從美國看一個環(huán)保工程師眼里的霧霾真相
2015年12月10日亞利桑那共和報頭版頭條刊發(fā)了《冬季訪客，褐色霧霾再次入侵鳳凰城》。文章開門見山提及那不受歡迎的褐色云團隨著冬季到來在本周如期而至，像幽靈一樣游蕩在鳳凰城的天空。文章解釋冬季盤踞在鳳凰城上空的褐色云團，即霧霾污染主要是由被稱為PM2.5的微小顆粒構成的，污染源來自汽車的尾氣和燃燒木頭的油煙。之所以冬季霧霾嚴重，不僅是因為人們喜好冬天燃木取暖，而更重要的是一個叫逆溫的氣候現(xiàn)象起作用。逆溫現(xiàn)象發(fā)生在冬季地表溫度很低，緊貼地面較冷的空氣層被較高層的溫暖空氣層覆蓋，阻礙了大氣混合。在無風的日子里即使白天日照產(chǎn)生的氣流也不足以沖破隔離，清除帶走滯留在底層空氣中的污染物。文中還提到地方政府本周已經(jīng)發(fā)布“無燃燒日”，鼓勵大家少開車，和盡量減少室外活動。
2015年12月7日北京首次啟動重污染紅色預警。中國北方大范圍，嚴重的霧霾再次引發(fā)人們對政府治霾不力的抱怨，一篇《一個環(huán)保工程師眼里的霧霾真相》應運而生，被許多，甚至包括不少所謂專業(yè)人士認為很靠譜。不管此文是否真的找到霧霾的罪魁禍首，人們就是喜歡這樣的文章，它給出的說法簡單明了，把一個非常復雜的多因素霧霾成因演繹成單因素的人為失誤，并以內(nèi)行身份揭露了似乎被體制刻意掩藏的真相，讓深受霧霾折磨的大眾終于找到向政府發(fā)泄不滿的口實：霧霾就是人禍。由此看來什么汽車污染、揚塵污染都是政府轉移視線回避責任的托詞，于是開車的、燒烤的、燒秸稈的、制造塵土飛揚的、抽煙的人們終于心理上可以把自己從道義上的責任中摘出來了。
《真相》是這樣論證的：“中國的火力發(fā)電占總發(fā)電量的80%左右，而火電幾乎全部都是以煤為燃料。而鋼鐵、水泥、石油這些重污染行業(yè)，無一例外地都需要燃煤，即便是我們汽車燃油的生產(chǎn)，也是需要煤提供能源或原料，這些所有行業(yè)，也都需要消耗電力，而電力，80%左右來源于煤。”“電廠鍋爐全部上了煙氣脫硫，并且超過90%是濕法脫硫，濕法脫硫之后的煙氣溫度在30-50℃左右的，”“這樣的結果是直接導致大量煙氣低溫、高濕度排放。低溫、高濕度的煙氣難以擴散，霧霾也就越來越嚴重。這也可以解釋為什么夏天霧霾比冬天少。夏天雖然一樣是用電高峰，但溫度較高，煙氣濕度較低，擴散較快”。“根據(jù)國外經(jīng)驗，濕法脫硫島通常需要加裝煙氣再熱器，將煙氣溫度抬升到80度以上排放。采用80度以上高溫煙氣排放，這在不少發(fā)達國家是排放硬性標準。”
不少人看完此文如獲得至寶，照此環(huán)保工程師的觀點中國至少80%以上的霧霾源自燃煤電廠煙氣低溫排放，只要提高排放溫度，中國就會像發(fā)達國家一樣一勞永逸地解決霧霾問題了。不少人借機譴責政府不敢面對自己的錯誤，霧霾不是天災是人禍。公平地講，霧霾有天災，也有人禍，比如普及轎車不符合中國人口稠密的國情，但是當百姓人均GDP達到某種水平后，不讓誰買車，誰都不干，不讓誰有一個冬暖夏涼舒適寬敞的安樂窩誰也不干。試想哪一樣奢華的生活背后不是一大串生產(chǎn)過程污染換來的，所以要說人禍也主要是人類貪婪之禍。如今每到霧霾季，政府就被架到火上炙烤，如果真如那個環(huán)保工程師說的提高排放溫度就能解決問題，政府會不作為嗎？如果真那么簡單霧霾恐怕早就消失了。別說提高排放溫度或增加煙囪高度能解決問題，就是立刻拿出萬億外匯儲備能解決霧霾也都不是難事。
本文開篇即引入美國媒體是怎樣理性面對霧霾問題的。認為發(fā)達國家沒有霧霾是一種誤解，發(fā)達國家不僅過去有過嚴重的霧霾，今天同樣需要堅持不懈地同霧霾作斗爭。根據(jù)發(fā)達國家同霧霾頑強抗爭積累的經(jīng)驗筆者以所居住的美國鳳凰城為參照，對比北京霧霾的主要成因：
1.人口密度：在美國位居第13大都會區(qū)的大鳳凰城地區(qū)人口450萬，由于人口居住分散，占地面積與北京城區(qū)相當，而北京城區(qū)人口約2000萬。
2.能源結構：鳳凰城的主要能源構成為電力、天然氣和石油產(chǎn)品。電力大部分來自全美最大核電站PaloVerdeNuclearGeneratingStation，部分來自水電，唯一的火電是離鳳凰城440千米外隔著崇山峻嶺戈壁腹地的納瓦霍發(fā)電廠（NavajoGeneratingStation），北京的電力則以域內(nèi)和附近的燃煤火電為主，而北京及周邊地區(qū)不少農(nóng)村家庭仍然要靠燃煤，燃秸稈、樹枝等取暖做飯。顯然不管城鄉(xiāng)、發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，每個人能盡量減少能源消費是對減少霧霾、降低溫室氣體排放最直接有效的貢獻。
3.擴散條件：和美國大部分大城市一樣，鳳凰城及周邊沒有重工業(yè)，而北京及周邊有許多污染嚴重的重工業(yè)。擴散條件美國比中國更是好的太多了，美國地廣人稀，適合人居的國土面積大，而中國高原沙漠占據(jù)了一大半國土，絕大部分人口密集分布在東部。鳳凰城周邊是無人居住的戈壁為污染物的稀釋擴散提供廣闊的空間，北京周邊除了有許多工業(yè)，即使在農(nóng)村現(xiàn)在誰家沒有幾輛冒黑煙的農(nóng)用車，富裕點的有多臺家用車輛，北京周邊的稀釋擴散條件基本是零，因此一旦逆溫氣候條件出現(xiàn)，加上太行山阻隔作用，整個華北沿著太行山東側，京津冀魯豫霧霾就會輕易連成一片。防治霧霾必須京津冀魯豫協(xié)同，聯(lián)防聯(lián)治。
4.揚塵控制：鳳凰城雖然處在戈壁干旱地帶，但是像美國所有城市一樣，凡是有人類活動的地方實現(xiàn)地表全覆蓋，通過覆蓋碎石子和種草等手段杜絕地表土壤裸露，有效地抑制揚塵對空氣污染的疊加作用，而北京作為中國北方園林化、地面硬化最好的城市，仍然到處都可以看到裸露的土壤，一遇到雨天，很容易被人或車輛把泥土帶到各處，在不經(jīng)意中碾磨成粉，飛揚在空中。人們出國后都注意到發(fā)達國家一塵不染，人們卻很少知道這背后的代價。以沙漠氣候的鳳凰城為例，法律規(guī)定居民要負責自家房前屋后地段的規(guī)范整潔，要么覆蓋植被，要么覆蓋碎石子，絕對不能有裸露的土壤。
鳳凰城干旱少雨，政府建議盡量不要種草。以一個普通獨立居民房為例，僅購買覆蓋前后院的石子就需要數(shù)千美元，這只有人均GDP達到一定水平后，居民才有能力和意愿去做這件事情。市場經(jīng)濟社會，城市的干凈程度是和人均GDP息息相關相關，并且是每個人都要付出成本的。在人們收入水平達到愿意為“干凈”花更多的錢之前，揚塵對霧霾的貢獻很難降下來，把所有責任都推給政府于事無補。城市居民要有投入金錢和人力覆蓋裸露土地，減少塵土飛揚的意識。
5.汽車排放：北京唯一可以和發(fā)達國家看齊的就是汽車尾氣排放的控制，然而即使再高的排放標準，汽車燃油污染在任何一個國家都是霧霾的主要來源，至今無法避免，除非不許開車。這是人類追求效率所必需付出的代價。北京的問題是汽車保有量已經(jīng)嚴重超過城市的承載量，而且還在與日俱增，在新能源汽車取代燃油汽車之前，汽車尾氣作為約占1/3導致霧霾的元兇還會繼續(xù)兇下去。百姓能做的是，盡量買電動車或混合動力車，少買燃油汽車，要買也盡量買小排量的汽車，和沒事盡量不開車。
從能源結構、人口密度、擴散條件到揚塵控制，美國大城市空氣基礎條件比中國的好多了，即便如此，以鳳凰城為例，冬季仍然經(jīng)常會達到空氣污染黃色預警，極少數(shù)橙色預警，這和那位環(huán)境工程師所謂燃煤處理不當?shù)撵F霾說大相徑庭，顯然鳳凰城壓根不燃煤，按他的理論講就不該有霧霾。事實上，美國這么好的能源結構、揚塵控制、和擴散條件都無法避免霧霾，北京的基礎條件需要在美國大城市的霧霾成因基礎上，再加上人口車輛密度高出數(shù)倍，加上工業(yè)污染和揚塵的疊加效應，以及污染物沒有周邊擴散的空間，要北京達到美國一樣的霧霾控制程度絕非靠提高火電廠排放煙氣溫度那么單純。
事實上以現(xiàn)有的約束條件，特別是誰都不愿犧牲個人利益，要想讓北京的霧霾控制接近發(fā)達國家大城市的水平是不可能的任務，特別是即使火電排放隨著技術進步有所降低，而汽車保有量卻與日俱增，期待短期內(nèi)霧霾污染有顯著改善是不現(xiàn)實的。即使那位環(huán)境工程師提出的提高排放溫度有效，對多因素造成北京霧霾治理的總體效果也只是杯水車薪。
現(xiàn)實就是這么殘酷，怪誰也不頂用，其實要怪只能怪工業(yè)化，自給自足的農(nóng)業(yè)社會基本沒有污染，但誰也不愿回到30年前的窮日子。跟西方發(fā)達國家比，只能怪中國祖先沒有像白人殖民者那樣把美洲澳洲的原住民幾乎滅絕，把別人富饒的土地據(jù)為己有，有巨大的生存空間？傊，在能源革命到來之前，在電動汽車取代化石燃料動力汽車之前，在大家不愿約束自己無邊的欲望之前，短期內(nèi)要想中國的霧霾污染根本改觀是不可能的。
一些人認為中國的霧霾在2012年發(fā)生突變，而能源消耗并沒有突變，因此推斷霧霾是與2012年燃煤電站在脫硫脫硝環(huán)保指標大限到來前，倉促上馬脫硫脫硝設備，工藝和設備缺陷有關。排放的污染物濃度和總量達標了，但就是擴散不出去進而形成霧霾，量變到質(zhì)變。這種突變說的觀點符合很多人的感覺，卻缺乏數(shù)據(jù)和事實的支撐。事實是2011年前后，美國駐華使館率先公布北京PM2.5數(shù)據(jù)，開始引起中國人對霧霾污染的極大關注和擔憂，人們開始對霧蒙蒙天的感覺從心理上發(fā)生質(zhì)的變化。
2010年11月，美國駐華使館監(jiān)測儀的空氣質(zhì)量指數(shù)超過了500是一件標志性的事件。美國使館每隔一小時更新它在Twitter和大使館網(wǎng)站的北京PM2.5監(jiān)測數(shù)據(jù)。通過網(wǎng)絡和其它傳媒大肆渲染美國駐華大使館的空氣污染指數(shù)，開始引起中國政府和人民的高度重視，許多人第一次從理論上認識到霧霾對健康的危害迫在眉睫。經(jīng)過一年的爭論，2012年1月，北京空氣質(zhì)量監(jiān)測進入了“PM2.5時代”。北京市環(huán)保局開始公布綜合觀測實驗室的PM2.5研究性監(jiān)測數(shù)據(jù)，供市民參考。這也就形成霧霾在2012年的所謂突變現(xiàn)象。2012年2月29日，國務院要求各地向社會公布PM2.5的數(shù)值。3月2日，國家新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》發(fā)布，新標準增設PM2.5平均濃度限值。
美國對PM2.5有成熟的檢測手段和預防措施是因為美國曾長期深受其害，美國洛杉磯的霧霾治理也經(jīng)歷了將近半個世紀的時間，久病成醫(yī)。1997年美國便提出了PM2.5的標準。到2010年底，美國和歐盟一些國家將PM2.5納入國標并進行強制性限制。
事實上，不管是中國還是美國的燃煤電廠都不可避免地是污染排放大戶，這是由煤炭化學性質(zhì)所決定的，這就是為什么凡是有條件的國家都盡量避免燃煤作為主要能源，而發(fā)達國家霧霾污染水平低與它們大量采用核能、水電有關。筆者工作單位與前面提到的納瓦霍燃煤發(fā)電廠有著重要聯(lián)系，自從美國政府把納瓦霍電廠選做為應對氣候變暖計劃關閉的火力發(fā)電之一，筆者始終關心該電廠的命運。
2012年10月24日新美國媒體（New_America_Media）邀請亞利桑那西班牙，印第安，中文等十個少數(shù)族裔媒體，到亞利桑那印第安人聚居區(qū)進行了為期兩天的探訪，其中納瓦霍煤電廠的興廢引出的納瓦霍印第安人保護區(qū)環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展矛盾的話題，再次把納瓦霍這個多災多難，貧困的印第安部落同全人類共同面臨的環(huán)境與發(fā)展，多數(shù)人的利益與弱勢群體的保護難題連在一起。
記者采訪了一位退休病弱的老人，他對于火電站的去留他很矛盾，一方面火電污染了保護區(qū)的環(huán)境，影響到他們的健康；另一方面，他又擔心一旦電廠，煤礦關門，本來孩子們的就業(yè)渠道就很窄，就業(yè)問題必然雪上加霜。在美國社會中，地處偏遠、缺水少電、缺醫(yī)少藥、經(jīng)濟滯后、語言流失、網(wǎng)絡不暢，甚至姓名都已被同化的印第安人保留地經(jīng)濟發(fā)展停滯、社會問題嚴重早已不是新聞。
美國司法部2012年統(tǒng)計表明，印第安人保留地犯罪問題嚴重，約210萬印第安人處于赤貧狀態(tài)。美國小企業(yè)協(xié)會2007年一項調(diào)查表明，只有1%的印第安人擁有自己的企業(yè)。在所有社會指標中，印第安人幾乎都在最底層，如青少年自殺比例為18.5%。
印第安人高中輟學比例為54%，也是全國最高，但人均收入最低，各保護區(qū)的失業(yè)比例高達50%至90%。納瓦霍是全美國最大也是最貧困的印第安人保護區(qū)，根據(jù)美國人口統(tǒng)計局2011年統(tǒng)計，美國登記在冊的純血統(tǒng)印第安人約293萬，有著兩種血統(tǒng)以上的印第安人約229萬，合計522萬人，約占美國總人口的1.7%，其中納瓦霍人為33萬。
納瓦霍部落保留地面積約7萬平方公里，橫跨猶他、亞利桑那、新墨西哥三州，保留地內(nèi)60%的社區(qū)不通水電。區(qū)內(nèi)的經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)是煤礦，火力發(fā)電和鈾礦，由於都是污染行業(yè)，前景都不樂觀。特別是美國政府承諾的控制溫室氣體排放的重大舉措之一就是關掉納瓦霍煤電廠更為納瓦霍的經(jīng)濟蒙上一層陰影。煤電廠目前有500多個僱員，其中85%的僱員都是納瓦霍人。
當?shù)孛旱V就是為這個煤電廠供應燃料，煤電廠和煤礦一共為當?shù)貏?chuàng)造了近千個就業(yè)崗位，關閉煤電勢必對納瓦霍經(jīng)濟造成災難性打擊。類似的事情發(fā)生在中國打擊面更大，中國經(jīng)濟增速放緩，煤炭需求減少，煤炭大省，山西經(jīng)濟首先受到嚴重沖擊。
美國得天獨厚的自然環(huán)境是在犧牲美洲原始主人，印第安人生存權利的結果。這里不得不提以自由民主人權標榜自己的美國政府對原住民具有戰(zhàn)略意義的民族政策，現(xiàn)今印第安人這個美洲大陸曾經(jīng)的主人不僅淪為人口少數(shù)而且成為政治上失聲人群，之所以世界聽不到這個曾經(jīng)是人類歷史上最大族群之一印第安人的聲音，除了北美幾千萬印第安原住民在白人殖民者入侵和“西方文明”統(tǒng)治下到上世紀初只剩下幾十萬人口，更被美國政府分割、驅趕分散在全美國310個荒涼貧瘠保護區(qū)內(nèi)，彼此互不隸屬，互不相干，被認定為不同種族獨立的550多個印第安部落，納瓦霍印第安人的官方稱謂是納瓦霍族（NavajoNation）而不是印第安族，一個二三十萬人口全美最大的印第安族部落在美國這個多元社會里的影響是微不足道的。即使一個部落能發(fā)出同一種聲音，對于以白人為主體的民主社會，既無足夠的選票，也無經(jīng)濟實力去游說國會議員，除了等待主流社會良心發(fā)現(xiàn)和同情，會有政治家真的肯賣力改善印第安人的生存環(huán)境嗎？
關閉納瓦霍煤電廠的替代方案是增添新的環(huán)保措施，按照股東之一兼運營方的SRP測算，如果納瓦霍發(fā)電廠排放達到美國環(huán)境署haze即霧霾氣體排放標準，就需要在2018年前投入11億美元進行徹底改造，而30多年前建設這個廠的投入僅6.5億美元。其實這個電廠也間接關系到亞利桑那州大部分居民用水問題，如果關掉這個廠，不僅影響到印第安部落的經(jīng)濟，而且與之相關的亞利桑那調(diào)水工程的用電就需要市場采購，亞利桑那州多數(shù)居民用水的價格就將成倍增長。
中國已經(jīng)是溫室氣體的最大排放國，但是中國人口是美國人口的4倍多，人均排放只有美國的1/4，美國人冬天暖氣燒到家里溫度可以穿短袖；夏天空調(diào)開到冷的要穿羊毛衫，幾乎人人開個高耗油越來越大的汽車上下班，而中國大約有一半的人口夏無空調(diào)冬無取暖設備，如果中國中南部廣大農(nóng)村和城市貧困家庭冬天家里溫度能燒到攝氏18度，中國的能源需求還需要巨大的成長空間，增加替代能源減少煤炭的使用量，說起來容易做起來難。在寒冷中瑟瑟發(fā)抖的人最關心的是有一盆火，不管是煤火還是柴火，而絕不是霧霾。
發(fā)達國家和中國富裕起來的人們?nèi)绻嫘年P注人類的未來，首先就應該控制自己的欲望，把文明的成果分享給還處在食不果腹、衣不遮體的窮人，只有有能力揮霍的人們都身體力行，節(jié)能減排，才是現(xiàn)有條件下最好的降低污染的手段。八十年代清華大學的學生喊出“從我做起從現(xiàn)在做起”，那個年代的年輕人像當時的中國一樣陽光向上，而“從我做起從現(xiàn)在做起”對于減輕霧霾才是最為切實可行的減排手段，擁有巨大現(xiàn)實意義。
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