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雾霾治理分析报告
2016-2017年雾霾治理分析报告
2017年1月出版
正文目录
图表目录
数据证明“霾”态在改善:
北京市过去三年(2014-2016年)平均PM2.5浓度分别是85,80和73微克/立方米,按照《大气污染防治行动计划》目标,2017年细颗粒物年均浓度需控制在60微克/立方米左右,从数据上看,空气质量整体确实在改善。
其中,上海和广州改善的较为明显,2016年全年的平均数据分别是45和36微克/立方米。
但反观河北,石家庄2016年却不降反升,PM2.5平均浓度由88上升至98微克/立方米,主要原因是2016年11月和12月出现连续爆表天气,尤其是12月份平均浓度达到276,单月浓度创2014年以后最高(其次为2014年1月,212微克/立方米)。
从雾霾天数上看,北京、上海和广州从2014年后雾霾天数均在持续减少,广州2016年全年没有出现重雾霾天气。
但石家庄在雾霾总天数减少的情况下,重雾霾“爆表”天数却在增加,形成更恶劣的直观感受。
难点在冬季,冬季污染治理边际改善效果不明显:
事实上,从数据看最近三年每年减少的雾霾和重雾霾的天数主要集中在3-10月份,但冬季(1-2月,11-12月)并未呈现减少的趋势,污染状况基本没有改善,这说明现有的治理措施,在冬季难以奏效,华北地区供暖新增的30%的大气污染物导致原有的系列减排措施阶段性的失效,叠加静稳气象条件极易产生极端雾霾天气,最近两年的11月和12月有1/3的时间是处于的重度污染之中,爆表的天气加重人为的感受。
在目前的污染强度的基础上,出现极端重污染天气的概率基本等于持续性的稳态气流出现的频率,几乎不可避免。
因此总结冬季重霾的原因,在污染基数更高的冬季,现有治理带来的边际改善甚微,难以短期实现较大程度的改观,在空气质量整体改善的趋势下冬季压力将长期存在。
任重道远:
治理的不达预期有望推动投资的超预期:
雾霾的最终消除必然是一个长期的过程,但“治标”与“治本”的措施还是有迹可循的。
短期看,受冬季治霾效果不佳影响,未来2-3个月政策加码的概率在加大,两个点值得关注:
1)监管更严,治理升级,排污企业的整改需求、智慧环保等环保投资有望在短期实现新一轮增长,2)未来几年“霾”成常态的预期加强,在一些重点区域有望推动新风系统、空气净化器的集中采购,长期看,关注能源结构调整,节能、煤的清洁利用、清洁能源的利用等机会。
1、肯定成果:
“霾”态在改善
进入十二月后,雾霾污染再次成为热议话题,民众的直观感受是雾霾在加重。
为探究其真实结果,分析了近几年的数据。
从最近三年全国的PM2.5的月度数据看,京津冀地区最高,PM2.5的浓度在50-150μg/m3之间;而珠三角地区相对较低,一般在20-50μg/m3之间;长三角地区居于两者之间。
从时间维度看,每年的10月份至第二年3月份,华北地区的PM2.5浓度飙升,浓度达到其他月份的2倍以上,这个时间段与我国北方的集中供暖季基本吻合;而长三角地区的PM2.5的浓度的峰值时间与京津冀地区基本吻合或略有滞后,很可能是受北方雾霾“南下”的影响;而珠三角地区浓度的季节性变化则相对不太显著。
图表1:
2014年1月-2016年11月全国及重点区域月平均PM2.5浓度(μg/m3)
1.1、几大城市整体空气质量向好
选取京津冀、珠三角和长三角地区四个代表性城市,北京、上海和广州的空气整体质量在改善,石家庄2016年有所恶化。
过去三年(2014-2016年)北京市平均PM2.5浓度分别是85,80和73微克/立方米,根据《大气污染防治行动计划》,北京市2017年的目标是细颗粒物年均浓度需控制在60微克/立方米左右,空气质量整体确实在改善,但趋势低于预期,完成目标2017年需同比下降18%。
上海和广州则改善的较为明显,2016年全年的平均数据分别是45和36微克/立方米。
但石家庄2016年却不降反升,PM2.5平均浓度由88上升至98微克/立方米,主要原因是2016年11月和12月出现连续爆表天气,尤其是12月份平均浓度达到276,单月浓度创2014年以后最高(其次为2014年1月,212微克/立方米)。
图表2:
2014年1月-2016年11月主要城市月平均PM2.5浓度(μg/m3)
图表3:
主要城市年平均PM2.5浓度变化(μg/m3)
1.2、雾霾趋势在改善
空气污染指数等级一共分为六种:
优、良、轻度污染、中度污染、重度污染和严重污染,一般轻度污染即可形成雾霾的直观感受,而“爆表”均发生在严重污染的情况下。
因此统计污染总天数基本可以反映一个城市全年出现雾霾的天数,而重度和严重污染天数基本可反映重雾霾(包括“爆表”)的天数。
从统计结果来看,多个地区的大气治理取得了一定的效果,发生雾霾的天数在减少。
北京、上海和广州从2014年后雾霾天数均在持续减少,广州2016年全年没有出现重雾霾天气。
但石家庄在雾霾总天数减少的情况下,重雾霾“爆表”天数却在增加,形成更恶劣的直观感受。
图表4:
2014-2016年四大城市污染总天数逐年下降
图表5:
2013年12月-2016年12月北京市污染天数统计
图表6:
2013年12月-2016年12月石家庄市污染天数统计
图表7:
2013年12月-2016年12月上海市污染天数统计
图表8:
2013年12月-2016年12月广州市污染天数统计
1.3、燃煤和汽车尾气是雾霾形成的主因
分析发现,燃煤、机动车排放、工业排放、扬尘和周边输送等是城市雾霾或PM2.5的污染源。
图表9:
北京PM2.5污染源
就拿雾霾最严重的华北地区来说吧,2014年,除北京和天津市外,华北地区消耗的能源90%是煤炭;每年平均燃煤4亿吨,约占全国的1/10、全世界的1/20。
此外,京津冀也是钢铁、水泥、发电、化工等排放大户集中区,诸多因素叠加在一起,一旦遇到不利的天气条件,极易出现污染严重的雾霾天气。
北京市环保局的数据显示,2015年全市的燃煤消耗量约1300万吨,其中常年运行的发电和工业生产消耗是440万吨,剩下的860万吨都被用于冬季供暖,且有一半是被城乡结合部和农村地区的平房居民散煤消耗掉。
每到冬季,在北方地区的农村,每家每户的取暖点起来后,未经任何污染物控制的煤烟排向大气,污染物排放浓度何止发电厂的几百倍,上千倍,不发生雾霾是不可能的。
河北省一年烧掉的散煤超过3000万吨,排放未经任何处理,相当于燃煤电厂消耗15亿吨煤的排放总量。
燃煤电厂的减排技术已经成熟,关键是抓投资、抓落实;然而,只抓电力,不抓钢铁、发电、建材、化工、民用等其他近50%的非发电用煤是没用的。
实际上,国家对工业燃煤并非放任自如,也制定了相应的排放标准,只是远远低于火电厂的排放标准,而且往往执行不力。
“相对于火电来说,冶金、化工、钢铁等工业燃煤的排放标准要低很多。
”
根据环保部对钢铁企业进行的全面大排查显示,70%以上都存在超标排污的问题,尤其是一些钢铁企业根本就没有污染治理设施。
1.4、难点在冬季,季节性的雾霾改善不明显
2014年至今北京市共出现10次连续重度及严重污染天数超过3天的情况,其中2014年5次,2015年2次,2016年至今共出现3次,出现的频率上2015年以后并未增加。
但感官上空气质量出现大幅恶化最重要的原因是2016年12月17日至2017年1月7日大约20天时间里,北京市一共出现14天的重雾霾,其中12月17日-21日5天,12月30日至1月7日已连续长达9天,这也是2014年至今出现的持续时间最长的一次重污染现象。
图表10:
北京市2014年至今连续重度及严重污染天数统计
最近三年每年减少的雾霾和重雾霾的天数主要集中在3-10月份,但从PM2.5的平均浓度、雾霾和重雾霾天数的比例的数据来看,冬季(1-2月,11-12月)并未呈现减少的趋势,污染状况基本没有改善,反映在趋势图上呈现典型的“W型”:
PM2.5两头高,中间低(冬季显著高于其他月份)。
冬季供暖叠加静稳气象条件极易产生雾霾,2015和2016年11月当月重度及严重污染天数比例约为20%,12月的比例更是接近40%,也就是说,在60天的时间里有1/3的时间是处于AQI>200(可近似理解为PM2.5>200)的重度污染之中,爆表的天气加重人为的感受。
图表11:
北京市月平均PM2.5浓度及当月污染、重度及严重污染天数比例
2、冬季污染治理边际改善效果不明显
2.1、冬季供暖加剧了污染物的排放
我国的污染物排放总量非常高,包括“大气十条”在内的一系列的大气治理政策措施均是在此基础上制定的,而主要污染排放在北方又是不争的事实。
在京津冀周边地区(北京、天津、河北、山西、山东、河南)国土面积占全国7.2%,消耗了全国33%的煤炭,单位面积排放强度是全国平均水平的4倍左右,6省市涉气排放主要产品产量基本上占全国的30%到40%:
钢铁产量3.4亿吨,占
全国43%;焦炭产量2.1亿吨,占全国47%;平板玻璃产量1200万吨,占全国33%;水泥产量4.6亿吨,占全国19%。
还有排放氮氧化物的一些化工产业,比如原料药产量占全国60%,农药产业占40%左右。
此外,煤电占27%,原油加工占26%,机动车保有量占28%。
进入冬季后,华北地区进入供暖期成为又一大污染贡献,同时供暖减排效果很差:
(1)京津冀地区热电联产程度低,管网建设不足,城市集中供热基础设施比较差;
(2)小的燃煤锅炉的环保设施装备水平差,运行管理水平较低,经济条件上又无法安装高效的脱硫脱硝除尘设施,其污染物排放浓度往往是大电厂的数十倍以上;
(3)农村散煤问题,全国大约有2亿吨散煤,京津冀占了20%,散煤燃烧的产生的大气污染物排放量是电煤的10倍以上。
因此在原有的高排放总量的基础上,华北地区冬季供暖大约会增加30%左右额外的污染物排放量,这部分污染物的排放会导致原有的系列减排措施阶段性的失效。
2.2、冬季的气候条件限制了雾霾的扩散
雾霾形成的最佳气候因素是高湿、低风:
高湿度增加了空气中颗粒物的沉降性,有利于PM2.5的生成,而低风则限制了污染物的扩散。
在半数时间风力强度在一级以上且湿度较低的2014年12月,月平均PM2.5仅为57.8,重雾霾天数远少于历史同期水平;2015和2016年则属于极端的低风高湿天气,一方面极易出现连续性的重雾霾天气,甚至出现污染“爆表“的情况。
而2016年
12月22日2级以上的风力即结束了持续了12月初数十日的低风、重霾天气。
图表12:
2014-2016年12月北京风力及湿度统计
图表13:
2014年12月北京气象条件
图表14:
2015年12月北京气象条件
图表15:
2016年12月北京气象条件
2.3、极端重污染天气为概率事件,不可避免
污染强度和气流条件是形成极端重污染天气的两个重要的因素,但是在华北的冬季,由于污染物排放总量增加了30%,减排效果不显著,空气中本底的污染物浓度稳定处于全年中最高的阶段,环境的自净能力的边际效益在减弱,污染强度基本可认为是一个确定性的因素,因此唯一的变量来自于气流条件。
在雾霾形成的初期,PM2.5浓度开始富集,随着持续稳态气流条件的出现,煤炭燃烧、汽车尾气等排放的源源不断的大气污染物会与空气中已有的污染物进行二次化学反应,如果在气流条件并无改善的情况下,则“恶性循环“即形成:
PM2.5浓度持续升高,甚至出现”爆表“的情况,空气污染物的毒性也随之增加,形成极端的重污染天气。
这也是为何只有在风来的情况下雾霾天气才会得到缓解。
在现有的污染强度的基础上,出现极端重污染天气的概率基本等于持续性的稳态气流出现的频率,几乎不可避免。
但气象条件毕竟是不可控的因素,因此节能减排是未来降低极端天气出现的概率的最重要的因素。
图表16:
北京本地APEC及阅兵大气治理临时措施对PM2.5浓度消减贡献率
3、任重道远:
治理的不达预期有望推动投资的超预期
持续性的重雾霾灾害天气已使得公众对于雾霾认知的常态化,雾霾的最终消除必然是一个长期的过程,但“治标”与“治本”的措施还是有迹可循的。
短期看,有两点值得关注:
3.1、监管更严,治理升级
从2016年7月起已经开展了两批环保督查工作,中央环保督察组已
进驻全国多个省市,环保部对于重点污染源已实现在线监测,且污染物排放达标率已超过90%,而加强对小、散工业污染源的监管和处罚会是下一阶段整治的重点。
与电厂的排放标准相比,水泥、钢铁、焦炭等行业的大气污染物排放标准显得太过粗放,在某些污染特别严重区域存在提标的可能性和必要性。
短期内有望带来新一轮大气污染治理的投资,同时超低排放改造的订单的落地速度将进一步加快,将有利于第三方治理和运维市场的进一步打开,利好清新环境;中小企业进一步纳入监管体系将利好在线监测及智慧环保领域,推荐雪迪龙,聚光科技。
3.2、未来几年“霾”成常态的预期在加强,应急的手段仍然很有必要
北京已部署中小学幼儿园安装空气净化设备试点,而天津等地的呼声也很高。
空气净化器已不再能满足所有人的生活需求,在一些严重污染的区域,新风系统正在快速地经历“商用”转“民用”。
从需求的角度出发,有别于传统的环保设备,新风系统在特定区域有着家电的属性,市场空间巨大,利好新风系统的生产和相关配件厂商,建议关注金海环境。
长期看,一次能源中煤炭的超高比例仍然是我国大气污染物排放量居高不下最重要的因素,能源结构调整会是长期趋势,“煤改气”会向全国辐射,节能、煤的清洁利用的领域也存在机会,而光伏、风电等清洁能源也会是长期发展的趋势。
4、雾霾经济
4.1、雾霾经济含义
雾霾,顾名思义是雾和霾,本文所指主要是霾。
空气中的灰尘、硫酸、硝酸等颗粒物组成的气溶胶系统造成视觉障碍的叫霾。
雾霾会对人构成肉体和精神的双重伤害。
其中,对儿童的伤害不可逆,会给孩子造成终身影响。
从经济学角度观察,雾霾是能源使用者转嫁造霾成本的结果。
简单的说,就是能源使用者将能源清洁费用转变成了利润,而将治污成本向下转嫁给了社会。
能源使用者获得的超额利润,就是老百姓的医药费和老百姓提供的治污纳税。
今年入冬以来,很多城市出现雾霾,除了北京、济南等北方城市,杭州、成都等空气一直不错的城市也未能幸免于难,戴口罩已经成为很多人出行的标配。
雾霾天气频现,“雾霾经济学”俨然成为热门话题,口罩、空气净化器、外卖、清肺食品都因为雾霾而订单数量剧增。
2013年之前,中国生产口罩的企业约有500家左右,目前增长到近1000家,预计每年生产各防护类口罩约6亿只左右。
2016年12月月,雾霾红色预警发布5天内,京东商城售出逾1500万只口罩,同比增超380%,日均逾300万只;售出11万台空气净化器,同比增超210%;PM2.5检测仪销量同比增超105%。
美国某品牌口罩,一盒5只售价60元,据说是采用最新纳米生物材料制成,可以防止雾气水气渗入,戴上不憋闷,还可有效阻挡95%以上的PM2.5。
“最高纪录一天卖出600多只,最近断货了。
”
网上统计数据显示,2012年我国空气净化器市场品牌才56个;到2015年底,空气净化器品牌多达近700个。
2014年,我国的空气净化器市场规模约为100亿元,预计今年,空气净化器的零售量和零售额将达588万台、140亿元。
污染拉动“经济热点”,不过是剜肉补疮,因污染带来的商机以后还是越少越好。
4.2、雾霾影响社会的方方面面
雾霾会影响一些行业的生产经营活动,以光伏产业为例,据中科院上海微系统所的光伏系统实证研究平台的数据,雾霾让太阳能光伏发电量大为减少。
2013年12月4日,晴天,系统显示光伏系统的日发电有效小时数为2.79小时;12月6日,重度污染,PM2.5值超过600,其日发电有效小时数仅为0.7小时,降低了约80%。
由于雾霾的产生与中国的产业结构密不可分,治理雾霾、调整产业结构,也会给一些地方带来经济影响。
有分析指出,2014年2月21日至2月26日京津冀地区持续6天的重污染天气中,仅石家庄就对2025家企业进行了关、停、限和压减发电,146座露天矿山和35座地下矿山全部关停,所有的采砂场也全部关停,直接经济损失达到了60.3亿元。
图表17:
交通运输业深受雾霾困扰
在雾霾天气,能见度不足,高速公路无法通行,飞机无法起飞,这大大影响了人们的出行,也给交通运输业带来巨大的损失。
北京大学环境科学与工程学院的一份研究报告显示,2013年1月的雾霾事件造成全国交通和健康的直接经济损失保守估计约230亿元,民航航班延误直接经济损失为2.7亿元,高速封路导致的收费损失近1.88亿元,雾霾事件导致的急/门诊疾病成本达226亿元。
雾霾时大量颗粒物悬浮于空气中,而植物可以吸附空气中尘埃,这使得植物负荷过重,无法进行正常的呼吸作用。
同时雾霾天气造成日照时间缩短,农作物无法得到充足阳光进行光合作用,使得农作物生长缓慢,产量减少,影响农民的利益。
联合国环境规划署预估,到2030年,全球由于地面臭氧污染造成的大豆、玉米、小麦等作物的损失可达每年170亿至350亿美元。
据亚洲开发银行与清华大学发布的《中华人民共和国国家环境分析》报告称,中国空气污染每年造成的经济损失,基于疾病成本估算相当于国内生产总值的1.2%,基于支付意愿估算则高达3.8%。
总的里说,从GDP、CPI和财政赤字等宏观经济数据,到能源、钢铁、农业等代表着经济神经血管的产业经济,再到天然气、水资源价格等财税政策变革,雾霾正悄无声息地深入中国经济脉络。
4.3、我国雾霾带来的经济损失
据《迈向环境可持续的未来——中国国家环境分析》报告测算,中国空气污染,仅引致的疾病成本,估算就占GDP的1.2%,年经济损失超过8000亿元。
图表18:
2011-2016年我国雾霾带来的经济损失
5、风险提示
治理雾霾需要多方面的政策支持,同时政策从指定到实施并达到效果需要一定的时间,因此存在政策力度、执行效果等不达预期的风险。
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