文献阅读 | 全球11个主要汽车市场柴油相关NOx过量排放的影响和减排收益

题目

Impacts and mitigation of excess diesel-related NOx emissions in 11 major vehicle markets

作者

Susan C. anenberg, Joshua miller, Ray minjares, Li Du, Daven K. Henze, Forrest Lacey, Christopher S. malley, Lisa Emberson, Vicente Franco, Zbigniew Klimont & Chris Heyes

期刊

Nature

时间

2017年

一作

单位

Environmental Health Analytics LLC, Washington DC, USA

链接

https://www.nature.com/articles/nature22086

研究内容

为了减少空气污染物排放、改善人群健康，全球主要汽车市场都开始实施严格的汽车尾气排放标准。但是由于轻型和重型汽车实验室排放测试存在缺陷，使得符合Euro 4/IV和Euro 5/V标准的汽车实际行驶的NOx排放强度往往超过实验室测试水平。超过标准的污染物排放，对人群健康、作物生产和其他社会经济方面都带来了不利影响。为了解决这个问题，美国和欧盟市场都在制定更严格的排放标准，而Euro 6/VI标准也致力于使现实行驶过程中柴油车NOx排放与排放测试保持一致。

此研究针对占据柴油车销量80%的全球11个主要汽车市场，构建了详细的NOx现实排放清单，通过设置不同的排放情景，结合全球化学运输模型(Global chemical transport modelling)、健康模型、作物模型和气候模型来评估柴油NOx排放带来的损害和未来执行严格标准带来的收益。文中所设置的五个情景如下：①汽车市场采用现有排放标准情景（Baseline）、②采取现有标准且无过量NOx排放情景（Limits）、③ 执行更加严格的Euro 6/VI排放标准情景（Euro 6/VI）、④执行Euro 6标准+现实与测试排放差距缩小（利用RDE项目，缩小执行Euro 6/VI排放标准后的现实排放和测试排放量差距，即Strong RDE情景）情景和⑤下一代排放标准情景（NextGen）。

研究发现

通过构建真实世界的NOx排放清单，该研究发现，2015年全球11个主要汽车市场道路排放的过量NOx（即Baseline与Limit情景下NOx总排放量的差距）达到了460万吨，其中75%来自重型汽车（图1）。研究估计，在Euro 4和Euro 6标准下，由于存在过量NOx排放的问题，真实的NOx排放量分别是相应标准的3.2和5.7倍。这表明，现实世界的NOx排放量确实与标准限制和实验室测试结果有较大差距，这一问题应得到重视。

更严格的排放标准也将有助于减少NOx排放量。情景分析表明，若实行更加严格的Euro 6/VI排放标准，重型汽车的NOx排放到2040年将减少80-90%；而如果实施下一代排放标准（NextGen），几乎所有的汽车NOx排放都将被避免。

图1  不同情景下的NOx排放量及“过量排放”的车型、地区分布

过量NOx排放已经导致了严重的健康影响，减少过量NOx排放则能够显著减少健康损失。空气质量和健康影响评估表明，在2015年，过量NOx排放导致 PM2.5和O3浓度增加，并在全球范围内造成了3.8万人的过早死亡和62.5万年的生命损失——其中超过80%发生在中国、印度和欧盟地区，且80%是由于PM2.5的增加而引起。若实施Euro 6/VI排放标准，到2040年，全球范围内PM2.5和O3浓度都将明显下降（图2），可避免10.4万人因PM2.5和O3污染而过早死亡；而实施下一代排放标准则共可避免17.4万人过早死亡（图3）。

图2  不同情景下全球PM2.5和O3浓度变化

图3  PM2.5和O3相关过早死亡人数

过量NOx排放引起的更严重的空气污染也对粮食生产造成影响。在欧盟28国中，2015年过量NOx排放会导致O3相关粮食损失0.2%-0.3%（以2000年的生产力水。平计算，为19-35万吨）。与基准情景相比，到2040年，执行下一代排放标准将避免1%-2%的小麦、玉米和巴西大豆减产（图4）。

图4  不同情景和地区O3相关粮食损失

对于全球气候影响，过量的NOx排放会通过生成硝酸盐气溶胶等途经，带来负的辐射强迫。而削减过量NOx排放引起的气溶胶、甲烷和臭氧的变化可能会导致轻微的净气候变暖（图5）；不过这种影响这很可能会被执行Euro 6/VI排放标准后黑碳排放量减少所抵消，使得更严格的政策在气候影响方面仍然是积极的。

图5  NOx排放变化导致的辐射强迫变化

编辑：陆潘涛

排版：胡卉然

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