北京的蓝天是否已成为“新常态”?


作者:侯安德与Lauri Myllyvirta

首都的空气质量正给人们带来不小的惊喜 – 2015年的前5个月,北京的月平均PM2.5浓度为82微克每立方米,相比2013年同期的102微克每立方米和2014年同期的98微克每立方米均有不小的下降。中国政府向污染宣战近两年以来,多数北京居民开始思考:我们是否已经赢得了这场战役,以及北京的“空气末日”已然结束了呢?

资料来源: 保尔森基金会
资料来源: 保尔森基金会

 

北京的蓝天能否成为“新常态”?这是个比较难回答的问题。原因如下:

首先,官方从2013年才开始对北京PM2.5浓度进行监测和公开,因此对于该数据的长期比较是有困难的。这一点是相当重要,因为几天的极好或极差天气也许就会影响整年的数据趋势。例如,2013年和2014年初几个月的重度雾霾天气就拉升了该年读数的整体平均值。因此,正如保尔森基金会的侯安德在其博客中写到的,仅从北京暂时的相对低浓度空气污染很难直接得出长期趋势的判断。

其次,日间及季度空气质量受到风向、湿度、温度和其他因素的影响。例如,绿色和平分析师指出,北风常常使得北京的PM2.5浓度偏低,而其中多大程度上与短期有利的风向和气象相关而非政府的治污措施相关还值得商榷。

风向对北京PM2.5浓度的影响

Effect of Wind Direction on Beijing PM2.5 levels
资料来源: 绿色和平

 

然而我们也可以深入地探讨这些问题并预测一些趋势。

关于历史数据缺失的问题,我们也可以将美国驻华使馆自2008年以来的监测数据作为参照从而建立相对长期的比较(尽管美国驻华使馆仅有一个监测点,而中国政府自2013年以来建立的国控站已达上百个)。这里我们可以看到2015年的状况要比2014年提高了不少:2015年每个月的PM2.5浓度都比2014年同期要低,且截止2015年6月15日的年平均浓度(82微克每立方米)也比过去几年(直至2008年的97微克每立方米)的年平均浓度要低。

美使馆公布的北京PM2.5浓度图

注释:上图中的颜色标注与中国或美国定义的AQI并不相关。数字代表PM2.5浓度,是与AQI不同的概念。资料来源: 保尔森基金会
注释:上图中的颜色标注与中国或美国定义的AQI并不相关。数字代表PM2.5浓度,是与AQI不同的概念。资料来源: 保尔森基金会

 

为了应对关于有利风向和气象因素影响的分析,我们建立了一个关于北京每小时PM2.5浓度的回归分析模型。

气象因素对北京PM2.5影响的回归分析

Regression Forecast for Beijing PM2.5 Adjusting for Weather Factors
​资料来源: 绿色和平

 

在上面的图表中,我们可以看到2015年北京的实际PM2.5水平已经比由于气象因素而调整的空气质量预报大大降低。

换句话说,与往年相比,气象因素一直没能成为一个2015年空气质量改善的显著因素。此外,今年的天气到目前为止既没有风特别大也没有长时间多风,空气也没有更干燥,而这样“幸运”的情况在2009年和2011年同期也发生过。这样看起来2015年开局不错,那么中国其它地区的情况如何呢?并且如果天气原因能很好地解释好空气,哪些才是真正的原因呢?

我们将中国政府发布的2015年和2014年数据做了对比,发现总体上来说全国各地的空气质量都有所改善,但是有一个问题就是改善的分布不均(如下图)。

2014年与2015年PM2.5浓度减小对比图

资料来源: 环保部提供,绿色和平整理
资料来源: 环保部提供,绿色和平整理

 

我们注意到PM2.5浓度减小的地区主要集中在污染较严重的中国北部平原,从河北延伸至山东、江苏等地。相比之下,长江流域的改善幅度较小,且有个别地区甚至出现浓度升高,但是总体来说全国范围内的改善是显而易见的。

对于第二个问题的解答,同时也是最根本的问题,并不那么容易。但是至少有一部分原因是工业生产和煤炭消费的改观。

保尔森基金会在其一份题为《气候变化、空气质量和经济》的报告中详细指出,煤炭消费是PM2.5等污染物排放的罪魁祸首,而众所周知重工业和电力行业会大量耗煤。因此,想要减排PM2.5,降低煤耗和重工业生产应是重中之重。

这正与绿色和平通过数据分析之后得出的结论不谋而合。2015年前四个月,煤炭消费量已经比上年度大幅下降,约为8%,主要原因是电力行业的煤炭消费急剧下降。如下图所示,2015年前四个月中国的大型采煤企业销售一般都与2014年同期持平或有所降低。

主要采煤企业煤炭销售1月至4月对比图

资料来源: 绿色和平
资料来源: 绿色和平

 

与此同时,多数省份的重工业部门已经开始减少产量。钢铁产量(经常被认为是空气污染的罪魁祸首)在2015年前四个月与2014年同期相比已普遍持平或下降。

全国钢铁产量1月至4月对比图

资料来源: 绿色和平
资料来源: 绿色和平

 

这些迹象也许可以说明,空气污染的普遍改善与降低煤耗和工业排放量之间有一些联系。

如果我们挖掘更深层的原因,是什么造成煤耗的降低和工业排放的增长?还是应该感谢中国空气污染防治计划的成功实施?还是更多地要归功于中国经济的结构性变化,这也可能会在全国的重工业部门造成的调整?如果这个假设成立,我们注意到今年第一季度居民和三级用电量同比增长,而重工业用电量持平或有所下降。

总体来说,答案仍不明朗,而且也可能是两者的结合。即使我们不能断定哪方面因素更多的解释了空气质量改善,但是只要这两种趋势继续保持 – 有效地执行中国的空气污染防治计划以及和贯彻中国经济结构调整,我们还可能会看到首都上空更多的蓝天。

最后再提两点。首先,尽管煤炭和重工业在中国前景黯淡,但是将解决空气污染必须以中国简单地放慢其经济增长为代价的论调是站不住脚的。彭博社首席经济学家Tom ORLIK在其最新的研究中指出,中国到2020年相比2014年减排PM2.5水平9%时,仍然可以保持6.5%的年均GDP增长。这里的关键是实施正确的一揽子改革方案。

这里列出一些彭博社的观点:

  1. 经济中心从工业过渡到服务业并重新平衡(业务照常时可减排8%)
  2. 提高能源效率(业务照常时可减排16%)
  3. 减少煤炭的使用(业务照常时可减排6%)
  4. 继续对排放口末端的控制(业务照常时可减排17%)

换句话说,只要改革政策合理,有经济增长和解决环境问题之间并没有矛盾。事实上,彭博社分析师也强调,仅简单地降低产量,而非追求上述改革控制住空气污染,即可以每年GDP增速减缓1.5%的代价达到2020年减排9%的目标。

其次,尽管有所进步,我们还有很长的路要走。 82微克每立方米的PM2.5年平均水平远高于世界卫生组织10微克每立方米的标准,同时是国家“中期目标”35微克立方米的PM2.5年均浓度高度一倍多。空气污染仍然是人们健康的威胁。北京大学2014年的研究表明,中国每年有67万人的死亡与长期暴露与PM2.5的环境中有关。

因此,中国必须继续在这个问题上保持警惕,尽管在某些情况下可能会举步维艰。不过执政者们至少可以稍感安慰的是他们的很多付出是有所回报的。根据北京大学的一项研究,死亡率的下降与减少空气污染的关系实际上是非线性的,事实上是,当PM2.5浓度大量下降时死亡率下降的比例将会更加显著。如果中国将PM2.5浓度由50微克每立方米减少至35微克每立方米,死亡率将下降23%(即15万余人);而如果进一步将其控制在15微克每立方米,死亡率将下降75%(即50余万人)。

总结一下,尽管首都人民正尽情享受一个清澈的2015年,但是中国政府不应该自鸣得意,而应该继续努力治理空气污染以及倡导经济改革。如果这些得以实现,那么北京的蓝天(PM2.5浓度降至10微克每立方米)必将成为常态而非仅仅是个期盼了。

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