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  • 北京治霾能否少花钱多办事(之二)oi-600

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      北京治霾能否少花钱多办事(之二)毋容置疑,来自公路机动车的内燃机排放尾气,对空气的污染仅次于燃煤。

      北京现在有500多万辆机动车。虽然小汽车在其中占大多数,但采用柴油发动机的货车和大型客车对北京空气的污染,却很有可能远远大于采用汽油发动机的小汽车。

      现在两桶油生产的汽油中硫含量最高为150ppm,不过前几年开始为一些大城市供应硫含量在50ppm以下的汽油,从去年开始,给北京提供的汽油,更是达到了欧盟现行标准——硫含量在10ppm以下。现时北京的新售小汽车,采用的也是与欧盟相同的国五标准,北京市政府也为大量的老旧小汽车更换新车提供补助;这些措施使得北京市小汽车发动机的污染物排放近年来大大降低。

      2005年奥地利联邦能源署公布的研究报告表明:柴油机尾气排放对大气造成的污染远大于汽油机,其中二氧化硫为祸首,另外还有氧化氮、碳氢化合物、炭黑河一氧化碳等有害物质;在奥地利的公路交通中,采用柴油发动机的货车所排放的PM2.5几乎与小汽车相同,而小汽车PM2.5排放的上升则主要是由于柴油发动机在小汽车中所占的比例上升所致。

      柴油中的硫含量对柴油机的污染物排放影响最大,二氧化硫一方面是空气中的有害物质,另一方面会使机动车尾气处理装置中的催化剂中毒,增加氧化氮等有害物质的排放。欧盟在本世纪初即规定车用柴油中硫含量不得超过50ppm。几年前,欧盟绝大部分国家又将车用柴油中的硫含量降至10ppm以下。

      而在中国,柴油机动车对空气污染的影响比发达国家大得多。因为众所周知的原因,长期以来中国的两桶油生产的大部分柴油硫含量在800ppm至2000ppm,是目前欧盟标准的80倍至200倍。直到几年前,才开始生产少量的硫含量在300ppm以下的所谓清洁柴油,供一些大城市的公交车使用,但仍为欧盟的30倍。直到今年年初北京发生严重的霾污染事件后,在国务院的指令下,两桶油现在才开始在炼油厂大规模建设加氢除硫设备。

      北京市有两万多辆公交车,几千辆旅游和单位的大巴,大部分使用柴油机;北京市大量的生产生活用品及用后抛弃的垃圾,包括每年进出口的几百万个集装箱,几千万吨建筑材料、土方和建筑垃圾,绝大部分是用柴油货车拉进拉出的;最具讽刺的是,北京市为减少道路颗粒物以保护大气环境的洒水车,采用的也是严重污染大气的柴油机。还有大量经过北京的公路货车。上述这些每天行驶在北京道路上的大型柴油车辆加在一起,不下十万辆,甚至可能是几十万辆。

      这些柴油大车的单车油耗本来就是小汽车的好几倍,再加上柴油中的硫含量是汽油的几十倍乃至上百倍,由此推算在北京市行驶的柴油车排放的二氧化硫总量肯定远远超过小汽车,尽管前者的数量只有后者的几十分之一。两者的其它污染物排放量之比,我就难以知晓了。

      今年国庆长假期间,还没有进入采暖季,北京市内的小汽车行驶量大幅减少,北京市的大多数工厂休假不上班,北京却出现了严重的雾霾天,这也可以算是对上述分析的一个注脚吧。

      两桶油要建成年产量几千万吨柴油的加氢除硫装置,将所有提供给机动车的柴油中的硫含量降低到10ppm以下得好几年,让北京市内和经过北京市的柴油机动车全部配备国五标准的清洁柴油发动机就更不知要多少年了,肯定是远水解不了近渴,估计在2017年之前没有太大指望。而没有上述这些车辆,北京这么大的城市立即会成为一座死城,人们无法在此生存。

      难道没有又快又省解决柴油机动车污染的办法?在我看来,办法至少有两个:一是提高客货轨道化的比例,二是采用液化或压缩天然气机动车。

      减少汽车造成的污染,各国首选的方法都是大力发展和利用电气化的轨道交通运输工具,这既适用于货运,也适用于客运。电气化轨道交通运输只是在运行时造成的空气流动和所使用的电力在生产时会产生颗粒物,但这与公路交通运输的车辆相比,恐怕相差不止一个数量级。

      在将货运从公路转向铁路方面,北京市现在具备的条件是再好不过了:货运量最大的北京石家庄方向和北京天津方向已经建成了三条高速铁路:京津高铁、京沪高铁和京广高铁,使得这两个方向上既有铁路线路的货运能力增加不止一倍。另外,近年来,中国铁路在高速铁路线大量建成的情况下反而出现了铁路货运量下降的窘境,正千方百计地采取措施希望增加铁路的货运量。

      只要北京在城市的边缘迅速建设起现代化的铁路货站——主要是可在公路和铁路车辆间实现快速换装海运和陆运集装箱的现代化集装箱车站,则大量的公路运输即可转向铁路。一个集装箱车站,在规划和征地工作完成后,建成并实现简易运行仅需要几个月时间。这些车站,本来就是国家规划要建设的,不知是什么原因,一直拖着没有建设。况且这是为中国铁路挣钱的基础设施,其建设费用不应算作北京治理大气污染的成本,且不说一个车站的建设费用也只有几亿元。

      对于汽车客运造成的空气污染,杀手锏是地铁、轻轨和有轨电车等轨道交通。笔者曾经在柏林经历过一次公交大罢工。罢工当天,柏林的空气质量下降得非常明显,满街都是汽车尾气的味道。很明显,开汽车的人多了空气质量就会下降,如有大密度的地铁轻轨和有轨电车,空气质量马上好转。宝马汽车公司的员工,每年都可以折扣价买一辆宝马车,因此大部分员工家里都有两辆宝马车,但在其慕尼黑总部的员工上班时,绝大部分人却不是开宝马车,而是乘用以轨道交通为主的公交系统。

      不过,地铁轻轨造价不菲,北京的轨道客运线路在地下每公里一般需要5亿至10亿元建设成本,若高架也需要3亿元左右。今天的地铁轻轨,最小行车间隔已能达到1分钟,按每列车最大载客量为2000人计算,每小时单方向可运输12万人。按理,如此高价高效的交通系统应该将其运力发挥到极致。但遗憾的是,北京地铁轻轨的最小行车间隔却只能达到2分钟,原因是没有在客流量大的车站采用正确的设计方案。

      记得20世纪90年代我参与深圳地铁一号线的咨询工作时,建议借鉴德国慕尼黑轻轨系统大客流车站的设计模式,在客流量很高且列车无法在站后换轨、因而列车必须在同一轨道上实现乘客上下车的终点站罗湖车站采用一岛两侧的站台设计。

      一岛两侧的站台设计,是指在上下行有两股道的车站设三个站台,下车在两侧站台,上车在中间站台,上下车乘客分流,可大幅度提高上下车速度。在上下车旅客流量特别大的情况下,采用这种设计模式可将地铁轻轨列车的运行间隔时间压缩到1分钟以内。为此那时还算年轻的我与持不同意见的设计人员还大吵了一场。还好,深圳地铁领导最终在罗湖车站采用了一岛两侧的设计方案。

      但国际以及国内地铁车站的一岛两侧设计模式并没有引起北京市交通运输部门的重视。譬如北京地铁5号线,早晚上下班客流量极大。如果列车间隔为1分钟,则客运量可以翻一番,等于建设了两条地铁。但因为在客流繁忙车站没有采用一岛两侧站台的设计,乘客上下车时间过长,使得列车间隔时间无法缩短。其实即便地铁全线建成一岛两侧站台的设计,整条线的总造价也不过增加10%左右,但客流量却可以增加100%。真是遗憾!

      北京的地铁轻轨还正在大规模地扩建阶段。我真诚地向北京市政府建议,学习国际国内的成熟经验,汲取历史教训,对于大客流线路上的大客流车站,站台按一岛两侧设计。因为信号系统可以改进,列车可以改进,唯有车站,太难改了。

      地铁轻轨是长线措施,远水不解近渴。在轨道交通方面,有一种技术可以很快的实施,这就是有轨电车。

      现代化的有轨电车最长已超过50米,最宽可达2.65米,最大载客超过600人。按最短行车时间间隔为2分钟计,每小时单方向可输送近2万名乘客。相对于北京现时的地铁,最大运力是其1/3左右,造价却不到其1/10,而且建设速度很快。在北京的道路上,可以减少一个汽车车道,将其改造成有轨电车专用道,有轨电车专用道的运输能力是汽车道的好几倍。在道路特别拥堵难于设置有轨电车专用道的局部路段,也可以仿照公交专用线,设置在上下班高峰时段作为电车专用线、平时公路机动车允许使用的公路和有轨电车共用车道。

      正在准备建设的北京地铁16号线全长36公里,总投资要360亿元左右。拿同样的投资,就能建设约600公里长的有轨电车线路,超过北京现有地铁线路的总长度。按人公里计算,运输能力相当于未来16号线的3—5倍;而施工周期,连一半都不到。

      现代化有轨电车,噪音低,启动速度快,运行平稳,现代化的低底板技术使得车厢地面比地面仅高200毫米左右,上下车和乘坐都很舒适。在有轨电车减少空气污染的同时,还解决了城市的道路交通拥堵问题,可谓一箭双雕。因此德国所有的大城市和很多中型城市都有有轨电车。

      有轨电车特别适合作为大城市的客运次干线和中小城市的客运主干线。通过有轨电车,可以大大增加一个城市轨道交通的密度,使城市里人们的出行主要依赖轨道交通,而让公共汽车仅仅作为辅助的公交工具。

      在非上下班时段和夜间,有轨电车线路还可用作城市货运,以减少城市内的公路货运运输,减少空气污染。下图就是德国德累斯顿市的有轨电车线路在运行集装箱列车。

      

      迅速解决公路机动车尾气污染的另一个办法,就是大力发展液化或压缩天然气汽车。由于天然气中的硫很容易清洗,现在中国现时各地供应的天然气中,硫含量都非常低;同时天然气在进入发动机时为气体,因此,天然气发动机尾气的污染物比柴油机恐怕低一个数量级都不止。

      国外使用天然气机动车已有多年的历史和经验,中国的许多汽车制造厂都生产天然气货车或大客车,技术上已比较成熟。因此,采取迅速的经济补助和管理规定双管齐下的办法,促使和强迫北京市内及穿过北京的采用柴油发动机的所有货运和客运机动车更换成天然气发动机的机动车,可以在很短的时间内实现。虽然天然气机动车的发动机也可以烧柴油,但从环保的角度不用担心。因为单位热值的天然气比柴油便宜得多,只要有天然气可供,没有司机愿意用柴油的,除非他想把钱往水里扔。而天然气加气站,争着想建设的公司多的是,用不着纳税人出钱。

      当然,机动车油改气一个重要的前提是,必须有大量的天然气能够供机动车使用。每替代1吨柴油,需要约1200立方米天然气。如果将上述北京及通过北京地区的柴油机动车辆耗费的全部柴油用天然气替换,估计每年需要十几亿甚至几十亿立方米的天然气。而中国的天然气匮乏,需要大量进口。

      用天然气替代高硫柴油,这样不仅大量的柴油机动车排气污染物被消除,而且降低了运输业主的燃料成本。给燃煤发电加装更高水平的烟气处理装置产生的二氧化硫、氧化氮、颗粒物很集中,可以用大型多级烟气处理装置将绝大部分污染物截获,成本比煤改气低得多,省下煤改气的天然气用于汽车的油改气。这也正是我在本文的第一部分中不赞成发电煤改气的原因之一。况且中国各个城市都需要天然气来改善空气质量,好钢要用在刀刃上。保护环境,要追求最大的环境和经济效益,避免干花钱多收效低的蠢事。

      上述这两项些措施对北京大气质量改善的效果,比起规定小汽车按单双号行驶,肯定要好得多,且不说后者北京市民带来的巨大经济损失和生活不方便和不舒适,更是无法计量的。

      在交通运输领域中还有被一个绝大多数人忽视了的空气污染源,这就是民航飞机造成的污染。本来,民航飞机的大部分运行时间是在空中,其燃油尾气被分散在大气中,不会产生集中的空气污染,只是在从停机位到跑道这段距离和在跑道上起飞时会在机场排放少量发动尾气。

      但令人不解的是,近年在中国机场出现了一种很奇怪的普遍现象,就是大量的飞机关了机门离开停机位后开动主发动机边走边停等待起飞,有时这种状态会持续几十分钟,甚至可以超过1个小时,经常坐飞机的人肯定对这种现象不陌生,这种情况在北京首都机场尤为严重。每台比小汽车发动机功率大几十甚至上百倍的飞机涡轮机在地面低速运行时会向大气排放多少污染物,百姓们不得而知。只是如果你坐汽车到首都机场乘机,在下车时稍加注意,有时会闻到与柴油发动机和汽油发动机不同的航空发动机尾气的味道。

      我真不明白,这种恶行,浪费宝贵的能源,增加航空公司的成本,降低旅客的旅行舒适度,给大气带来污染,特别是给在停机坪上的工作人员带来明显的健康损害,可谓有百害而无一利,却能在众目睽睽之下,大行其道。

      不过,也许正是我们大家对许多这类污染环境的恶行多年来怯懦的容忍,是北京市污染空气的雾霾发展到今天这种恶劣程度的根本原因。