中国大城市机动车排放控制20年历程回顾与展望报告

中国大城市机动车排放控制 20年历程回顾与展望 A20RYeetarors’peMcotibvieleaSnoduPrcroesEpmecistisvioenSstuCdoynotrnolinMegacitiesofChina 淸华大学 中国环境科学研究院 2022年12月 关于作者 报告负责人： 吴烨，清华大学环境学院 丁焰，中国环境科学研究院机动车排污监控中心 顾问专家： 中方组长：郝吉明，中国工程院院士/美国国家工程院外籍院士外方组长：MichaelWalsh，国际清洁交通委员会（ICCT）创会主席 研究团队： 清华大学环境学院：吴烨、张少君、吴潇萌、温轶凡、何立强、王韵杰、刘敏 中国环境科学研究院机动车排污监控中心：丁焰、尹航、王军方、马冬北京市生态环境监测中心：刘保献、杨妍妍 上海市环境科学研究院：黄成、胡磬遥、田俊杰深圳市环境科学研究院：颜敏、曾沛 成都市环境保护科学研究院：谭钦文、宋丹林、邓也、周子航交通运输部规划研究院：徐洪磊、吴睿、王人洁、杨道源 北京交通发展研究院：刘莹、何巍楠 国际清洁交通委员会（ICCT）：何卉、杨柳含子、牛天林、崔洪阳 顾问专家组： 中方专家：郝吉明，周伟，贺克斌，贺泓 外方专家：MichaelWalsh,AnumitaRoychowdhury,LeonoraRojas-bracho,LennartErlandsson,JimBlubaugh,SupatWangwongwatana. 执行摘要 致谢： 本研究由清华大学环境学院和中国环境科学研究院机 动车排污监控中心统筹撰写，由能源基金会提供资金 支持。 免责声明 -若无特别声明，报告中陈述的观点仅代表作者个人 意见、不代表能源基金会的观点。能源基金会不保证本报告中信息及数据的准确性，不对任何人使用本报告引起的后果承担责任。 -凡提及某些公司、产品及服务时，并不意味着它们已为能源基金会所认可或推荐、或优于未提及的其他类似公司、产品及服务。 目录 执行摘要00104 01 背景023 上海：坚持公共交通优先战略，推动能源多样化尝试 4.1坚持公共交通优先发展战略 4.2车用能源多样化尝试 085 088 098 0205 中国20年机动车排放控制历程 2.1新车排放标准持续加严 2.2车用油品质量改善 2.3强化在用车监管 2.4新能源汽车推广 029 031 034 039 041 深圳：推广新能源汽车的先锋城市 5.1深圳新能源汽车发展历程 5.2新能源汽车推广的政策及配套体系建设 5.3新能源汽车推广效益评估 109 112 120 130 2.5交通优化措施 04506 2.6代表性大城市社会经济和机动车发展历程概览 052 成都：智能交通大数据系统推动精准管控 6.1成都智能交通系统的建设 6.2基于智能交通大数据的机动车排放控制综合决策系统 139 142 146 036.3精细化的机动车排放管控评估案例 151 北京：“车-油-路”一体化综合控制的先行者 057 07 3.1机动车排放污染综合控制成效显著 3.2基于远程OBD的重型车在线监管 060 074 总结与展望 7.1总结 7.2展望 165 166 172 缩略词表 ASMBEVCOCO2DPFGDPGPSHCHCHOICCTITSLEZLPGNG 稳态加载测试工况方法 纯电动汽车 一氧化碳 二氧化碳 颗粒物捕集装置国民生产总值全球定位系统碳氢化合物 甲醛 清洁交通委员会 智能交通系统 低排放区液化石油气天然气 NMHCNH3NO2NOXO3OBDPAHsPEMSPHEVPM2.5PN RFID SCRVOCs 非甲烷碳氢 氨 二氧化氮氮氧化物臭氧 远程在线车载诊断 多环芳烃 车载排放测试系统 插电式混合动力汽车 细颗粒物颗粒数射频识别 选择性催化还原系统 挥发性有机物 中国大城市机动车排放控制20年历程回顾与展望 10 执行摘要 11 执行摘要 行 执 摘 要 随着社会经济的持续快速发展和城市化进程的不断深化，中国的汽车市场经历了长达30年的高速增长，成为了中国经济奇迹的一个缩影。2009年，中国成为全球汽车新车销量第一的国家；2013年，中国成为全球首个新车销量突破2000万辆的国家；2021年，中国成为全球汽车保有量最大的国家。快速的机动化进程在给国家和人民带来产业发展、社会进步、出行便利等一系列好处的同时，也给空气质量、人群健康、能源安全和气候变化带来了严重的挑战。 早在上世纪90年代中期，中国就已经清醒地意识到今后机动车排放将带来的空气污染问题，并寻求借鉴欧美发达国家先进的控制经验。2000年，中国实施国一轻型车新车排放标准，正式拉开了国家层面系统控制机动车排放的帷幕。20年间，中国实施了逐步加严的新车和油品标准、加强在用车监管、推广新能源汽车和交通管控等一系列措施，构建起“车-油-路”一体化的机动车排放综合控制体系（图1）。目前，中国已全面实施了第六阶段的新车排放标准和油品标准，初步构建了融合多种先进技术手段的实际道路在用监管体系，起步交通运输结构和交通能源结构调整，并已成为新能源汽车推广数量最多的国家。经过20年的努力，中国正逐步缩小与欧美等发达国家在机动车排放控制水平上的差距。 大城市为推动中国的机动车排放控制进程发挥了至关重要的示范和引领作用。由于机动车在城市高速增长、高度聚集和高频使用的特点（图2），大城市的决策者有更强的动力制定更严格的政策措施来减少机动车排放进而改善城市空气质量。同时，城市率先开展的控制实践经验也有助于国家层面的控制政策更快和更有效地实施。例如，北京1997年率先推广无铅汽油，1999年实施轻型汽油车国一排放标准，均在1~2年后被推广至全国范围实施，是“车-油-路”一体化综合控制的先行者（图4），并成为过去20年车-油同步控制的典范；上海率先确立了公共交通优先发展的战略，并积极开展了车用能源多样化的探索和示范应用；深圳成为全球首个公交和出租车队全面电动化的城市，构建了健全的新能源汽车产业布局；成都开发了基于智能交通大数据的机动车排放综合决策系统,实现更精细化的交通排放监管与决策。这些城市结合自身特点开展了各有特色的机动车排放控制实践（图3），在机动车保有量快速增长的同时，均实现了污染物排放的有效控制和削减，即“机动车增长与污染排放的脱钩”（见图5北京示例），有力的支撑了城市空气质量的显著改善。这些实践经验将为其他城市探索绿色低碳的交通发展路径逐步迈向交通零排放提供非常有益的借鉴。 I/M 2014 2020 总年机结动北车京污、染上排海放、控深制圳历和程成的都重四要城经市验以如及下全国：20 1.车油标准同步并轨，保障新车控制持续加严 实施更严格的机动车排放标准来加强新车排放控制是机动车排放控制体系中的核心内容，也是过去20年中国机动车排放控制减排效益的最大贡献者。1999年1月，北京成为中国第一个实施轻型汽油车国一排放标准（相当于欧1排放标准）的城市，此后北京引领全国实施了轻型汽油车和重型柴油车等车型的多个阶段的新车排放标准，为全国持续加严新车排放标准提供了宝贵的经验。2020年，北京先于全国正式实施轻型车与重型车的国六标准，已与世界上最严格法规接轨。新车标准的持续加严，既推动了汽车产业持续的升级换代，也直接加快了庞大车队的整体清洁化进程。 从北京获得的更重要的经验是：只有同步实施油品和车辆标准，才能使新车排放标准的实施获得最大减排效益。北京在1990年代就开始提高油品质量，逐步实现了车用油品的无铅化（1998年）和低硫化（2012年）。在全国由于油品标准滞后而多次推迟新车标准的背景下，北京领先全国实施了第二到第五阶段油品标准，确保了油品标准和新车排放标准的同步实施，为推动全国逐步实现“车油一体化”进程（例如国五阶段的“车油同步”和国六阶段的“三油并轨”）起到了良好的示范作用。在过去20年的北京机动车总减排效益中，车油同步对CO、HC、NOx、PM2.5分别贡献高达了74%、73%、66%、55%的减排量（图6），毫无疑问成为了机动车污染物减排最大的贡献者。 HC CO NOx PM 2.多种先进技术融合，强化在用车排放监管 北京等城市经过20年的实践，初步形成了多技术手段融合的在用车检验方法体系，并建立起常态化的环保监管机制。通过应用更先进的检测技术，以持续改进在用车尾气检测的测试方法，这是北京强化I/M制度的核心举措。1999年，北京修正了双怠速测试方法，对国一新车执行不同的限值标准；2003年开始全面实施更严格的稳态加载测试工况方法（ASM），并随着新车排放标准的加严不断更新在用车排放检测限值。对于在用柴油车，北京于2003年执行加载减速烟度测试法（LugDown），并加严了LugDown测试的烟度排放限值。上述更先进的检测技术方法的实施和检测限值的持续加严，有力的提升了对高排放车的识别能力和检测准确性。 近年来，北京逐步强化对在用车的实际道路排放监管，积极推进先进监管技术的应用和监管平台的建设。先后应用了道路遥感测试、道路车载测试、远程在线车载诊断等一系列的先进监管技术。针对重型柴油车实际道路NOX排放严重超标这一当今国际在用车控制领域的最大挑战，北京制订了原厂加装远程在线车载诊断（OBD）远程排放监控的地方标准和实施条例，提 车企/政府云平台 前实施满足国六标准的OBD加装和数据传输要求，成为全球首个实践OBD联网监管的城市，目前已初步形成了联网十万辆量级的重型在用车排放在线监管平台（图7）。 采用强有力且高效的OBD远程在线监管，使得新京五重型柴油车NOX排放水平比无OBD监控的国五车排放降低了约50~70%，这导致近年来北京重型车队NOX排放持续大幅下降，为北京PM2.5和NO2浓度持续降低做出了重要的贡献。2020年北京柴油货车车队的NOX排放相比2017年削减了43%，超过美国加州柴油车队同期的减排幅度（~37%）。这一成果也实实在在体现在空气质量的改善上，同期北京NO2浓度削减37%，NO2年均浓度已于2019年首次达标。 数据下载 数据上传 OBD远程车载终端 车载传感器 数据分析端 在总结城市在用车监管经验的基础上，国家近年来陆续出台了多项标准法规，形成以排放年检、道路排放抽检、道路车载测试、道路遥感等多种技术手段并存的在用车辆检查与维护体系 （图8）。重型车国六标准提出了重型车OBD远程在线终端的加装（国六a）和实时在线传输（国六b）的要求，凸显了未来OBD监管的重要性。 3.坚持城市公共交通优先战略，推动货运交通结构调整优化 在城市化进程中重塑公共交通体系，鼓励绿色可持续的城市出行模式是城市发展绿色低碳交通系统的根本之策。上海、北京等城市高度重视公共交通体系和慢行交通体系的优化，通过高效、绿色、低碳的交通模式转变应对日益上升的交通出行需求压力。 上海在全国率先确立了“公共交通优先”作为城市交通的核心发展战略，依托城市规划和交通规划制定了一系列发展轨道交通、优化公交线路、鼓励公共交通和慢行交通出行等相关政策措施，结合私人小汽车上牌摇号的限购政策，使上海交通出行结构得到显著优化（图9），交通环境空气质量得到显著改善。截至2020年，上海公共交通出行占比已经提升到47%；轨道交通运营里程超过700公里，较2000年增加了10倍；公交专用道总长500公里，中心城区公交站点300米半径全覆盖；上海千人汽车保有量控制在180辆左右，为国内类似人均GDP大城市的最低水平。机动车的NOX和VOCs排放总量持续下降，中心城区的NO2浓度在2015~2020年间降幅达18%，高值区面积明显缩小（图10）。20年的坚守，上海成功探索出了一条将公共交通优先战略与传统机动车排放综合控制相结合的绿色低碳交通发展路径。 2005 2020 2000 2010 中国货运结构高度依赖公路运输。“打赢蓝天保卫战”和“推动运输结构调整”三年行动计划明确将调整运输结构作为治理柴油货车污染防治攻坚战的关键任务之一。推进