大連市機(jī)動(dòng)車尾氣中氮氧化物排放研究

楊 威

(大連市環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧 大連 116023)

1 大連市機(jī)動(dòng)車運(yùn)行及道路狀況

1.1 大連市車流量狀況調(diào)查

大連市區(qū)共有80 條主干路，除去步行街和因地鐵施工無法監(jiān)測外，2010年共監(jiān)測了73 條主干路的車流量。每次監(jiān)測20 分鐘，時(shí)段包含9:00～16:30。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，大連市主干路平均車流量為2596輛/小時(shí)。其中，車流量最大的主干路為疏港路，平均車流量為7665 輛/小時(shí);其次為東北路，車流量為6885輛/小時(shí);再次為迎客路和中山路，分別為6537 輛/小時(shí)和5705 輛/小時(shí)。車流量最小的主干路為迎賓路203輛/小時(shí)，其次為育才街288 輛/小時(shí)，山巒街339 輛/小時(shí)，虎灘街447 輛/小時(shí)。

已監(jiān)測的208 個(gè)路段中，平均車流量排在前十名的分別是東北路五一廣場、中山路交電公司中門、中山路匯典大廈、中山路理工分院、疏港路黑嘴子、中山路醫(yī)大一院、中山路農(nóng)行風(fēng)光支行、迎客路空軍大院外、中山路人民廣場、西北路萬科花園。

1.2 大連市機(jī)動(dòng)車油品消耗情況

根據(jù)調(diào)查，大連市大部分油品均由中國石油銷售公司銷售，其它銷售公司所占比例很小，因此，本次只對(duì)中國石油大連銷售公司成品油銷量進(jìn)行了調(diào)查。調(diào)查結(jié)果，大連市2010年車用乙醇汽油銷量為59 萬噸，柴油為46 萬噸，液化石油氣為1.8 萬噸。

1.3 大連市部分機(jī)動(dòng)車平均行駛里程

根據(jù)國家環(huán)保部機(jī)動(dòng)車排污監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)，大連市出租車年均行駛里程為136105km，公交車年均行駛里程為45757km。

1.4 大連市道路概況

大連市2010年公路總里程達(dá)到8534 公里，其中，高速公路410 公里，一級(jí)公路700 公里，二級(jí)以下公路7444 公里，公路網(wǎng)密度67.9 公里/百平方公里。2005年～2010年，公路總里程由4784 公里增加到8534 公里，增加了3750 公里。2010年與2009年相比，公路總里程增長速度約為0.1%，城區(qū)道路建設(shè)年均增長率僅為5.1%。大連中心城區(qū)共有城市道路1854 條，其中主干路81 條，街巷路1773 條。中心城區(qū)道路網(wǎng)密度2.94公里/平方公里，道路面積率5.03%，人均占有道路面積4.01 平方米。

與此相比，2005年～2010年，大連市機(jī)動(dòng)車保有量由50.9 萬輛增加到88.1 萬輛，年均增長率為11.7%。2010年與2009年相比，機(jī)動(dòng)車增長速度約為11.5%。由此看出，機(jī)動(dòng)車的增長速度遠(yuǎn)大于道路建設(shè)速度，有限的道路資源面臨嚴(yán)重的承載壓力，道路網(wǎng)負(fù)荷度逐年增加，此外，大連的城市人口不斷攀升，交通設(shè)施供給與需求之間的矛盾日益突出，城市道路交通壓力不斷增大。

2 大連市機(jī)動(dòng)車尾氣中氮氧化物新增排放量預(yù)測

2.1 大連市機(jī)動(dòng)車保有量預(yù)測

近年來隨著各大城市道路交通擁堵現(xiàn)象的頻繁出現(xiàn)，機(jī)動(dòng)車保有量迅猛增長時(shí)常被媒體和公眾作為熱點(diǎn)話題，而事實(shí)上媒體提及的數(shù)據(jù)和公眾看到的現(xiàn)象基本均是載客及載貨汽車而不含低速汽車和摩托車;但低速汽車和摩托車作為排放廢氣污染物的機(jī)動(dòng)車中的一個(gè)類別的污染源，其實(shí)際保有量及變化我們?cè)谖廴驹磾?shù)量核算中是不可或缺的。

大連市近年來機(jī)動(dòng)車保有量增長迅猛，但按機(jī)動(dòng)車近年來保有量分類統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，各類機(jī)動(dòng)車保有量的變化情況差異很大。載客及載貨汽車這類機(jī)動(dòng)車保有量近年來為加速增長;而低速汽車和摩托車這類機(jī)動(dòng)車近年來為總保有量基本是緩慢平穩(wěn)增長。

2015年大連市機(jī)動(dòng)車保有總量預(yù)計(jì)達(dá)到約173.7 萬輛;其中，載客汽車和載貨汽車146.0 萬輛、占機(jī)動(dòng)車保有總量84.0%，低速汽車和摩托車27.7 萬輛、占機(jī)動(dòng)車保有總量16.0%。2015年與2010年相比，機(jī)動(dòng)車保有總量增長約85.6 萬輛、增長97.1%;其中，載客汽車和載貨汽車增長約79.3 萬輛、增長118.9%，低速汽車和摩托車增長約6.3 萬輛、增長29.4%。2015年載客汽車和載貨汽車中，載客汽車保有量預(yù)計(jì)達(dá)到約121.6 萬輛、比2010年增長125.8%，載貨汽車保有量預(yù)計(jì)達(dá)到約24.4 萬輛、比2010年增長90.1%。2015年低速汽車和摩托車中，三輪汽車保有量預(yù)計(jì)達(dá)到約2.1萬輛、比2010年減少21.2%，低速貨車保有量預(yù)計(jì)達(dá)到約0.8 萬輛、比2010年增長7.4%，摩托車預(yù)計(jì)達(dá)到約24.8 萬輛、比2010年增長37.9%。

2.2 機(jī)動(dòng)車尾氣中氮氧化物新增排放量預(yù)測分析

“十二五”交通運(yùn)輸行業(yè)NOx 新增量測算以道路機(jī)動(dòng)車為主(暫不包括船舶、航空、鐵路、農(nóng)用機(jī)械和工程機(jī)械等非道路移動(dòng)源的NOx 排放量)，分車型測算機(jī)動(dòng)車NOx 排放量，公式如下:

式中:Ai，j為“十二五”不同類型機(jī)動(dòng)車保有量的增長量(i 表示車型、j 表示燃料類型)，根據(jù)“十一五”各類機(jī)動(dòng)車保有量增速，分車型進(jìn)行預(yù)測。Fi，j為不同類型機(jī)動(dòng)車的NOx 排污系數(shù)，千克/(年·輛);新增車輛的NOx 排污系數(shù)全部按照國四標(biāo)準(zhǔn)車、燃用國三油品時(shí)的排放水平取值。

新增車輛均參考國四排放標(biāo)準(zhǔn)下的排放因子進(jìn)行測算NOx 新增量。根據(jù)《“十二五”主要污染物總量控制規(guī)劃編制指南》中NOx 排污系數(shù)，經(jīng)計(jì)算得出，“十二五”期間大連市機(jī)動(dòng)車氮氧化物新增量為26，326 噸。

3 大連市在用機(jī)動(dòng)車氮氧化物減排措施及減排潛力測算

3.1 “黃標(biāo)車”淘汰工程氮氧化物減排潛力測算

根據(jù)“十二五”期間各類機(jī)動(dòng)車的淘汰數(shù)量和排污系數(shù)計(jì)算NOx 削減量，公式如下:

式中:R機(jī)動(dòng)車淘汰為淘汰機(jī)動(dòng)車的NOx 削減量，噸/年;Bi，j為“十二五”期間該類型機(jī)動(dòng)車的淘汰數(shù)量(i表示車型，j 表示燃料類型)，輛。Fi，j為該類型機(jī)動(dòng)車2010年的NOx 排污系數(shù)，千克NOx/(年·輛)。

“十二五”期間機(jī)動(dòng)車淘汰的重點(diǎn)是黃標(biāo)車，主要是指污染物排放達(dá)不到國一標(biāo)準(zhǔn)的汽油車和達(dá)不到國三標(biāo)準(zhǔn)的柴油車。大連市“十二五”期間淘汰的機(jī)動(dòng)車為汽油載客汽車、汽油載貨汽車和柴油載客汽車、柴油載貨汽車。汽油車分為一類輕型:淘汰2000年前(包括2000年)注冊(cè)的載客微型、小型機(jī)動(dòng)車和載貨微型、輕型機(jī)動(dòng)車;二類輕型:淘汰2001年前(包括2001年)注冊(cè)的載客中型和載貨中型機(jī)動(dòng)車;中重型:淘汰2003年前(包括2003年)注冊(cè)的載客大型和載貨重型機(jī)動(dòng)車。柴油車淘汰2008年前注冊(cè)的(包括2008年)柴油載客汽車和載貨汽車。

以2010年機(jī)動(dòng)車保有量為基數(shù)進(jìn)行黃標(biāo)車保有量統(tǒng)計(jì)，大連市共有黃標(biāo)車159131 輛，包括汽油車65770輛和柴油車93361 輛。汽油車又分為載客汽車和載貨汽車，分別淘汰60696 輛和5074 輛;柴油車分為載客汽車和載貨汽車，分別淘汰20642 輛和72719 輛。淘汰數(shù)量最多的黃標(biāo)車是小型載客汽油車、輕型載貨柴油車和重型載貨柴油車，分別淘汰44794 輛、43230 輛和19961輛。

計(jì)算得知，大連市“十二五”期間淘汰機(jī)動(dòng)車可削減NOx 3.57 萬噸。其中，淘汰汽油車可削減7427.79噸、柴油車可削減28222.37 噸。重型載貨柴油車淘汰對(duì)NOx 減排貢獻(xiàn)最大，可削減NOx 16245.70 噸;其次是大型載客柴油車和大型載客汽油車，分別削減NOx 6845.61 噸和3023.10 噸。

在大連市政府2012年4 季度與省政府?dāng)M簽的《大連市“十二五”主要污染物總量減排目標(biāo)責(zé)任書》草案中(以下簡稱《責(zé)任書》，為落實(shí)減排目標(biāo)，機(jī)動(dòng)車氮氧化物減排擬實(shí)施的方案包括:第一階段，至2015年6月底，全面淘汰2005年(含)以前注冊(cè)的運(yùn)營“黃標(biāo)車”攻擊70140 輛(年淘汰率不低于20%)，其中出租車691 輛、公交車3078 輛、大中型客車15988 輛、貨車50383 輛;第二階段，至2015年12月底，淘汰非運(yùn)營“黃標(biāo)車”23256 輛、低速貨車16112 輛，淘汰達(dá)到報(bào)廢年限的出租車2535 輛、公交車206 輛。上述計(jì)劃全部落實(shí)可實(shí)現(xiàn)氮氧化物減排總量共計(jì)20069 噸，其中載客汽車和載貨汽車可實(shí)現(xiàn)實(shí)際減排19240 噸，低速貨車可實(shí)現(xiàn)減排216 噸。第一階段機(jī)動(dòng)車淘汰可實(shí)現(xiàn)實(shí)際減排18773 噸，第二階段機(jī)動(dòng)車淘汰可實(shí)現(xiàn)實(shí)際減排683 噸。

3.2 機(jī)動(dòng)車油品升級(jí)替代工程氮氧化物減排潛力測算

機(jī)動(dòng)車油品質(zhì)量由國三標(biāo)準(zhǔn)提高到國四標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)供應(yīng)國四油品的機(jī)動(dòng)車數(shù)量和國三、國四標(biāo)準(zhǔn)的排污系數(shù)差值計(jì)算NOx 削減量:

式中:R油品替代是機(jī)動(dòng)車油品質(zhì)量由國三標(biāo)準(zhǔn)提高到國四標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的NOx 削減量，噸/年;Ci，j為該類型機(jī)動(dòng)車中供應(yīng)國四油品的機(jī)動(dòng)車數(shù)量，輛;ΔFi，j為供應(yīng)國四油品的機(jī)動(dòng)車與供應(yīng)國三油品的機(jī)動(dòng)車相比，NOx 排污系數(shù)的差值，具體數(shù)值參考《“十二五”主要污染物總量控制規(guī)劃編制指南》中相關(guān)數(shù)值。

根據(jù)《大連市“十二五”大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作方案》，在2013年全運(yùn)會(huì)期間，開展油品使用試點(diǎn)，到2015年底，機(jī)動(dòng)車全面使用國四油品。經(jīng)計(jì)算，大連市“十二五”期間通過油品替代工程，可削減氮氧化物7046 噸。

3.3 加強(qiáng)機(jī)動(dòng)車管理氮氧化物減排潛力測算

機(jī)動(dòng)車氮氧化物排放量的削減途徑，除淘汰黃標(biāo)車及油品升級(jí)外，還可通過加強(qiáng)機(jī)動(dòng)車的分別管理實(shí)現(xiàn)氮氧化物排放量的削減。根據(jù)環(huán)保部《“十二五”主要污染物總量減排核算細(xì)則》中的核算規(guī)定，加強(qiáng)管理機(jī)動(dòng)車氮氧化物削減量的核算公式為:

式中:b 為核算期通過加強(qiáng)管理帶來的機(jī)動(dòng)車氮氧化物排放削減系數(shù);b上年為上年同期通過加強(qiáng)管理帶來的機(jī)動(dòng)車氮氧化物排放削減系數(shù);Pi，j，k為核算期i 車型、j 燃料種類、k 階段車輛保有量，輛;P上年i，j，k為上年同期i 車型、j 燃料種類、k 階段車輛保有量，輛;PXi，j，k為i車型、j 燃料種類、k 階段車輛的排放系數(shù)，克/年·輛。

機(jī)動(dòng)車氮氧化物排放削減系數(shù)核算公式:

式中:b環(huán)檢為提高加強(qiáng)在用機(jī)動(dòng)車環(huán)保定期檢驗(yàn)帶來的氮氧化物排放削減系數(shù);在用車環(huán)保定期檢驗(yàn)達(dá)到規(guī)定要求的，系數(shù)取0.8%;b標(biāo)志為核發(fā)汽車環(huán)保合格標(biāo)志帶來的氮氧化物排放削減系數(shù);環(huán)保合格標(biāo)志發(fā)放達(dá)到規(guī)定要求的，系數(shù)取0.6%;b限區(qū)為“黃標(biāo)車”區(qū)域限行帶來的氮氧化物排放削減系數(shù);b限號(hào)為車牌尾號(hào)限行帶來的氮氧化物排放削減系數(shù)。

“黃標(biāo)車”區(qū)域限行帶來的氮氧化物排放削減系數(shù)核算公式:

式中:A限行區(qū)為“黃標(biāo)車”區(qū)域限行面積，平方千米;A建成區(qū)為建成區(qū)限行面積，平方千米。

車牌尾號(hào)限行帶來的氮氧化物排放削減系數(shù)核算公式:

式中:D限號(hào)為年單車限行天數(shù)，天。

考慮大連市施行“黃標(biāo)車”區(qū)域限行范圍相對(duì)有限，在管理減排中“黃標(biāo)車”區(qū)域限行可得到確認(rèn)的削減系數(shù)很小，而由于大連市道路交通狀況的特點(diǎn)在非極端情況下不宜采取車牌尾號(hào)限行措施，因此大連市機(jī)動(dòng)車管理減排措施中，可以忽略“黃標(biāo)車”區(qū)域限行、車牌尾號(hào)限行的減排效果，而僅考慮機(jī)動(dòng)車環(huán)保定期檢驗(yàn)、核發(fā)汽車環(huán)保合格標(biāo)志這兩項(xiàng)管理措施的減排效果。

目前大連市機(jī)動(dòng)車環(huán)保定期檢驗(yàn)、核發(fā)汽車環(huán)保合格標(biāo)志尚未達(dá)到規(guī)定要求，但根據(jù)相關(guān)工作的進(jìn)展情況，“十二五”末期這兩項(xiàng)工作完全可以達(dá)到規(guī)定要求。根據(jù)預(yù)測的2015年機(jī)動(dòng)車保有量，在2015年大連市機(jī)動(dòng)車管理達(dá)到規(guī)定要求的情況下，由管理減排核算公式，機(jī)動(dòng)車管理減排氮氧化物排放量約為434 噸。

4 結(jié)束語

據(jù)相關(guān)資料預(yù)測，大連市的機(jī)動(dòng)車保有量在未來的20年甚至更長時(shí)間內(nèi)繼續(xù)保持穩(wěn)定、快速增長。城市機(jī)動(dòng)車保有量的快速增長，在給人們工作、生活帶來便利的同時(shí)，尾氣污染也會(huì)日益突出，機(jī)動(dòng)車尾氣排放的氮氧化物(NOx)已成為環(huán)境空氣中NOx 的主要來源，從大連市空氣質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果來看，城市空氣污染有從單純煤煙型污染向煤煙型和機(jī)動(dòng)車尾氣混合型污染轉(zhuǎn)變的趨勢。

［1］徐魯華，吳曉東，翁端，沈美慶．機(jī)動(dòng)車尾氣中氮氧化物的分析檢測技術(shù)［J］．環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2003，11:64－67．

［2］徐濤．新疆機(jī)動(dòng)車尾氣中NOx 排放特征分析及治理途徑探討［J］．新疆環(huán)境保護(hù)，2007，2:48－50．