廣東省環境科學研究院：珠三角地區空氣質量達到WHO~Ⅲ水平的中長期戰略研究報告[128頁].pdf

1、 珠三角地區空氣質量達到珠三角地區空氣質量達到 WHO-水平水平 的中長期戰略研究的中長期戰略研究 研究報告研究報告 廣東省環境科學研究院廣東省環境科學研究院 2020 年年 4 月月 I 目錄目錄 圖目錄圖目錄 . V 表目錄表目錄 . IX 摘要摘要 . 1 1 1 研究概述研究概述 . 4 1.1 項目背景 . 4 1.2 研究目標 . 5 2 2 珠三角地區空氣質量與珠三角地區空氣質量與 WHOWHO- -IIIIII 水平的差距水平的差距 . 6 2.1 珠三角地區空氣質量水平現狀 . 6 2.2 珠三角區域空氣質量歷史變化趨勢 . 8 2.3 珠三角區域及城市與 WHO-具體目標的

2、差距. 10 2.3.1 我國環境空氣質量標準與 WHO 空氣質量準則的差距 . 10 2.3.2 空氣質量現狀與 WHO-III 目標的差距 . 12 2.3.3 小結 . 13 3 3 本地本地 PMPM2.5 2.5背景濃度及其演變趨勢背景濃度及其演變趨勢 .15 3.1 基于模式情景分析法的區域背景濃度估算方法 . 15 3.2 模型設置與模擬可行性驗證 . 16 3.3 PM2.5背景濃度及其演變趨勢 . 18 4 4 珠三角周邊地區珠三角周邊地區 PMPM2.5 2.5和和 O O3 3的區域傳輸特征的區域傳輸特征 .20 4.1 PM2.5區域傳輸特征 . 20 4.1.1 珠三

3、角 PM2.5區域傳輸路徑 . 20 4.1.2 周邊省份對珠三角 PM2.5的傳輸貢獻 . 21 4.1.3 廣東省內對珠三角 PM2.5的傳輸貢獻 . 22 4.1.4 外部傳輸對珠三角 PM2.5濃度貢獻的變化 . 23 II 4.2 O3區域傳輸特征 . 24 4.2.1 模擬方法及模式設置 . 24 4.2.2 O3來源解析模擬結果 . 25 4.3 小結 . 27 5 5 達到達到 WHOWHO- -IIIIII 水平的地區空氣質量改善經驗及啟示水平的地區空氣質量改善經驗及啟示 .29 5.1 相關地區空氣質量改善歷程 . 29 5.1.1 相關地區 PM2.5改善歷程 . 29

4、5.1.2 相關地區 O3改善歷程 . 31 5.2 典型地區空氣質量改善歷程中結構調整歷程 . 32 5.3 跨區域大氣環境監管經驗 . 35 5.3.1 美國臭氧污染區域防控策略 . 35 5.3.2 國際跨境大氣污染協同防控機制體制經驗 . 38 5.4 美國和加州空氣質量標準的修訂歷程 . 42 5.4.1 美國環境空氣質量標準概述 . 42 5.4.2 美國國家和加州環境空氣質量標準現狀對比 . 43 5.4.3 美國國家和加州環境空氣質量標準制定歷程對比 . 44 5.5 達到 WHO-III 水平地區的空氣質量改善經驗對珠三角的啟示49 6 6 珠三角空氣質量達到珠三角空氣質量達

5、到 WHOWHO- -IIIIII 水平的綜合策略情景研究水平的綜合策略情景研究 .53 6.1 珠三角大氣污染物排放結構分析 . 53 6.1.1 主要大氣污染物排放現狀 . 53 6.1.2 工業制造業排放現狀 . 54 6.2 未來經濟社會發展形勢預測 . 55 6.2.1 經濟發展形勢預測 . 55 6.2.2 人口及城鎮化發展形勢預測 . 57 6.3 未來產業發展定位及結構調整情景 . 59 6.3.1 產業結構現狀 . 59 III 6.3.2 現行政策導向下未來產業發展定位 . 62 6.3.3 產業結構調整情景分析 . 65 6.4 城市交通運輸結構及運作模式的調整情景 .

6、66 6.4.1 珠三角地區交通運輸結構現狀評價 . 67 6.4.2 珠三角地區交通需求預測分析 . 74 6.4.3 交通運輸結構及運作模式的調整情景分析 . 77 6.5 滿足未來工業及交通發展情景的能源供需情景 . 78 6.5.1 珠三角地區一次能源供應與消費現狀 . 79 6.5.2 珠三角地區能源消費與結構調整情景分析 . 82 6.6 珠三角域內污染源排放管控需求及域外聯動的減排情景設置85 6.6.1 珠三角區域內污染源排放管控需求 . 85 6.6.2 珠三角區域外聯動減排情景分析 . 85 6.7 綜合策略情景的構建及可達性分析 . 87 6.7.1 綜合策略情景分析 .

7、 87 6.7.2 達到 WHO-III 目標的推薦情景 . 90 6.7.3 達到 WHO-III 目標情景實現難度分析 . 97 7 7 達致達致 WHOWHO- -目標的健康收益及目標的健康收益及 COCO2 2協同減排效應協同減排效應 .99 7.1 盡早達致 WHO-目標的健康收益評估 . 99 7.1.1 空氣污染改善健康收益評估方法與基礎數據 . 99 7.1.2 珠三角地區空氣質量改善的健康效益 . 102 7.2 達致 WHO-目標的 CO2協同減排效應評估 . 103 7.2.1 二氧化碳排放估算方法 . 104 7.2.2 二氧化碳協同減排量 . 105 8 8 珠三角空

8、氣質量達到珠三角空氣質量達到 WHOWHO- -IIIIII 水平的策略建議水平的策略建議 .108 8.1 保障珠三角空氣質量先行示范的省際協同減排策略 . 108 8.2 大灣區優質空氣質量下生產生活方式轉變策略 . 108 8.2.1 產業結構重大調整方向 . 109 IV 8.2.2 交通出行方式革新路徑 . 110 8.2.3 能源結構大幅轉變策略 . 110 8.3 廣東省污染源嚴格管控治理及聯防聯控策略 . 111 8.3.1 空氣質量地方標準升級策略 . 111 8.3.2 污染源從嚴管控和深度治理策略 . 112 8.3.3 區域及城市聯防聯控策略 . 112 8.3.4 粵

9、港澳大氣污染防控合作策略 . 113 8.4 區域空氣質量分階段改善目標策略 . 113 參考文獻參考文獻. 115 V 圖目錄圖目錄 圖 2- 1 2018 年珠三角區域大氣首要污染物貢獻比例 . 6 圖 2- 2 2014-2018 年全國三大區域 PM2.5（上）和 O3（下）濃度變化趨勢. 8 圖 2- 3 2001 至 2018 年珠三角 SO2年均濃度變化趨勢 . 8 圖 2- 4 2001 至 2018 年珠三角 NO2年均濃度變化趨勢 . 9 圖 2- 5 2001 至 2018 年珠三角 PM10年均濃度變化趨勢 . 9 圖 2- 6 廣東省和珠三角區域 PM2.5年均濃度近

10、四年年均改善率 . 10 圖 2- 7 2006 至 2018 年珠三角區域 O3年均濃度變化 . 10 圖 2- 8 珠三角區域主要污染物與世界衛生組織空氣質量準則中各階段目標 的差距 . 13 圖 3- 1 嵌套模擬區域與污染源情況標記示意圖 . 17 圖 3- 2 2014 年與 2016 年 PM2.5年均濃度的現狀值與背景值 . 18 圖 4- 1 2015 年珠三角肇慶(ZQ)、 從化(CH)、 南沙(NS)、 東莞(DG)、 深圳(SZ)、 荃灣(TW) 6 個站點后向軌跡聚類分析圖（張夏夏，2018） . 21 圖 4- 2 珠三角地區 PM2.5及其主要組分空間來源解析 .

11、22 圖 4- 3 珠三角地區九市間 PM2.5傳輸影響貢獻 . 23 圖 4- 4 2006 和 2015 年排放情景下，本地、珠三角內部和珠三角以外地區對 珠三角 PM2.5的貢獻 . 24 圖 4- 5 O3源解析模擬范圍示意圖 . 25 圖 4- 6 廣東省內區域對珠三角地區 O3貢獻情況 . 26 圖 4- 7 廣東省外區域對珠三角地區 O3貢獻情況 . 26 圖 5- 1 世界部分濃度水平在 2535g/m3的國家和地區 PM2.5改善幅度 . 29 圖 5- 2 東京地區 PM2.5濃度年際變化 . 30 圖 5- 3 舊金山和紐約灣區 PM2.5濃度歷史改善趨勢 . 31 圖

12、5- 4 東京都光化學氧化物年均濃度變化趨勢 . 31 圖 5- 5 日本和韓國 O3-8h 第 90 百分位數變化趨勢 . 32 圖 5- 6 歐美部分國家 O3-8h 第 90 百分位數變化趨勢 . 32 圖 5- 7 舊金山灣區和紐約灣區臭氧最大 8 小時日均值第 4 極大值變化趨勢 . 32 VI 圖 5- 8 2001-2016 年東京人口、GDP 及 PM2.5的變化情況 . 33 圖 5- 9 2001-2016 年東京產業結構及 PM2.5的變化情況 . 34 圖 5- 10 2001-2016 年東京終端能源結構及 PM2.5的變化情況 . 34 圖 5- 11 2001-2

13、016 年機動車保有量和組成及 PM2.5的變化情況 . 35 圖 5- 12 美國東北部地區 NOx 管控分區示意圖 . 36 圖 5- 13 分區減排政策實施效果（以紐約灣區和馬里蘭州為例） . 37 圖 5- 14 針對 NOx 減排的各相關政策開始實施年份及結束年份時間軸 . 37 圖 5- 15 CAIR 政策下部分州 SO2、NOx的排放限額 . 38 圖 5- 16 美國-加拿大跨界大氣污染防控合作框架示意圖 . 39 圖 5- 17 北美自由貿易區跨界大氣污染防控合作框架示意圖 . 40 圖 5- 18 歐盟大氣污染防控合作框架示意圖 . 41 圖 5- 19 空氣質量標準修訂

14、歷程下美國及部分州 PM2.5年均濃度變化 . 48 圖 5- 20 空氣質量標準修訂歷程下美國及加州 O3-8h 第四大值變化 . 49 圖5- 21 珠三角現狀及三大灣區空氣質量處于WHO-III階段時產業結構對比 . 50 圖5- 22 珠三角現狀及其它灣區空氣質量處于WHO-III階段時一次能源消費 結構對比 . 50 圖 6- 1 珠三角主要大氣污染物排放結構現狀 . 54 圖 6- 2 珠三角制造業行業主要大氣污染物排放結構現狀 . 55 圖 6- 3 2000-2018 年珠三角和廣東省地區生產總值變化情況 . 56 圖 6- 4 2000-2018 年珠三角地區生產總值、 人均

15、生產總值和 GDP 增速變化情 況 . 56 圖 6- 5 2000-2018 年珠三角和廣東省人均生產總值對比變化情況 . 57 圖 6- 6 2000-2018 年珠三角年末常住人口變化情況 . 58 圖 6- 7 2000-2018 年珠三角常住人口城鎮化率變化情況 . 59 圖 6- 8 珠三角地區產業結構年際變化 . 60 圖 6- 9 2000-2017 年珠三角地區工業增加值和總產值年際變化 . 61 圖 6- 10 2000-2017 年珠三角地區工業增加值和總產值年際變化 . 61 圖 6- 11 2000-2017 年珠三角地區工業增加值和總產值年際變化 . 62 VII

16、圖 6- 12 2017 年珠三角各行業增加值 . 62 圖 6- 13 1995-2015 年世界主要發達國家第三產業占比（%） . 63 圖 6- 14 珠三角產業規劃布局示意圖 . 64 圖 6- 15 珠三角地區貨運量年際變化 . 67 圖 6- 16 珠三角地區貨物周轉量年際變化 . 68 圖 6- 17 珠三角地區貨物運輸結構的年際變化 . 68 圖 6- 18 珠三角地區客運量年際變化 . 69 圖 6- 19 珠三角地區旅客周轉量年際變化 . 69 圖 6- 20 珠三角地區旅客運輸結構的年際變化 . 70 圖 6- 21 珠三角地區居民機動化出行情況 . 70 圖 6- 22

17、 珠三角地區居民機動化出行結構 . 71 圖 6- 23 珠三角地區歷年機動車保有量情況 . 72 圖 6- 24 2017 年珠三角地區機動車保有量的車型構成 . 72 圖 6- 25 按排放標準階段劃分的珠三角地區機動車保有量構成 . 73 圖 6- 26 按燃料類型劃分的機動車保有量構成 . 73 圖 6- 27 19962009 年部分國家和地區人均 GDP 與千人機動車保有量的關 系 . 76 圖 6- 28 19962010 年部分城市經濟發展與千人機動車保有量的關系 . 76 圖 6- 29 交通運輸情景組成 . 77 圖 6- 30 珠三角地區能源消費量變化趨勢 . 79 圖

18、6- 31 廣東省一次能源供應結構變化趨勢 （上） 和 2017 年珠三角地區一次 能源供應結構（下） . 80 圖 6- 32 2017 年珠三角地區分行業能源消費占比 . 81 圖 6- 33 珠三角地區主要耗能行業能源消費結構 . 82 圖 6- 34 珠三角地區傳統行業典型產品能耗水平 . 83 圖 6- 35 基礎情景（上）和強化情景（下）下珠三角區域外部分省份和地區 主要污染物協同減排量 . 87 圖 6- 36 綜合情景構建和可達性分析的技術路線 . 88 圖 6- 37 本地減排為主的綜合策略情景和強化協同減排的綜合策略情景下珠 VIII 三角區域 2035 年 PM2.5濃度

19、預測 . 89 圖 6- 38 達到 WHO-III 目標推薦情景下主要污染物相較 2017 年的減排比例 以及各領域的減排貢獻 . 90 圖 6- 39 新興產業各行業增加值 2017 年現狀和 2035 年預測結果對比 . 92 圖 6- 40 2035 年珠三角地區主要行業能源消費量預測 . 95 圖 6- 41 2035 年珠三角地區一次能源供應結構分布 . 96 圖 6- 42 2035 年珠三角地區終端能源消費結構分布 . 96 圖 6- 43 2035 年珠三角地區電力供應結構 . 97 圖 7- 1 珠三角地區 WHO-III 達標情景下的貨幣化健康效益 . 103 圖 7-

20、2 珠三角地區能源消耗 CO2排放變化 . 107 IX 表目錄表目錄 表 2- 1 2018 年珠三角主要污染物濃度（g/m3） . 7 表 2- 2 我國空氣質量標準與世界衛生組織空氣質量準則對比 . 11 表 5- 1 美國部分州 PM2.5改善幅度 . 30 表 5- 2 現行美國國家環境空氣質量標準和加州環境空氣質量標準對比 . 44 表 5- 3 美國國家和加州 SO2環境空氣質量標準修訂歷程對比 . 45 表 5- 4 美國國家和加州 NO2環境空氣質量標準修訂歷程對比 . 46 表 5- 5 美國國家和加州 PM10環境空氣質量標準修訂歷程對比 . 46 表 5- 6 美國國家

21、和加州 PM2.5環境空氣質量標準修訂歷程對比 . 47 表 5- 7 美國國家和加州 O3環境空氣質量標準修訂歷程對比 . 48 表 6- 1 已出臺規劃對珠三角 9 市的發展定位 . 64 表 6- 2 未來產業結構升級調整的三種情景 . 66 表 6- 3 珠三角地區民用汽車保有量預測結果 . 76 表 6- 4 未來城市交通運輸結構及運作模式調整的三種情景 . 78 表 6- 5 未來能源供需結構調整的三種情景 . 84 表 6- 6 珠三角地區 2035 年交通運輸結構組成情景 . 93 表 6- 7 珠三角地區 2035 年交通運輸工具電氣化情景 . 93 表 7- 1 健康風險基

22、準發生率主要基礎參數 . 100 表 7- 2 廣東省空氣污染基準風險和暴露-反應關系 . 100 表 7- 3 主要能源利用行業 CO2排放因子估算基礎參數 . 104 表 7- 4 工業生產過程 CO2排放因子 . 105 1 摘要摘要 近年來，珠三角空氣質量逐步改善，空氣質量在全國大氣污染重點防控區域 中率先達到國家空氣質量二級標準要求 （相當于世界衛生組織過渡時期第一階段 （WHO-I）目標） 。隨著大氣污染綜合治理的逐步深化和粵港澳大灣區“宜居宜業 宜游優質生活圈”建設目標的提出，珠三角面臨著持續改善區域空氣質量的新形 勢和新要求，為繼續發揮珠三角地區在國家藍天保衛中的引領示范作用，

23、為全國 各區域持續改善大氣環境質量提供經驗，在能源基金會的資助下，廣東省環境科 學研究院開展了珠三角地區空氣質量達到 WHO-III 水平的中長期戰略研究。 珠三角本地 PM2.5背景濃度的研究表明，必須在本地實施大量減排且聯合周 邊省份和地區進行協同減排的情況下珠三角才有可能實現 WHO-III 目標。達到 WHO-III 水平的國外相關地區空氣質量改善經驗則表明， 在周邊地區空氣質量協 同改善的背景下，結構減排是空氣質量持續改善的重要動力。為此，本研究在對 珠三角未來經濟社會發展的有關規劃進行充分調研， 對發展形勢進行預測和研判 的基礎上，提出珠三角未來產業發展方向及結構調整、城市交通運輸

24、結構及運作 模式調整以及滿足上述情景的能源供需的三類情景， 結合對珠三角區域內污染源 排放管控需求和區域外聯動減排情景的研究，分析了區域綜合改善策略。 情景模擬分析的結果顯示，若以 2035 年作為珠三角達到 WHO-III 水平的目 標年，則屆時在全國各省份 PM2.5年均濃度均降至 35 微克/立方米以下、2017 年 已達標的省份空氣質量持續改善的背景下， 對珠三角傳輸作用較為明顯的省份中， 江西、湖南、安徽等空氣質量尚未達標的省份較 2017 年需減排 25%65%，空氣 質量現狀水平較優的廣西和福建需減排 10%30%；廣東省內非珠三角地區需要 以 2035 年空氣質量達致 20g/

25、m3為目標，主要污染物較 2017 年減排 2030%， 其中重點區域為粵北和粵東。珠三角地區則需以加快空氣質量改善為目標，采取 變革性的結構調整措施，通過不斷提升新興行業在本地產業結構中的占比、推動 交通結構不斷向低能耗低排放運輸方式轉變、 加快能源結構不斷向無煤化電氣化 方向調整、 以及實施強有力的末端治理減排等手段， 實現 SO2、 NOx、 PM 和 VOCs 2 等主要污染物較 2017 年減排 41%77%。 為實現上述減排量， 珠三角地區需要通過強有力的手段全面推動生產生活方 式的轉變，其中 PM、VOCs 和 NH3三種污染物減排主要來自于產業結構調整， 貢獻占比 50%以上，

26、NOx 和 SO2減排則主要來自于交通結構調整和能源結構調 整。具體的推薦策略如下： （1）建成以戰略性新興產業、先進制造業為主體，現代服務業相配套的現 代產業體系，到 2035 年第三產業的比重提升至 68%（比 2017 年提升 11 個百分 點） ，信息技術、生物醫藥、高端裝備制造等新興行業工業增加值的占比進一步 提高 3035 個百分點，提升至 95%以上，除個別工藝先進、節能環保水平高的優 質企業外，水泥、陶瓷、玻璃等建材行業、造紙、鋼鐵等基本從珠三角地區淘汰 退出。 （2）大宗貨物運輸大幅向“公轉鐵、公轉水”方向轉移，至 2035 年公路貨運 量分擔率由 2017 年的 69%降至

27、 52%；城際旅客出行“公轉鐵”發展方向，至 2035 年城際旅客出行選擇鐵路的比例由 2017 年的 24%快速提升至 50%；城市居民綠 色出行習慣基本養成，公共交通機動化出行占比不斷提升并達至國際先進水平， 至 2035 年城市居民日常出行選擇公共交通的比例提升至 70%以上。 （3）工業領域煤炭用量應進一步減少，爭取 2035 年煤炭消費 100%用于發 電或集中供熱，工業行業全面實現天然氣化和電氣化；交通運輸工具電氣化水平 迅速提升，至 2035 年鐵路機車、公交車和出租車全部實現電動化，私人小汽車 的電動化率達到 60%； 在現在電力發展規劃的基礎上， 進一步加快燃煤電廠退役 步驟，在 2035 年之前，將燃煤電廠發電量占比降至 6%左右。 在上述綜合策略情景下珠三角區域 PM