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以科技創新引領大氣污染防治精準管理
發布(bu)時間：2017-06-28
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從5月下旬開始，北京有幾天臭氧嚴重超標，成為首要大氣污染物。如何應對這種新情況、新問題，在大氣環境治理的不同階段，如何推進科技創新，本報記者為此對賀克斌院士進行了專訪。
對話人：中國工程院院士、清華大學環境學院院長賀克斌
采訪人：本報記者李瑩 實習生白杰
臭氧超(chao)標反映出(chu)大氣(qi)污染治理(li)哪些(xie)新(xin)問題(ti)？
■ 縮小PM2.5和臭氧兩個指標與國家標準要求的差距是關鍵。
中國環境報：5月下旬開始，北京有幾天臭氧嚴重超標，成為首要大氣污染物，人們對臭氧的關注一時間甚至超過了PM2.5。如何認識臭氧污染問題？
賀克斌：臭氧是氮氧化物和揮發性有機物（VOCs）在光照的作用下發生化學反應的產物。對臭氧超標問題我們要有客觀的認識。我國現行的臭氧標準已與美國標準相當。而美國PM2.5標準是12μg/m3，我國目前的PM2.5年日均值標準為35μg/m3，是世界衛生組織最低的一檔的標準。因此，治理臭氧和PM2.5污染都是長期而艱巨的任務。
其實，很多城市較早就在討論治理VOCs的問題，也確實開始采取一些措施治理。但是目前沒有一個城市擁有像治理氮氧化物和二氧化硫那樣的科研和技術儲備，治理VOCs相對困難。VOCs種類廣泛，排放來源包括汽車、各類工業排放、噴涂裝修過程等。各種VOCs化學成分也不同。同時，VOCs并不像二氧化硫，大點源分布和排放占比高，只要控制住煙囪口就能減少總排放量。VOCs的點源有大有小，還有一些工業工程產生無組織的排放點。所以在科學測定、制定標準、技術措施、實施管控措施等方面，都存在一系列問題，治理難度相對較大。
“十二五”期間，氮氧化物首次被納入約束性指標實施總量控制，氮氧化物的排放總量被控制住了，2012年出現下降的拐點。氮氧化物方面，其排放源相對集中，主要體現在燃煤和機動車排放。
目前，VOCs治理跟不上氮氧化物治理的步伐，嚴重滯后。二者減排比例失調以后會強化化學反應過程，引起臭氧濃度的升高。整體上來說，未來的治理方向是加大VOCs治理力度，使它在治霾和治臭氧上都顯現出正向的效果。現在，特別是在重點城市、重點區域，需要盡快開展相關研究和治理工作。
中國環境報：臭氧成為首要污染物，那么，是不是就意味著PM2.5已經得到了有效的控制？如何看待北京近年來的環境質量改善情況？
賀克斌：很多人以為，北京是從2013年北方大部分地區暴發嚴重霧霾以后才開始治理大氣污染的。其實，如果不是北京在過去15年一直采取措施積極治理大氣污染問題，霧霾會比2013年來得更早、更兇。如果沒有這樣的工作基礎，我們現在也根本沒有條件去討論北京PM2.5值的降幅與何時達標問題。聯合國環境規劃署日前發布了《北京空氣污染治理歷程：1998~2013年》評估報告。如果客觀、仔細地分析北京這15年來的空氣質量變化，就會發現，主要空氣污染物濃度一直呈現下降趨勢。
在考察北京空氣質量的同時，也應考慮到社會經濟發展情況。從1998年到2013年，北京市GDP增長了720%，機動車保有量增長了300%，人口增長了77%，能耗增長了70%。作為最大的發展中國家的首都，北京面臨的空氣污染壓力前所未有。同時，北京地處中國北方，其自身及周邊地區大量燒煤，尤其是到了冬季供暖時期更為嚴重。在這種情況下，北京實現了4種污染物的下降，是非常不容易的，在全世界范圍內也很難找到類似的案例。所以說，北京取得的成績是非常值得肯定的。聯合國環境規劃署前執行主任阿希姆·施泰納指出，作為世界上人口最多的國家的首都，北京在快速發展背景下積累的空氣治理經驗絕對值得其他發展中經濟體和新興城市分享。
從污染物濃度下降趨勢來講，我們一直在進步。但是達到大家所期盼的程度還有比較大的差距，還需要繼續努力。特別是PM2.5和臭氧這兩個指標，我們離空氣質量標準的要求還是非常有差距的。大家要保持相對謹慎樂觀的心態，但要充滿信心。
具體而言，北京除PM2.5和臭氧外，其他幾種指標都已經達到或者接近國家空氣質量標準的要求。而后期怎么縮小PM2.5和臭氧這兩個指標與國家空氣質量標準的要求是關鍵。
在PM2.5方面，北京過去15年的PM2.5值呈緩慢下降趨勢。1996年我從哈佛回來，在北京建立了3個觀測站，那時的數據大約年日均值110 μg/m3左右；到2013年下降到90 μg/m3，2015年已下降到80 μg/m3。但距離現行國家標準還有很大差距。
最樂觀估計，京津冀地區經過艱苦努力，在2025年~2030年間，PM2.5有望達標。這是年日均值，并不代表城市完全沒有霧霾，但秋冬季霧霾的次數和強度會明顯減少。我們需要一步一步來。
科(ke)技(ji)在改善(shan)空氣質量中發揮(hui)怎樣的作用？
■ 解決大氣環境問題的根本途徑在于科技創新。
中國環境報：為了實現“十三五”改善環境質量的目標，還有哪些工作要做？
賀克斌：首先，要回顧一下過去十多年來，我們在改善環境質量方面做了哪些工作。可以以北京為例，總結一下過去十多年的經驗。
首先，強化煤的清潔使用，包括大型電廠、中小鍋爐以及民用爐灶。1998年以來，北京市不斷嚴格燃煤鍋爐污染物排放標準，為燃煤設施的置換和改造提供財政補貼，強制推廣低硫煤，加快發展天然氣及電力等清潔能源。
其次，強化機動車污染減排。構建“車—油—路”三位一體的機動車污染控制體系。所謂“車”，是指提高發動機技術水平，促進排放量下降。所謂“油”，是指不斷提升油品質量。所謂“路”，是指不斷完善交通系統。車是流動源，排放的高低取決于車跑起來的狀態。有很多問題需要解決，比如，如何讓交通系統暢通，怎么使各類交通方式的搭配有機合理？還有公共交通比例、軌道交通建設、交通路口管理，以及自行車、行人等系統問題。北京市一直在努力通過各類交通體系的搭配使交通更通暢。
我最近訪問過印度并做技術交流。印度對北京空氣污染治理印象最深的是對機動車采取單雙號限行措施。當地官員告訴我，新德里學習北京搞了15天的單雙號限行，但是污染物濃度不但沒有下降，反而有所上升。實際上，北京治理空氣污染是個系統工程，不是限號這么簡單。只采取其中單一的控制手段，很難達到預期效果。
第三，建立監測系統并充分運用相關數據。要解決好環境問題，要運用各種科學儀器做好監測和分析。以大氣為例，我國在2013年~2015年，建立了1500多個國控點，其中北京就有35個，對包括PM2.5在內的國家標準里的6個參數實施監測，已建設成發展中國家最大的監測網，這在世界歷史上是罕見的。在建立完善的監測網的基礎上，還形成了信息公開、月度排名、領導約談等管理制度。設有1500多個國控點，數據實時更新，公眾隨時能夠獲取信息，并對各城市進行橫向比較。環境保護部每個月都會對此進行排名，排名靠后的城市不僅會受到約談和媒體曝光的壓力，還會給當地招商引資、旅游人氣、房地產市場帶來負面影響。這不僅關系到受約談領導的面子，而且關系到當地經濟發展的里子。在一定程度上，現在的環境管理制度，已經觸及到了關鍵，不再隔靴搔癢。
距離2017年目標的實現還有18個月，要實現“十三五”環境質量改善的目標，首先要確保“大氣十條”目標的實現。
2013年以來全國大氣環境治理效果較明顯。一部分人開始認為，實現目標似乎挺容易的。但是，我們應該清醒地看到，進入污染治理后半程，減排的難度不斷提升。以京津冀地區為例，大點源控制、電煤的清潔利用等相對集中獲得減排量的措施都已實施。剩下的減排工作更為復雜，如中小鍋爐的改造和淘汰，散煤禁燒等。要確保“大氣十條”目標的實現，這些工作需要保質保量完成。這些工作已經觸及我國的能源結構調整，甚至產業結構布局也需要調整。所以說，為確保“十三五”環境質量的根本改善，保證“大氣十條”目標的全面落實，就必須調整能源和產業結構。
從污染物來講，各地一定要下決心實現VOCs排放量的凈減。不僅僅是實施減排措施，即不是簡單統計治理了多少個制藥廠、化工廠，VOCs削減達到多少噸。還應該有技術手段，包括監管手段，能夠保障總排放量確實在下降。要像整治硫氮排放一樣，在重點地區、重點行業開始整治、削減VOCs。只有這樣，才有可能把臭氧和顆粒物的濃度降下來。
同時，“十三五”時期一定要開始整治農業過程的氨排放。應該把氨排放治理和實現氨排放總量的削減，作為未來新農村發展的一個標志性的指標。
總的來說，大氣污染治理難度系數會越來越高，但是也給我們帶來了兩個機遇。第一個機遇是壓力也會變動力。不要把環境問題都當成負擔，而應該看成是發展的推動力。例如，目前全球汽車技術進步的推動力有3個：節能、安全、低排。“低排”也就是降低污染排放。這一個環境因素用好了，能夠倒逼行業技術進步、地區產業升級。第二個機遇體現在科學研究上。我國現在面臨諸多復雜的大氣環境問題，沒有現成的理論與技術成果來支撐對其的解決。如果我們能夠通過科技創新逐步解決目前遇到的這些問題，分析這些過程并與全世界分享，也就是在為世界環境科學的知識庫添磚加瓦。
中國環境報：您剛剛提到，當前我國環境科學研究也面臨機遇，作為科研人員，應在空氣質量改善中發揮怎樣的作用？
賀克斌：要實現空氣質量達標的目標，必須調整產業結構和能源結構，越晚調整越被動。最近實施的包括散煤治理、電代煤等措施都是和能源結構相關。提及能源結構、產業結構，就已經跳出了傳統的環保圈子的范疇。
要破解中國發展過程中的這些難題最終要靠什么？要靠科技創新。為此，清華大學聯合中國科學技術協會和中國國際貿易促進委員會，將于今年12月共同主辦首屆中國生態發展論壇，把科技工作者、企業和區域經濟的發展這幾個要素結合到一起，以生態發展為核心主題進行探討。
中國環境報：習近平總書記日前在全國科技創新大會、兩院院士大會、中國科協第九次全國代表大會上發表重要講話，強調必須堅持走中國特色自主創新道路。您剛剛也強調，要破解中國發展過程中的這些難題，最終要靠科技創新。科技創新面臨哪些問題？您對此有哪些建議？
賀克斌：習近平總書記的重要講話特別指出：“加強科技供給，服務經濟社會發展主戰場。”
事實上，大氣環境問題已經成為今后一個時期影響我國社會經濟持續發展的重大問題。2030年以前我國社會經濟發展面臨大氣環境問題的雙重約束：霾約束——初步解決空氣污染問題，碳約束——履行氣候公約問題。我們最近的研究表明，京津冀要實現霾約束和碳約束雙重目標，必須實現產業結構大幅調整：高耗能工業產量不再增長或者開始下降，重工業占主導位置的模式在2030年之前實現轉型；能源結構進一步清潔化。相比2012年，京津冀地區2030年煤炭占一次能源消費的比例從73.1%下降到 30.7%；末端控制措施全面實施到位，京津冀地區所有燃煤發電實現超低排放；交通污染得到有效控制，如北京節能小汽車比例達到50%以上，電動汽車比例達到35%以上。
解決上述問題的根本途徑在于科技創新。近期需要構建大氣污染精細化應對體系，形成研判—決策—實施—評估—優化的決策支持體系；加強區域一體化的大氣污染監測網絡、動態污染源清單和空氣質量預測預報能力建設；以科技創新引領我國大氣污染防治進入到精準管理的新階段。
中遠期需要構建環境優先的區域和城市發展規劃科學理論與技術方法 ，促進新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化與大氣環境質量改善的同步發展，促進環境優先發展戰略和路線圖的形成和實施，推動環境保護與發展矛盾沖突的根本解決。（轉自：中國環境報）
對話人：中國工程院院士、清華大學環境學院院長賀克斌
采訪人：本報記者李瑩 實習生白杰
臭氧超(chao)標反映出(chu)大氣(qi)污染治理(li)哪些(xie)新(xin)問題(ti)？
■ 縮小PM2.5和臭氧兩個指標與國家標準要求的差距是關鍵。
中國環境報：5月下旬開始，北京有幾天臭氧嚴重超標，成為首要大氣污染物，人們對臭氧的關注一時間甚至超過了PM2.5。如何認識臭氧污染問題？
賀克斌：臭氧是氮氧化物和揮發性有機物（VOCs）在光照的作用下發生化學反應的產物。對臭氧超標問題我們要有客觀的認識。我國現行的臭氧標準已與美國標準相當。而美國PM2.5標準是12μg/m3，我國目前的PM2.5年日均值標準為35μg/m3，是世界衛生組織最低的一檔的標準。因此，治理臭氧和PM2.5污染都是長期而艱巨的任務。
其實，很多城市較早就在討論治理VOCs的問題，也確實開始采取一些措施治理。但是目前沒有一個城市擁有像治理氮氧化物和二氧化硫那樣的科研和技術儲備，治理VOCs相對困難。VOCs種類廣泛，排放來源包括汽車、各類工業排放、噴涂裝修過程等。各種VOCs化學成分也不同。同時，VOCs并不像二氧化硫，大點源分布和排放占比高，只要控制住煙囪口就能減少總排放量。VOCs的點源有大有小，還有一些工業工程產生無組織的排放點。所以在科學測定、制定標準、技術措施、實施管控措施等方面，都存在一系列問題，治理難度相對較大。
“十二五”期間，氮氧化物首次被納入約束性指標實施總量控制，氮氧化物的排放總量被控制住了，2012年出現下降的拐點。氮氧化物方面，其排放源相對集中，主要體現在燃煤和機動車排放。
目前，VOCs治理跟不上氮氧化物治理的步伐，嚴重滯后。二者減排比例失調以后會強化化學反應過程，引起臭氧濃度的升高。整體上來說，未來的治理方向是加大VOCs治理力度，使它在治霾和治臭氧上都顯現出正向的效果。現在，特別是在重點城市、重點區域，需要盡快開展相關研究和治理工作。
中國環境報：臭氧成為首要污染物，那么，是不是就意味著PM2.5已經得到了有效的控制？如何看待北京近年來的環境質量改善情況？
賀克斌：很多人以為，北京是從2013年北方大部分地區暴發嚴重霧霾以后才開始治理大氣污染的。其實，如果不是北京在過去15年一直采取措施積極治理大氣污染問題，霧霾會比2013年來得更早、更兇。如果沒有這樣的工作基礎，我們現在也根本沒有條件去討論北京PM2.5值的降幅與何時達標問題。聯合國環境規劃署日前發布了《北京空氣污染治理歷程：1998~2013年》評估報告。如果客觀、仔細地分析北京這15年來的空氣質量變化，就會發現，主要空氣污染物濃度一直呈現下降趨勢。
在考察北京空氣質量的同時，也應考慮到社會經濟發展情況。從1998年到2013年，北京市GDP增長了720%，機動車保有量增長了300%，人口增長了77%，能耗增長了70%。作為最大的發展中國家的首都，北京面臨的空氣污染壓力前所未有。同時，北京地處中國北方，其自身及周邊地區大量燒煤，尤其是到了冬季供暖時期更為嚴重。在這種情況下，北京實現了4種污染物的下降，是非常不容易的，在全世界范圍內也很難找到類似的案例。所以說，北京取得的成績是非常值得肯定的。聯合國環境規劃署前執行主任阿希姆·施泰納指出，作為世界上人口最多的國家的首都，北京在快速發展背景下積累的空氣治理經驗絕對值得其他發展中經濟體和新興城市分享。
從污染物濃度下降趨勢來講，我們一直在進步。但是達到大家所期盼的程度還有比較大的差距，還需要繼續努力。特別是PM2.5和臭氧這兩個指標，我們離空氣質量標準的要求還是非常有差距的。大家要保持相對謹慎樂觀的心態，但要充滿信心。
具體而言，北京除PM2.5和臭氧外，其他幾種指標都已經達到或者接近國家空氣質量標準的要求。而后期怎么縮小PM2.5和臭氧這兩個指標與國家空氣質量標準的要求是關鍵。
在PM2.5方面，北京過去15年的PM2.5值呈緩慢下降趨勢。1996年我從哈佛回來，在北京建立了3個觀測站，那時的數據大約年日均值110 μg/m3左右；到2013年下降到90 μg/m3，2015年已下降到80 μg/m3。但距離現行國家標準還有很大差距。
最樂觀估計，京津冀地區經過艱苦努力，在2025年~2030年間，PM2.5有望達標。這是年日均值，并不代表城市完全沒有霧霾，但秋冬季霧霾的次數和強度會明顯減少。我們需要一步一步來。
科(ke)技(ji)在改善(shan)空氣質量中發揮(hui)怎樣的作用？
■ 解決大氣環境問題的根本途徑在于科技創新。
中國環境報：為了實現“十三五”改善環境質量的目標，還有哪些工作要做？
賀克斌：首先，要回顧一下過去十多年來，我們在改善環境質量方面做了哪些工作。可以以北京為例，總結一下過去十多年的經驗。
首先，強化煤的清潔使用，包括大型電廠、中小鍋爐以及民用爐灶。1998年以來，北京市不斷嚴格燃煤鍋爐污染物排放標準，為燃煤設施的置換和改造提供財政補貼，強制推廣低硫煤，加快發展天然氣及電力等清潔能源。
其次，強化機動車污染減排。構建“車—油—路”三位一體的機動車污染控制體系。所謂“車”，是指提高發動機技術水平，促進排放量下降。所謂“油”，是指不斷提升油品質量。所謂“路”，是指不斷完善交通系統。車是流動源，排放的高低取決于車跑起來的狀態。有很多問題需要解決，比如，如何讓交通系統暢通，怎么使各類交通方式的搭配有機合理？還有公共交通比例、軌道交通建設、交通路口管理，以及自行車、行人等系統問題。北京市一直在努力通過各類交通體系的搭配使交通更通暢。
我最近訪問過印度并做技術交流。印度對北京空氣污染治理印象最深的是對機動車采取單雙號限行措施。當地官員告訴我，新德里學習北京搞了15天的單雙號限行，但是污染物濃度不但沒有下降，反而有所上升。實際上，北京治理空氣污染是個系統工程，不是限號這么簡單。只采取其中單一的控制手段，很難達到預期效果。
第三，建立監測系統并充分運用相關數據。要解決好環境問題，要運用各種科學儀器做好監測和分析。以大氣為例，我國在2013年~2015年，建立了1500多個國控點，其中北京就有35個，對包括PM2.5在內的國家標準里的6個參數實施監測，已建設成發展中國家最大的監測網，這在世界歷史上是罕見的。在建立完善的監測網的基礎上，還形成了信息公開、月度排名、領導約談等管理制度。設有1500多個國控點，數據實時更新，公眾隨時能夠獲取信息，并對各城市進行橫向比較。環境保護部每個月都會對此進行排名，排名靠后的城市不僅會受到約談和媒體曝光的壓力，還會給當地招商引資、旅游人氣、房地產市場帶來負面影響。這不僅關系到受約談領導的面子，而且關系到當地經濟發展的里子。在一定程度上，現在的環境管理制度，已經觸及到了關鍵，不再隔靴搔癢。
距離2017年目標的實現還有18個月，要實現“十三五”環境質量改善的目標，首先要確保“大氣十條”目標的實現。
2013年以來全國大氣環境治理效果較明顯。一部分人開始認為，實現目標似乎挺容易的。但是，我們應該清醒地看到，進入污染治理后半程，減排的難度不斷提升。以京津冀地區為例，大點源控制、電煤的清潔利用等相對集中獲得減排量的措施都已實施。剩下的減排工作更為復雜，如中小鍋爐的改造和淘汰，散煤禁燒等。要確保“大氣十條”目標的實現，這些工作需要保質保量完成。這些工作已經觸及我國的能源結構調整，甚至產業結構布局也需要調整。所以說，為確保“十三五”環境質量的根本改善，保證“大氣十條”目標的全面落實，就必須調整能源和產業結構。
從污染物來講，各地一定要下決心實現VOCs排放量的凈減。不僅僅是實施減排措施，即不是簡單統計治理了多少個制藥廠、化工廠，VOCs削減達到多少噸。還應該有技術手段，包括監管手段，能夠保障總排放量確實在下降。要像整治硫氮排放一樣，在重點地區、重點行業開始整治、削減VOCs。只有這樣，才有可能把臭氧和顆粒物的濃度降下來。
同時，“十三五”時期一定要開始整治農業過程的氨排放。應該把氨排放治理和實現氨排放總量的削減，作為未來新農村發展的一個標志性的指標。
總的來說，大氣污染治理難度系數會越來越高，但是也給我們帶來了兩個機遇。第一個機遇是壓力也會變動力。不要把環境問題都當成負擔，而應該看成是發展的推動力。例如，目前全球汽車技術進步的推動力有3個：節能、安全、低排。“低排”也就是降低污染排放。這一個環境因素用好了，能夠倒逼行業技術進步、地區產業升級。第二個機遇體現在科學研究上。我國現在面臨諸多復雜的大氣環境問題，沒有現成的理論與技術成果來支撐對其的解決。如果我們能夠通過科技創新逐步解決目前遇到的這些問題，分析這些過程并與全世界分享，也就是在為世界環境科學的知識庫添磚加瓦。
中國環境報：您剛剛提到，當前我國環境科學研究也面臨機遇，作為科研人員，應在空氣質量改善中發揮怎樣的作用？
賀克斌：要實現空氣質量達標的目標，必須調整產業結構和能源結構，越晚調整越被動。最近實施的包括散煤治理、電代煤等措施都是和能源結構相關。提及能源結構、產業結構，就已經跳出了傳統的環保圈子的范疇。
要破解中國發展過程中的這些難題最終要靠什么？要靠科技創新。為此，清華大學聯合中國科學技術協會和中國國際貿易促進委員會，將于今年12月共同主辦首屆中國生態發展論壇，把科技工作者、企業和區域經濟的發展這幾個要素結合到一起，以生態發展為核心主題進行探討。
中國環境報：習近平總書記日前在全國科技創新大會、兩院院士大會、中國科協第九次全國代表大會上發表重要講話，強調必須堅持走中國特色自主創新道路。您剛剛也強調，要破解中國發展過程中的這些難題，最終要靠科技創新。科技創新面臨哪些問題？您對此有哪些建議？
賀克斌：習近平總書記的重要講話特別指出：“加強科技供給，服務經濟社會發展主戰場。”
事實上，大氣環境問題已經成為今后一個時期影響我國社會經濟持續發展的重大問題。2030年以前我國社會經濟發展面臨大氣環境問題的雙重約束：霾約束——初步解決空氣污染問題，碳約束——履行氣候公約問題。我們最近的研究表明，京津冀要實現霾約束和碳約束雙重目標，必須實現產業結構大幅調整：高耗能工業產量不再增長或者開始下降，重工業占主導位置的模式在2030年之前實現轉型；能源結構進一步清潔化。相比2012年，京津冀地區2030年煤炭占一次能源消費的比例從73.1%下降到 30.7%；末端控制措施全面實施到位，京津冀地區所有燃煤發電實現超低排放；交通污染得到有效控制，如北京節能小汽車比例達到50%以上，電動汽車比例達到35%以上。
解決上述問題的根本途徑在于科技創新。近期需要構建大氣污染精細化應對體系，形成研判—決策—實施—評估—優化的決策支持體系；加強區域一體化的大氣污染監測網絡、動態污染源清單和空氣質量預測預報能力建設；以科技創新引領我國大氣污染防治進入到精準管理的新階段。
中遠期需要構建環境優先的區域和城市發展規劃科學理論與技術方法 ，促進新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化與大氣環境質量改善的同步發展，促進環境優先發展戰略和路線圖的形成和實施，推動環境保護與發展矛盾沖突的根本解決。（轉自：中國環境報）
