中国农业与工程机械尾气减排控制措施的费效分析

1 研究方法
本研究利用费效分析方法对我国非道路农业和工程机 械尾气减排控制措施进行评价，讨论的三种主要减排措施 为整车淘汰、发动机更换及发动机维修。费效分析方法是 一种广泛使用的对经济活动方案的得失、优劣进行评价、 比较以供合理决策的经济数量分析方法 [6-8]。虽然机械的活 动水平会随着机械年龄的变化而变化，但是根据目前我国 尾气排放清单估算的现状以及本着简化分析的角度出发， 本研究假设农业机械和工程机械的活动水平不随年龄的变 化而变化，各自的使用年限分别为 15 年和 10 年。而且，在 分析的年份区间内，各类机械的年龄分布均保持不变。另 外，在采取相应的减排措施后，所有机械均达到国 IV 排放 标准。
本文选取我国非道路机械中保有量和排放量较大的农业 机械和工程机械为研究对象，采用费效分析（CBA）方法对 整车淘汰、发动机更换、发动机维修三种尾气减排控制措施 进行评估。通过对全国范围内每类农业机械、工程机械的价
格、残余值、保有量、年龄分布、油耗、排放因子等进行调 查统计及实测，估算 2015—2020 年采取上述减排措施的经济 成本和减排效果，探讨农业和工程机械尾气排放控制最经济 有效的措施。研究所用的数据主要来自生态环境部环保公益 项目 [5] 的研究成果，并在此基础之上进一步扩充。
车淘汰费用最高。多数农业机械发动机维修所需费用高于发动机更换，相反，工程机械发动机更换所需费用高于
发动机维修。因此，在采用减排措施和制定政策时，需要根据实际情况进行调整。对农业机械，采用发动机更换
的减排方式更经济；对工程机械，采用发动机维修的减排措施更实惠。【关键词Βιβλιοθήκη 费效分析；减排措施；非道路移动源
庞凯莉，张凯山，第宝锋，等
中国农业与工程机械尾气减排控制措施的 费效分析
庞凯莉，张凯山 *，第宝锋，马 帅 （四川大学建筑与环境学院，四川成都 610000）
【摘 要】 移动源尾气排放已成为我国空气污染的主要来源之一，相比于道路移动源来说，非道路移动源尾气排放的减排控
制工作仍处于初级阶段。本研究就非道路移动源尾气减排控制的三种主要措施——整车淘汰、发动机更换以及发
表 1 非道路农业机械、工程机械分类
序号 AE1 AE2
农业机械 类型
耕整地机械 种植施肥机械
序号 IE1 IE2
工程机械 类型
挖掘机械 铲土运输机械
动机维修，对中国非道路工程和农业机械进行费效分析，探讨经济可行的控制途径。研究假设农业和工程机械的
使用年限分别为 15 年和 10 年，同时假设采取减排措施后所有机械均达到国 IV 排放标准。研究表明，采取减排措
施后，农业机械每年可减排 NOx 40 万～ 45 万 t，但 PM 污染物减排效益不明显；工程机械每年可减排 NOx 约 52 万 t，且 PM 污染物每年可减排量约 16 万 t，但费用可高达 2000 亿～ 25 000 亿元，且不同措施的差别巨大，以整
与道路移动源相比，非道路移动源尾气排放管理尚处 于初步阶段。国内外常见的减排控制措施主要有整车淘汰、 发动机更换、发动机维修三种。整车淘汰是指将整台机械 淘汰并换新；发动机更换是指淘汰旧发动机，换为新发动 机；发动机维修指加装尾气后处理设备。这三种减排措施 均有各自的优缺点，如整车淘汰效率最高、减排效果最好， 但经济成本大。在实际制定尾气减排控制政策时，除考虑 减排的效果外，费用也往往是决定性要素。因此，评价尾 气减排控制措施是否经济、有效，是所有决策的关键和前 提，尤为重要。
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中国环境管理 2019 年第 2 期
本部分内容包括以下五方面：①机械分类；②机械保 有量、年龄分布；③机械活动水平；④机械排放因子与油 耗；⑤机械价格、残值率、利率等经济指标；⑥减排措施 费用、效益估算。详述如下：
1.1 机械分类
本研究主要关注农业机械和工程机械。农业机械主要 是 指 在 作 物 种 植 和 畜 牧 生 产 过 程 以 及 农、 畜 产 品 加 工 和 处 理 过 程 中 使 用 的 机 械； 工 程 机 械 是 指 用 于 工 程 建 设 的 机 械 的 总 称。 本 研 究 参 照《中 国 工 程 机 械 工 业 年 鉴》《中 华 人 民 共 和 国 农 业 行 业 分 类 标 准》 及 美 国 NONROAD[9]、 OFFROAD[10] 等非道路移动源排放模型中机械分类，将农业 机械和工程机械分别分为 12 和 11 小类，如表 1 所示。
【中图分类号】X511；X513
【文章编号】1674-6252（2019）02-0055-007
【文献标识码】A
【DOI】10.16868/ki.1674-6252.2019.02.055
近 年 来， 我 国 非 道 路 机 械 的 保 有 量 不 断 增 加。 截 至 2015 年底，我国的非道路机械数量突破 7000 万，其中农业 机械、工程机械数量大致占据了非道路机械总数的 80%[1]， 且数量在持续增长。例如，2010—2015 年农业机械、工程 机械分别以 3% ～ 5%、6% ～ 22% 的增长率增加 。 [2,3] 由于 非道路机械大多数以柴油为燃料，其尾气排放不容忽视。 据估算，2006 年农业机械对 NOx、PM 污染物的贡献率分别 为 37% 和 59%，而工程机械对 NOx、PM 污染物的贡献率 分别为 14% 和 16%[4]。
本研究费效分析中的费用分析主要考虑新机械或发动 机的费用、旧机械或发动机的残余值、燃料费用、后处理 设 施 及 维 修 费 用 等， 而 效 益 分 析 主 要 以 采 取 减 排 措 施 后 NOx、PM 污染物的减排量表征。
资助项目：国家环境保护公益性行业科研专项（201409012)。 作者简介：庞凯莉（1993—），女，博士，研究方向为环境信息系统与环境管理，E-mail:pklscu@。 * 责任作者：张凯山（1976—），男，教授，研究方向为大气污染防治，E-mail:kanshanzhang@。