美國洛杉磯治理機動車排放污染的經驗與教訓1

馬丁·瓦克斯，馮蘇葦，楊亞宇

1.美國加州大學洛杉磯分校，2.上海財經大學，3.中國科學院大學

0 引 言

近年來中國許多城市遭遇了嚴重的空氣污染，各級政府迫切希望了解其他發達國家控制汽車排放和治理空氣污染的經驗，派出代表團赴國外取經學習。洛杉磯曾經是全美空氣污染最嚴重的城市，污染源主要來自機動車排放。2014年12月，加州大學洛杉磯分校交通研究所馬丁·瓦克斯（Martin Wachs）教授向北京財政局代表團介紹洛杉磯空氣污染治理經驗，他介紹了加州溫室氣體排放交易計劃以及俄勒岡州按里程收費實驗，這些嘗試對今天中國城市實現碳達峰、碳中和目標以及交通領域市場化改革具有一定的借鑒意義。本文內容整理自此次演講，以紀念瓦克斯教授在推動中美城市規劃領域的交流與合作所做出的貢獻。

1 洛杉磯治理機動車排放的措施

洛杉磯治理空氣污染的措施與美國聯邦和地方政府的行政體制有關。州是美國主要的行政單位，每個州有很大的自由裁量權，聯邦政府的作用是將五十個州聯合在一起。縣和市擁有州賦予的立法權、土地使用權和交通權等。聯邦政府有參議院和眾議院等議事機構，議員代表各州投票做出決策，因此聯邦政府即代表各州制訂法律。例如聯邦政府制定一項管理汽車排放尾氣的法律，那么該法將適用于各州，因為汽車行駛在各州的公路上。此外，還有一些跨部門機構有權制定政策，如加利福尼亞南海岸空氣質量管理區（South Coast Air Quality Management District，簡稱SCAQMD），它下轄181個城市，制訂地方法規以降低機動車、企業和消費品造成的污染。美國有縣、市、區和聯邦等各級政府，上世紀六七十年代以來加州和洛杉磯空氣質量問題引發強烈的關注，而空氣污染是一個跨區域、跨部門問題，因此需要SCAQMD這樣的區域性組織來協調和管理空氣質量。

1.1 洛杉磯空氣污染成因及治理成效

從二十世紀四十年代開始，人們逐漸意識到空氣質量對人類健康有重要影響。1948年美國東海岸賓夕法尼亞州發生多諾拉煙霧事件2多諾拉煙霧事件（Donora smog incident）：1948年10月26－31日，位于美國賓夕法尼亞州的多諾拉小鎮上的工廠排放含有二氧化硫等有毒有害物質的氣體及金屬微粒在氣候反常的情況下聚集在山谷中積存不散，這些毒害物質附在懸浮顆粒物上，嚴重污染了大氣。人們在短時間內大量吸入這些有害的氣體，引起各種癥狀，全城14000人中有6000人眼痛、喉嚨痛、頭痛胸悶、嘔吐、腹瀉，20多人死亡。，導致在短短四五天之內20多人死亡，主要原因是工廠排放含有二氧化硫等有毒物質的氣體污染了大氣。在西班牙探險家到達洛杉磯之前，當地土著居民（印第安人）稱洛杉磯為“有臭味的地區”。洛杉磯經常有嚴重霧霾的天氣，女士穿的絲襪經常被空氣中的酸性物質腐蝕。加州理工大學阿里·哈根斯密特教授（Arie Haagen-Smit）分析空氣中的成分，確定污染源頭。隨后，洛杉磯開始對空氣質量做出控制，禁止燃燒廢棄物和樹葉，但是當時人們并沒有意識到汽車對空氣質量的影響。

洛杉磯有1600萬人口，幾乎人人有車，因此治理空氣污染是一件很有挑戰的事情。洛杉磯的獨特環境也是促進霧霾產生的重要因素。首先，很多地方是高空溫度低、地表溫度高，而在洛杉磯則相反，由于逆溫層阻礙空氣流通，氣溫隨大氣高度增加而增加。第二，如果一個城市經常刮大風，風會加強空氣的流動并帶走被污染的空氣，但是洛杉磯的風通常比較溫和，風從海洋吹向內陸，把帶有污染物的空氣重新帶回到陸地。第三，加州有溫暖的陽光，紫外線照射在污染空氣上會產生霧霾，導致空氣污染更加嚴重。因此，洛杉磯周圍群山環繞，來自大洋的風，加上時常發生的逆溫層，使得空氣中的污染物被濃縮了。

認識到問題的嚴重性之后，很多組織開始合作治理空氣污染。聯邦政府制訂一系列汽車排放標準，說明空氣質量對人們身體健康的重要性。SCAQMD根據當地情況制訂相關法律法規，包括治理大氣、控制污染計劃以及機動車排放標準，隨著空氣治理行動的發展，每五或六年修改一次排放標準。認識到空氣中微小顆粒對肺部有著巨大的損害之后，各部門做出行動，洛杉磯氮氧化物排放相對上年減少的百分比逐年上升（表1）。經過五十多年的努力，洛杉磯空氣質量不符合聯邦標準的天數，從最初200天左右到現在的二三十天左右。隨著鉛的逐步淘汰，到1980年人體內的血鉛水平下降了50%；從1976到1980年，美國高血鉛的兒童比例從88.2%下降到4.4%，臭氧濃度也逐年下降（圖1）。

圖1 空氣中的含鉛量（1980—2010）以及臭氧的峰值水平（1955—1996）逐年下降

表1 洛杉磯氮氧化物的排放量和相對上年減少的百分比

自二十世紀七十年代以來，空氣污染治理主要得益于使用清潔燃料和控制交通工具，汽車尾氣排放更加干凈的原因在于燃料更加清潔以及處理汽車尾氣的技術更為先進。然而技術并沒有對生活方式產生多大改變，人們仍然熱衷于買車，期待卡車送貨上門，乘飛機飛往各地。

1970年，南海岸空氣質量管理區通過《空氣清潔法案》。由于人口數量和出行方式也在逐漸發生變化，SCAQMD分別在2003、2007和2012年出臺了修改法案。這些法案對固定污染源如工廠，移動污染源如交通工具，以及一些商業行為如干洗等做出規定。由于對工業的限制非常嚴格，比如家具廠在制造過程中所用的油漆對空氣造成了污染，因此搬出了洛杉磯。目前工業造成的污染已經減少，主要集中精力來治理交通出行產生的污染。洛杉磯試圖用三四十年時間來改變人們的出行方式，希望通過政策干預和引導，選擇步行、騎車、公共交通出行的人們增加，而選擇私家車出行的減少。然而盡管在技術改進方面越來越成功，在改變人們行為上卻沒有太多成效。洛杉磯曾限制人們對汽車的使用來改善空氣質量，但是作用不大，而且給人們的生活造成不便，因此最終取消了這些限制。

1.2 大型交通運輸工具的干預措施

洛杉磯采取的污染控制措施大部分是針對小型車輛，并且在干洗業、小型車輛等方面取得了成功，但是飛機、卡車、貨車等大型交通運輸工具仍然在污染環境，因此把重點轉向卡車、輪船等大型運輸工具。為了在2024年之前達到聯邦政府規定的臭氧和PM2.5標準，在貨運和航空運輸以及輕型載貨汽車方面做出了一些改進。主要措施有更換清潔卡車、實行岸電技術（cold ironing）、船舶限速、更換機車動力為天然氣、碼頭鐵路和碼頭電氣化等。

全美43% 的進口集裝箱集中在洛杉磯港和長灘港兩個碼頭。碼頭是空氣污染檢測的一個重要地點，對此實行岸電技術。當貨輪距離港口20至25海里時必須降速并減少排放。通常運送集裝箱的卡車要行駛6至8英里去把集裝箱運送到鐵路，而這些卡車中有很多是行駛了數百萬英里的老舊卡車，因此洛杉磯用環保型卡車替換掉這些老舊貨運卡車。更換新卡車需要大量資金，加州會給卡車公司補貼以更換更加環保的新車輛。美國加州空氣資源局（California Air Resources Board，ARB）提出有關往返港口碼頭的舊柴油卡車排放法案：從2008年10月1日起，禁止所有1989年之前生產的卡車進入港口；2010年開始更換所有1994年以前生產的運貨卡車，1994—2003年間生產的卡車也必須翻新。法案要求2013年底前，所有舊運貨卡車必須滿足2007年聯邦清潔卡車排放標準，否則會被禁止進入港口。

但是更好的辦法是將鐵路線直接設立在碼頭旁邊，環境治理措施主要包括：鐵路線直接設立在港口附近，減少卡車運輸；替換成新型環保型卡車；裝卸貨時用碼頭電力驅動而不是貨輪上的柴油驅動，同時將以柴油為燃料的火車逐步改造成燃燒天然氣的火車；在機場，飛機降落之后使用電力車拖動，而不是使用飛機本身的發動機驅動。

1.3 對出行行為的干預措施

洛杉磯也曾經試圖改變人的出行行為方式，但是沒有成效。海岸空氣管理區出臺了規制第十五條（Regulation XV）來改變人們的出行行為。例如，上世紀八十年代中期，擁有100名員工（后改為50名）以上的公司應該鼓勵員工不單獨開車來上班。商家、大學和公司都必須拿出計劃和實施方案，并用在公司工作的人數除以車輛數確定目標值。如果公司在市區，周邊公共交通方便，那么目標就會更高一點。如果公司在郊區的話，目標會放低一些。

公司采取不同的方法激勵員工少開汽車、乘坐公交。比如選擇乘公交而不是開車通勤的員工，每月都有一次抽獎得電視機的機會。如果員工乘公交、走路或騎車來上班，就餐時可以不用排隊。真正有效的是公司停止提供免費停車服務，每月收取一兩百美元的停車費。在美國，如果雇主提供免費的停車服務可以獲得減稅，因此很多雇主愿意提供免費停車服務。雇主替雇員支付停車費是一種福利形式，改變雇主提供免費停車位的政策并不受歡迎。規制第十五條降低了空氣污染，但是不受雇主歡迎。商會認為這是政府對商業行為的干涉，并威脅把企業搬到德克薩斯州或內達華州。聯邦政府認為企業必須遵守《空氣質量法》，但可以不用完全遵守加州空氣質量法律，這也造成規制的失效。

2 經濟干預手段

聯邦政府采取很多減少溫室氣體排放、提高能源使用效率的措施，比較有特色的是企業平均油耗標準（CAFE標準）3企業平均油耗標準（Corporate Average Fuel Economy，CAFE標準），就是每年每個汽車企業銷售的所有新車，按銷量的加權平均油耗值不能超過一個最高值。如果車企這一年的平均油耗超過了限值，就需要按全年的總銷量和平均油耗超過限值部分的乘積繳納罰款。2007年增加了新的規定，車企如果當年平均油耗低于限值，可以積攢下點數，在其他超出限值的年份抵用。、加州溫室氣體排放限額與交易計劃、燃油稅、按里程收費等。

2.1 企業平均油耗標準

近二三十年來，美國政府通常采用稅收政策控制石油的使用。耗油量越大的車需要繳納更高的稅，節能型車輛則可以免稅。1973年全球發生石油危機，1975年能源與政策保護法案出臺企業平均油耗標準（CAFE標準），即每個汽車企業每年銷售的所有新車，按銷量的加權平均油耗值不能超過一個最高值。如果車企一年的平均油耗超過了限值，就需要按全年的總銷量和平均油耗超過限值部分的乘積繳納罰款。節能型轎車或重型貨車等汽車類型由廠家自行調節。但輕型卡車成了一個法律漏洞，家庭可以購買皮卡或者廂式面包車來逃避法律的約束。重新制訂的CAFE標準把所有車型都規定在內，要求汽車平均一加侖汽油要行駛54.5英里。這一政策給個人帶來好處，同時也節省了石油燃料的使用，減少了溫室氣體排放。

按照上述計劃，如果希望在未來若干年之內所有汽車都可以達到標準，那么需要生產很多小汽車以替換舊的車輛，才能達到規定的目標。很多汽車制造廠商抱怨政府要求過高，降低了公司的利潤率。毫無疑問的是，通過這些行動和措施可以提高能源利用率，降低溫室氣體的排放。但一些經濟學者認為，如果沒有合適的激勵措施，企業不會主動在達到標準之后繼續努力，應該按照碳排放量收費才會鼓勵創新。按照碳排放量收費會更為有效，但是收費措施在政治上有很大的障礙，可能也會對美國經濟產生消極影響。另外使用節能型車輛后，同樣加侖的汽油可以行駛更多的距離，那么是否會增加人們對汽車的使用？CAFE標準實行這些年，只有5%～10% 的人增加了開車里程，并沒有改變太多，說明政策是可行和有效的。

2.2 加州溫室氣體減排目標與零排放汽車更新計劃

加州每年要排放43000萬噸的溫室氣體，對控制溫室氣體方面表現積極。圖2顯示從2010年開始實施節能減排，目標到2020年降低回落到1990年水平。降低溫室氣體排放意味著能降低空氣污染，需要整合幾種治理辦法并使之有效。

圖2 加州溫室氣體排放（1990—2020）

為了在2050年實現溫室氣體減排目標，監管部門要求超過140萬的零排放汽車上路，2025年將占新車當年銷量的15.4%。到2050年，路上行駛的87%的車都將是完全零排放的車輛。世界上除了加州之外，沒有任何一個國家和地區設定類似的目標。由于車輛充電后行駛距離有限，當購車者要去較遠地方時，政府需要提供免費充電的地方。燃煤發電和水力發電會造成更多的空氣污染。在加州沒有燃煤發電廠，20%的電是從別的州引進，這當中有燃煤發電和非燃煤發電。但是政策規定五年之后，所有加州引進的電必須是清潔能源發電。所有企業都可以拿出計劃交給政府，政府準備了3億資金支持企業的減排行動。當2025年《清潔汽車法案》完全實現時，目標是希望零排放汽車達到20多萬輛，而加州銷售的七分之一新車，約140萬是零排放汽車。這些新型汽車將會減少全州溫室氣體排放總量的34%，可形成霧霾的排放將減少75%。

2.3 加州溫室氣體排放限額與交易計劃

加州規定從2013年到2020年減少16%的溫室氣體排放，并實行排放額度與交易計劃。首先對允許企業排放的溫室氣體設定了限額。該限額適用于360家企業，包括發電廠、制造廠、煉油廠和其他主要排放廠家，這些企業每年排放超過25000噸溫室氣體。加州AB32法案4加州全球變暖解決方案法令，即議會法案32或AB32，概述了國家為減少氣候變化和溫室氣體排放采取的措施。AB32于2006年簽署為法律，于2007年12月獲得空氣資源委員會（ARB）批準，并于2008年12月2日起開始生效。它是“世界首個全面的監管和市場機制方案，旨在實現溫室氣體排放的量化和經濟減排，到2020年將溫室氣體排放量減少到1990年的水平，而到2050年則低于1990年的水平。AB32要求加州經營的水泥廠、電力部門、熱電聯產廠、石油精煉廠、氫氣廠和一般固定燃燒設施需執行溫室氣體排放的強制性報告和核查。規定在2020年前減少汽油和柴油排放廢氣量的10%。為保持不超過限額，企業必須降低排放水平或獲取“許可額度”，每噸額外排放的溫室氣體都需要獲得許可。企業每年可以有四次機會在拍賣會上購買這類許可。排放量低于限額的企業可以向其他企業出售或交易額度。這些交易的錢主要來自污染企業上交的收入。每個企業有一定的免費排放定額，這些配額可以買入賣出，進行自由交易。發電廠等企業需要排放在標準之內。每年的配額在逐年下降，平均每年減少3%，但是每個行業略有區別。所有機構都可以在配額之內免費排放，超出則需要交錢。每年獲得的配額可以存起來，以后再使用。

污染配額變成一種可投資的資源，可以用較低的價格購買，幾年之后價格上漲再出售。溫室氣體不論在美國、中國或非洲排放，都會對整個人類造成影響。如果加州發電廠在別處投資了電廠，那么在別處省下的配額可以在加州使用。2013年11月加州舉行首個碳排放拍賣會，拍賣2013和2015年度碳排放額。政府免費分配90%的碳排放額給企業，不足部分需要企業通過拍賣市場從其他企業或政府購買。拍賣限額所得收入用于減少溫室氣體排放，10%用于不發達地區，25%用于造福弱勢群體。

加州對碳排放的控制走在全美前列，圖3中藍色為加州本地碳交易，橘色為離岸交易額。加州立法機構提出，十年之后交易所得可能達到數十億美元，這筆錢將會用于減少碳排放，例如建設充電樁、補貼節能汽車或修建連接洛杉磯和舊金山、圣地亞哥的鐵路。此外，加州18個城市制定計劃來減少汽車總行駛里程，減少碳排放。要求在公共交通方便的地方建立更多的居民區，同時擴展公共交通覆蓋的范圍。如果房地產開發商選擇公共交通站點附近進行住房開發，那么獲得政府批準的時間將會縮短。

圖3 加州本地碳交易（藍色）與離岸交易額（橘色）

2.4 燃油稅、按里程收費及其他措施

美國一些州際或城際公路是一百年前收費建造的。1910—1920年間，州政府拿出40%～50%預算來修路，但是修路的錢仍然不夠，交通狀況沒有得到改善，因此后來決定使用道路的人要為此付費。州開始建立收費公路，用借款修路，州政府再用收費所得去償還貸款。1918年，俄勒岡州第一個嘗試這種辦法，當時還是人力收費，后來各州紛紛效仿。二十世紀三十年代聯邦政府開始根據“誰受益誰承擔”原則征收燃油稅，加州1925年開始收取燃油稅，1940年美國各州基本上都開征燃油稅。

燃油稅取代了通行費，稅收全部列入美國高速公路信托基金。而全部燃油稅所得都用于高速公路和公共交通設施的修建和維護。因為買車的人越來越多，稅收便越來越多，而用于修路的資金也隨之增加，這是一個良性循環。加油站燃油價格一般是每加侖3美元左右，其中18.4美分是聯邦收取的燃油稅，36美分是加州政府收取的燃油稅。1993年之后，美國聯邦燃油稅一直穩定在每加侖18.4美分的水平。雖然油價上漲，但是燃油稅沒有增加。修建和維護高速公路的成本也在增加，由于沒有增加燃油稅，用于高速公路的基金相比15到20年之前減少了。過去汽車一加侖汽油可行駛12英里，而現在一加侖汽油可行駛50英里。這意味著行駛相同的里程數，所需的燃油在逐漸減少，燃油基金也在減少。為了減少溫室氣體排放，電動車數量也在增加，燃油稅的收入就會更加少。所以，必須要改變目前的交通融資體系。如果選擇提高燃油稅，可以在20年內激勵人們購買電動車，在短期內有效；如果廢除燃油稅，那么政府將不得不在教育、醫療、環境保護等預算中增加一項交通預算。

高承載率車道（High Occupancy Vehicle Lane，HOV）收費方案是另一種創新手段。在現有收費高速公路體系增加新的車道，讓空車支付通行費，而拼車免費。通行費隨需求發生變化。德國是按照車輛行駛里程和重量來進行收費，新西蘭對以柴油為燃料的轎車和卡車進行里程收費，荷蘭也是按照里程收費。

俄勒岡州提出了一種新的收費方法議案，并在2015年7月實施。政府計劃征集5000名駕駛員作為志愿者參與。它將車載GPS與收費系統連接在一起，根據汽車的行駛里程進行收費。俄勒岡州交通運輸部會提供兩個選擇，當行駛在州公路上，可支付每英里1.5美分，或者每消耗30加侖汽油支付30美分的燃料稅。當參加者給車加油時，將退回油價中燃油稅的份額。政府收集數據并進行分析，來決定它是否是一種有效可行的辦法。按里程收費有兩個基本問題需要解決：公眾接收程度低和行政成本高。俄勒岡州和愛荷華大學實驗證明，當司機熟悉按里程收費之后，對政策的支持度增加。

加州的州際公路建成已經有50年了，2.5%的公路里程（45000英里）負擔了四分之一的公路流量。由于沒有足夠資金進行高速公路的維護，路況十分糟糕。80%～90%的人認為政府應該出錢維修高速公路。然而，80%的人不同意提高燃油稅來增加維護高速公路的資金。巧合的是，80%的人也不同意安裝GPS跟蹤里程使其按照行駛里程收費。大多數人也不同意提高過路費。在未來，如果依靠征收燃油稅，用于修建高速公路的資金將會越來越少。

3 結 語

世界各國都在關注溫室氣體的排放問題，但美國作為一個大國，聯邦政府做得還不夠。加州做了很多努力，但也有其局限性，由于汽車在各地行駛，加州只能致力于對本州汽車的相關管理。由于加州已經減少了工業污染，工業活動變得更加節能，所以汽車排放在溫室氣體的產生上占很大的份額。從1990年到2009年，16%的溫室氣體排放增長是交通運輸業造成的，而今天，交通運輸占據了四分之一的美國溫室氣體排放量，以及8%的全球溫室氣體排放量，未來必須要實施一些策略來減少傳統控油污染物和溫室氣體的產生。