環(huán)境學(xué)院吳燁教授團(tuán)隊(duì)合作發(fā)文揭示中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的空氣質(zhì)量和健康效益

清華大學(xué)新聞網(wǎng)10月9日電（通訊員 張少君 梁馨予）清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院吳燁教授團(tuán)隊(duì)于10月8日在《自然》子刊《自然·可持續(xù)發(fā)展》（Nature Sustainability）在線(xiàn)發(fā)表題為《中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的空氣質(zhì)量和健康效益》（Air Quality and Health Benefits from Fleet Electrification in China）的研究長(zhǎng)文，首次系統(tǒng)的揭示了電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展對(duì)中國(guó)及重點(diǎn)區(qū)域城市群的空氣質(zhì)量和人體健康的效益，特別是定量評(píng)估了不同電動(dòng)化情景對(duì)PM_2.5濃度的削減，發(fā)現(xiàn)未來(lái)十年中國(guó)交通電動(dòng)化對(duì)空氣質(zhì)量改善的貨幣化效益將顯著高于其對(duì)溫室氣體減排的貨幣化效益。

以往電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的環(huán)境效益研究主要聚焦在溫室氣體和污染物生命周期排放層面，對(duì)PM_2.5和臭氧（O₃）等二次污染物環(huán)境濃度和污染暴露健康風(fēng)險(xiǎn)影響的認(rèn)識(shí)存在欠缺。本次在《自然·可持續(xù)發(fā)展》發(fā)表的研究，通過(guò)結(jié)合政策目標(biāo)和能耗目標(biāo)為約束，構(gòu)建了2030年中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的基準(zhǔn)電動(dòng)化情景，并針對(duì)電動(dòng)化政策支持度、電動(dòng)車(chē)技術(shù)成熟度和消費(fèi)者接受度設(shè)計(jì)了一系列差異化的電動(dòng)汽車(chē)推廣情景。基于課題組開(kāi)發(fā)的高時(shí)空分辨率的中國(guó)多部門(mén)排放清單，系統(tǒng)評(píng)估了電動(dòng)化導(dǎo)致一次污染物（如VOCs、NOx、SO₂和PM_2.5）排放的部門(mén)和時(shí)空變化，并利用二維揮發(fā)性區(qū)間技術(shù)優(yōu)化的空氣質(zhì)量模型（2D-VBS CMAQ）定量模擬了電動(dòng)車(chē)發(fā)展對(duì)PM_2.5、O₃和NO₂環(huán)境濃度的影響。研究采用權(quán)威的PM_2.5和O₃污染暴露的健康風(fēng)險(xiǎn)響應(yīng)函數(shù)評(píng)估了電動(dòng)汽車(chē)推廣對(duì)人體健康的影響，并根據(jù)統(tǒng)計(jì)壽命價(jià)值（Value of statistical life）和碳排放社會(huì)成本（Social cost of carbon）量化了電動(dòng)汽車(chē)推廣帶來(lái)的健康和氣候效益的貨幣化價(jià)值。

研究發(fā)現(xiàn)推廣電動(dòng)汽車(chē)可以顯著降低關(guān)鍵前體污染物VOCs和NOx排放，這是導(dǎo)致全國(guó)特別是重點(diǎn)區(qū)域（京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角）城市群年均PM_2.5濃度削減的主要因素，電動(dòng)化對(duì)城市人口密集區(qū)域的健康效益顯著。例如，2030年基準(zhǔn)電動(dòng)化情景考慮乘用車(chē)27%電動(dòng)化比例及其他公共車(chē)隊(duì)更高比例的電動(dòng)化，三大重點(diǎn)城市群中PM_2.5年均人口加權(quán)濃度削減可達(dá)0.5 μg/m³，削減比例達(dá)2%~3%（見(jiàn)圖1）；NO₂年均濃度削減比例更高，可達(dá)15%至20%，年均濃度超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)明顯降低；絕大部分地區(qū)O₃重污染季節(jié)（夏季）的日均8小時(shí)最高濃度也得到削減，在北京和廣州削減可達(dá)3 ppb。得益于PM_2.5和O₃污染的顯著改善，2030年基準(zhǔn)電動(dòng)化情景可以避免17456例因空氣污染而產(chǎn)生的過(guò)早死亡（圖2）；其中，PM_2.5濃度削減是死亡率下降的主要貢獻(xiàn)因素，占比近80%。東部三大區(qū)域城市群地區(qū)的健康效益占全國(guó)總效益的37%。進(jìn)一步比較區(qū)域核心城市的市區(qū)和郊區(qū)健康效益的差異，由于交通活動(dòng)及人口分布高度集中在核心城市市區(qū)，電動(dòng)汽車(chē)的推廣將給城市市區(qū)帶來(lái)更顯著的空氣質(zhì)量改善以及健康效益。 

圖1.電動(dòng)汽車(chē)基準(zhǔn)推廣情景對(duì)中國(guó)年均PM_2.5濃度的影響（左）；在機(jī)動(dòng)化比例和人口密度較高的東部三大城市群濃度削減顯著（右）

 圖2.電動(dòng)汽車(chē)推廣帶來(lái)的健康效益主要集中在東部區(qū)域（左）；三大城市群中健康效益主要集中在特大城市（如北京、上海和廣州）市區(qū)（右）

研究發(fā)現(xiàn)2030年基準(zhǔn)電動(dòng)化情景在三大重點(diǎn)城市群可實(shí)現(xiàn)25-38億美元（2015年價(jià)格）的健康收益，是其溫室氣體減排貨幣化效益的5-10倍（圖3）。這表明今后我國(guó)在更科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)鼓勵(lì)電動(dòng)化發(fā)展的政策工具中，應(yīng)當(dāng)充分考慮電動(dòng)汽車(chē)的空氣質(zhì)量效益，并將其納入政策激勵(lì)中。未來(lái)十年，電動(dòng)化的空氣質(zhì)量和健康效益應(yīng)當(dāng)是中國(guó)推動(dòng)綠色低碳交通發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。特別是在2020年電動(dòng)汽車(chē)補(bǔ)貼退坡，具有顯著空氣質(zhì)量效益的核心城市（如北京、上海和深圳等）可考慮根據(jù)電動(dòng)化的健康貨幣化收益制定區(qū)域差異化的地方鼓勵(lì)政策，通過(guò)交通管理和經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼等途徑推動(dòng)當(dāng)?shù)亟煌ㄏ到y(tǒng)的深度清潔化。

圖3. 未來(lái)十年?yáng)|部三大城市群電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的空氣質(zhì)量改善和健康風(fēng)險(xiǎn)降低的貨幣化效益和溫室氣體減排的貨幣化效益

環(huán)境學(xué)院博士研究生梁馨予和張少君助理教授為論文共同第一作者，環(huán)境學(xué)院吳燁教授為通訊作者。本研究得到了國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展研究計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目的支持。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41893-019-0398-8

供稿：環(huán)境學(xué)院

編輯：李華山

審核：周襄楠