展很快，特別是在2007－2010年間。從2010年12月起，北京市購買小汽車實行搖號，這項措施效果明顯，減緩了機動車數量大幅增長的趨勢。

1.2 北京市機動車分布規律

圖1 北京市機動車發展趨勢圖

圖2 城市中心區機動車擁有率對比

雖然2010年以來機動車增長數量放緩了，但北京市交通擁堵狀況并不樂觀。據統計，北京私人小汽車年均行駛里程為1.5 萬公里，是倫敦的1.5 倍，東京的2倍多，也高于香港、洛杉磯等國際大都市。圖2 中國內外主要城市中心區機動車擁有率對比分析表明，與世界城市“中心城區低，外圍高”的機動車保有量分布態勢相反，北京市機動車數量的80%以上集中在六環范圍內［2］。據市交通委發布2013年北京市交通運行分析報告，2013年與2012年比較，全市出行總量增長了2.2%;工作日早高峰交通擁堵指數為5.0，同比增長了5.2%;晚高峰交通指數為6.0，同比增長了3.6%;工作日平均每天多堵25 分鐘［3］。

機動車數量的增加和交通擁堵狀況的加劇一方面導致了人們每日出行時間的增加，另一方面由于機動車在怠速狀態下排放出更多的污染物，大量的機動車出行導致了城市空氣環境和氣候也發生了變化。

2 北京市機動車對氣候和環境變化的影響

2.1 北京市汽車排放狀況

汽車發動機在行駛過程中排放出大量尾氣，這其中含有一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物及一些固體細微顆粒物。這些污染物不僅本身對人體產生不良健康影響，而且而且還導致了嚴重的霧霾天氣，對城市氣候變化也產生了非常明顯的影響。

機動車行業是能源消耗大戶，機動車消耗了全部70%以上的汽油、50%以上的柴油和幾乎100%的煤油，成品油消耗總量達1095 萬噸［4］。機動車排放出的溫室氣體數量是驚人的，北京市如果按汽車保有量為500 萬輛計算，那么北京汽車年原油消耗將為1500 萬噸(基于商用車、乘用車平均油耗為12L/100km，年行駛里程為15000km 的假定，與實際情況會有所出入)，汽車的溫室氣體排放，如果按230g/km(根據《環境標志產品技術要求輕型汽車》管理規范)來計算則北京市每年溫室氣體排放將達到1600 萬噸。2009年北京市機動車CO 排放71.58 萬噸，PM10排放0.38 萬噸，VOCs(揮發性有機化合物)排放7.95 萬噸［5］，中心市區內CO 和NOx 的年排放量分擔率已經達到了76.8%和40.2%［6］。2009年北京交通運輸業碳排放占城市碳排放總量的17%，能耗占城市總能耗的15%，均高于7%的全國平均水平［7］。

根據統計數據，北京市2012年的機動車氮氧化物排放量占本地區氮氧化物的比重達45%，分別高于周邊省市的天津28.8 個和河北13.9 個百分點［8］。北京市2006－2009年的機動車氮氧化物排放量和其他領域氮氧化物排放量如圖3 所示，從圖中可以看出，北京市交通領域是氮氧化物的主要來源，2008年相比2007年，交通領域的氮氧化物排放明顯減少，這是因為行2008年起。北京率先實行了國V 排放標準，小汽車的氮氧化物排放標準由0.15PPm 下降到了0.08ppm。

圖3 北京市2006－2009年全市交通領域和其他領域氮氧化物排放量示意圖

2.2 北京市汽車排放對氣候變化影響

機動車在行駛過程中消耗大量燃油，這些燃油經過燃燒后變成二氧化碳等溫室氣體排放到城市環境中，成為中心城區溫室氣體的主要來源，另一方面也加重了城市的熱島效應，改變著城市氣候。根據北京市汽柴油消費量(假定汽油碳氫比為8∶18，柴油碳氫比為7∶12，都完全燃燒的情況下)，我們可以計算得出北京市交通領域的溫室氣體排放量如表1。

表1 北京市交通領域二氧化碳排放情況

由表中我們可以看出，交通領域的二氧化碳排放量大約占全市二氧化碳排放總量的10%～11%左右，由于機動車排放一般都處于城市中心區域，與城市居民的距離更近。因此機動車對城市氣候的影響貢獻率要大于10%。

機動車尾氣污染對霧霾天氣的貢獻也不可小視，截止到4月中旬，今年北京市已經出現了8 次重污染過程，重污染天數達到了23，這其中大排量汽車的影響更大。據近年來的相關統計，2.5 及以上排量的乘用車在汽車總銷量中占比約為1.7%。2012年總共銷售汽車1549.52 萬輛，其中2.5L 以上排量共25.29 萬輛［9］。雖然大排量車在乘用車的銷售中占比并不大，但其造成的影響并不小，大排量汽車的耗油量普遍較高，即便是將所有2.5L 排量以上車型的百公里平均油耗以20L 計算，那么其排出污染物約為小排量(2.0L 以下)的2.5 倍左右，占所有汽車污染物排放的4.1%左右。像北京市這種一線國際大都市，由于經濟較發達，加之汽車限購政策對居民購車傾向的影響(由于限購，換車成本加大，導致居民購車普遍選擇合資、進口方式生產的中級、豪華車型)，大排量汽車所占比例較全國其他地區更高。因此有必要對大排量汽車實施更嚴重的限購限行措施。

表2 2010－1012年全國汽車銷量

北京市空氣污染類型也在發生著變化，從過去的煤煙型、揚塵污染轉變為現在的以可吸入顆粒物為主的污染類型。特別是2008 左右，北京市為籌辦奧運會，關閉了多家污染嚴重的工廠，改造了許多燃煤取暖鍋爐，工業二氧化硫排放已經大幅減少。統計北京市近幾年來的氣象狀況可以發現，顆粒物污染特別是以PM2.5為主的細顆粒物已經逐漸成為影響北京市空氣環境的主要污染物之一。

根據最新消息，北京市環保局長陳添日前透露，北京市PM2.5源解析已通過了專家論證，機動車排放占本地排放總量的31.1%，所占比例最高，其次才是燃煤、工業生產和揚塵等過程。現在的PM2.5顆粒中70%都是由二次粒子產生的，例如汽車尾氣排放出的氮氧化物和碳氫化合物在合適條件下就會轉換成PM2.5顆粒物［10］。因此說汽車是城市PM2.5粒子產生的主要來源并不過分。

2.3 北京市機動車對城市環境影響

含鉛汽油、潤滑油的燃燒，汽車輪胎、剎車里襯的機械磨損等是公路兩側土壤和灰塵中重金屬污染的重要來源［11］。這些機動車產生的顆粒物中含有Pb、Cd 等重金屬，這些顆粒物通過干濕沉降沉積在道路兩側的土壤中，不但不易被自然凈化，而且可通過食物鏈得以富集而對人體自然生態產生嚴重的潛在影響和危害。

3 北京市現行機動車管理政策對比分析

上海、北京是中國典型的人口超過500 萬的特大城市。從20 世紀90年代開始，上海和北京的經濟開始快速發展，與此同時機動車交通進入快速增長期(表1)。上海和北京的經濟發展速度基本保持一致，但是在機動車的發展策略上做出了不同的選擇。其主要經濟社會指標見表1 所示［12－13］。

3.1 北京、上海兩城市的城市空氣質量對比

北京市和上海市2008－2011年全年的空氣質量優良天數如圖4 所示，可以看出雖然兩座城市空氣質量優良天數都在逐年增加，但上海市每一年的空氣質量優良天數都要高于北京。

表3 上海、北京社會經濟與交通設施對比(2012年數據)

圖4 北京市和上海市2008－2011年間的空氣質量優良天數對比圖

上海由于較早的實施了機動車控制措施，因而機動車數量大大少于北京，由此造成的污染也比北京小。2000年和2011年北京市和上海市中心城區二氧化氮年日均值如圖5 所示。由圖中可以看出，在2000年時北京市中心城區的二氧化氮年日均值顯著低于上海，但是十年之后，隨著城市機動車數量的增加，北京市的二氧化氮濃度水平已經高于上海了。

圖5 北京市和上海市中心城區二氧化氮年日均值對比圖

3.2 上海現行機動車管理政策

上海在1994年機動車數量起步階段實行了牌照拍賣制度，嚴格控制了機動車的增長速度。到2012年末，上海機動車數量僅為280 萬輛，其中私人汽車212.8 萬輛，年均增幅約為10%。而同期北京機動車數量已經超過500 萬輛，年均增長18%。

上海在控制汽車數量增長的同時還大力建設軌道交通，從1996年開始修建軌道交通到2012年總和里程已達468 公里。而北京雖然1986年就開通了軌道交通，但直到籌備奧運會時才大規模建設軌道交通。這種選擇的直接結果就是北京機動車數量遠超上海成為全國第一，而上海的軌道交通超越了北京成為全國第一。

3.3 北京現行機動車管理政策

北京在機動車快速增長的起步階段時沒有采取限制措施，導致機動車飛速增長。為了緩解交通擁堵，從2006年開始北京市實施一系列的措施，其中包括大幅度降低公交費用、提高停車費用、實施機動車牌照搖號等。

3.3.1 大幅降低公共交通票價

2007年，北京市政府對公交價格進行了大幅度下調，以鼓勵人們乘坐公共交通工具，減少私家車的使用。2007年1月起，北京實行地面公交全線1 元起步，同年10月7日軌交實行全線單一票價2 元，此項措施至今未變，北京的公交出行負擔依然是全做最低的。但是由于軌道交通和地面公交系統建設的滯后，在此種情況下，通過降低公交的費用轉移小汽車交通將會導致公共交通的嚴重擁堵。這種“以堵治堵”的做法導致北京的公共交通負荷明顯高于同類城市。同時低票價需要大量的財政補貼來維持。據資料顯示，北京2012年投入178 億元補貼公共交通［14］，占同年財政收入的3.9%(2012年北京市財政收入4512 億元)［15］。

3.3.2 提高停車費用

北京自2011年4月1日起調整非居住區停車場的收費標準。綜合分析，一小時的停車費用由原來的5 元提高到10 元左右，提高后的收費標準與上海、廣州現行的標準相當，說明北京原來的收費標準偏低。

3.3.3 實行牌照搖號政策

北京市于2010年12月23日開始實施機動車搖號政策，一年大概可減少新車50 萬輛。相對于龐大的機動車基數來說可能微不足道，但“亡羊補牢，猶未遲也”，搖號政策限制了機動車的增長速度，為其他政策的實施提供了時間。

3.4 北京市現行政策分析

上海在機動車快速增長的起步階段就在全國范圍內率先實施了嚴格的牌照拍賣制度，控制了激動車的增長速度，為公共交通的建設爭取了時間，避免了居民過度向小汽車出行轉化。而北京由于未在機動車快速增長的起步階段采取有效措施，導致中心城區的機動車達到超飽和狀態，也導致了后續措施效果不明顯和巨大的財政負擔。

4 應對措施

4.1 制定和執行更加嚴格的排放標準

北京市從2013年2月1日起實施北京市第五階段機動車排放地方標準，單車排放比現行國IV 標準降低了40%，符合“京Ⅴ”排放標準的車輛發放藍色環保標志，這也是北京市從執行國I 標準開始，第五次率先在全國執行更加嚴格的機動車排放標準，在這方面，北京走在了上海前面，上海也將于2014年4月30日實施國V 標準。經實驗，機動車尾氣排放標準沒提高一個檔次，單車排放污染能減少30%～50%。與此同時，汽車的排放水平與燃油品質也有很大的關系，油品不好，再好的車也無法達標。國內即將全面實行的國V 標準與歐V 標準相當，相比國IV 標準，汽油中硫元素的含量從50ppm 下降到10ppm，還首次加入了對顆粒物的相關標準，其排放限值差別見表2。根據現有的機動車保有量和行駛水平測算，機動車排放標準從國IV 上升為國V，僅此一項每年氮氧化物和二氧化硫就可以減少排放約1630 噸和1260 噸。

表4 不同排放標準之間排放限值的差別

為配合實施第五階段排放標準，北京市場2012年就已經開始銷售符合第五階段標準的車用汽柴油。最近政府提出京津冀將實行統一的排放標準，將會大大緩解周邊地區機動車排放對北京氣候變化的影響。

歐洲計劃于2014年開始實行更為嚴格的歐VI 標準，主要針對柴油車，將其氮氧化物排放量從目前水平上減少68%。北京市在機動車排放領域目前走在了全國前列，下一步應該繼續向歐洲看齊，盡早研究制定適合北京實際情況的更加嚴格的新車準入標準，有效控制機動車排放污染物。

4.2 制定更加的限行和限購措施，嚴格限制機動車數量

從2014年起，每年24 萬個的小汽車搖號指標將縮水近4 成，配置機動車指標變為15 萬輛。2013年10月29日，北京市政府公布了《北京市2013－2017年機動車排放污染控制工作方案》重點任務分解中明確，到2017年全市機動車保有量控制在600 萬以內。

4.3 在限行限購的同時加大公共交通網絡的建設

北京市在緩解交通擁堵、方便市民出行這項重要的民生工程建設取得了重大的進步。北京市的軌道交通近年來發展迅猛，目前16 條線路中的13 條都是2000年之后興建的，從2007年至今，北京軌道交通里程從114公里增長到442 公里，平均每年新開通60 公里地鐵。截止到2012年末，北京市軌道交通運營里程達到442公里，位列上海之后居全國第二名，預計2015年北京軌道交通線網運行總里程將超越上海達到660 公里，那時北京的交通狀況將得到進一步改善［16］。

4.4 制定其他治理機動車污染的法律法規

北京市計劃從2015年起擇機收取道路擁堵費，以改善中心城區的交通和環境狀況。北京市發展改革委和市環保局還將牽頭制定一系列提高機動車使用成本的經濟政策，如研究制定燃油排污費、階梯油價等合理確定成品油價格的相關政策。2015年所有黃標車將被淘汰。截至2017年，北京市將累計淘汰老舊機動車100 萬輛。為配合2014年北京市實施的新一輪限行限購政策，車輛違反禁行、限行規定將面臨罰款又扣分的處罰。外埠號牌機動車辦理進京證的要求也進一步縮進，需要辦理進京證的范圍從五環內擴大到六環內，取消了長期進京證，首次辦理通行證的有效期變為7 天，減少外來車輛對北京市內環境的影響。

4.5 大力發展新能源汽車

北京市在逐步控制小汽車數量的同時，從最初的每年2 萬個逐漸增加到每年6 萬個，力爭在2017年是新能源汽車數量達到30 萬輛。公交、出租車、郵政、環衛等行業是優先推廣對象，在未來幾年內計劃更新出租車1.5 萬輛，將50%的環衛車更新為清潔能源車。

4.6 科學合理的交通規劃

科學的合理的交通規劃能最大程度的減少道路擁堵和機動車慢速怠速行駛的狀況，提高路網的暢通的人們的出行時間，在一定程度上可以減少機動車的尾氣排放，從而降低機動車對北京市氣候和城市空氣環境的影響。

5 結 論

機動車尾氣排放帶來了嚴重的環境污染，北京市機動車數量在過去幾年內發展十分迅猛，由于在初期沒有采取有效措施，給城市空氣環境和氣候造成了很大影響。如今時機已經成熟，北京市開始采取有效措施，對機動車污染進行了有效控制，相信通過大家的共同努力，一定能讓北京的天更藍、空氣更好。

［1］北京市統計局．2005—2012 北京市統計年鑒［EB/OL］．北京:中國統計出版社．http://www．bjstats．gov．cn/nj/main/2013－tjnj/index.htm．

［2］使用強度過高亟待引導．［N/OL］．北京日報，［2011年11月10日］．http://bjrb.bjd.com．cn/html/2011－11/10/content_15419.htm．

［3］交通年報:去年日均堵車115 分鐘．［N/OL］．新京報，［2014－02－13］．http://www.bjnews.com.cn/ news/2014/02/13/304761.html．

［4］北京市統計局．2005—2011 北京市統計年鑒［EB/OL］．北京:中國統計出版社．http://www.bjstats.gov.crd．

［5］樊守彬．北京機動車尾氣排放特征研究［J］．環境科學與管理，2011，(41):28－31．

［6］郝吉明，吳燁，傅立新等．北京市機動車污染分擔率的研究［J］．環境科學，2001，22(5):1－6．

［7］國家統計局能源統計司．2010 中國能源統計年鑒［M］．北京:中國統計出版社，2011．

［8］京津冀大氣污染源數據:北京氮氧化物45%來自機動車．［N/OL］．北京晨報［2014－ 04－ 12］．http://china.huanqiu.com/hot/2014－ 04/4969303.html．

［9］霧霾天氣 汽車到底惹了多大的禍［N/OL］．湖北省汽車行業協會，［2014－3－3］，http://www.hubeiqiche.org/content/897.html．

［10］北京首次透露PM2．5源解析:三成污染來自京外［N/OL］．北京晚報，［2014－4－15］，http://www.takefoto.cn/viewnews－71576．

［11］郭廣慧，雷梅，陳同斌，等．交通活動對公路兩側土壤和灰塵中重金屬含量的影響［J］．環境科學學報，2008，28(10):1937－1945．

［12］北京統計年鑒2012．［M］．北京:中國統計出版社，2012．

［13］上海統計年鑒2012［M］．北京:中國統計出版社，2012．

［14］178 億元補貼公交［N/OL］．新京報，［2013－ 01－ 23］．http://www．bjnews．com．cn/feature/2013/01/23/245623.html．

［15］北京統計年鑒2012［M］．北京:中國統計出版社，2012．

［16］北京2015年軌道交通里程將達660 公里［N/OL］．中國網，［2013－09－12］．http://www.china.org.cn/ bjzt/chinese/2013－ 09/12/content_30006451.htm．