龐凱莉，張凱山，第寶鋒，馬 帥

（四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院，四川成都 610000）

近年來，我國非道路機(jī)械的保有量不斷增加。截至2015 年底，我國的非道路機(jī)械數(shù)量突破7000 萬，其中農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械數(shù)量大致占據(jù)了非道路機(jī)械總數(shù)的80%[1]，且數(shù)量在持續(xù)增長。例如，2010—2015 年農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械分別以3%～5%、6%～22%的增長率增加[2,3]。由于非道路機(jī)械大多數(shù)以柴油為燃料，其尾氣排放不容忽視。據(jù)估算，2006 年農(nóng)業(yè)機(jī)械對(duì)NOx、PM 污染物的貢獻(xiàn)率分別為37%和59%，而工程機(jī)械對(duì)NOx、PM 污染物的貢獻(xiàn)率分別為14%和16%[4]。

與道路移動(dòng)源相比，非道路移動(dòng)源尾氣排放管理尚處于初步階段。國內(nèi)外常見的減排控制措施主要有整車淘汰、發(fā)動(dòng)機(jī)更換、發(fā)動(dòng)機(jī)維修三種。整車淘汰是指將整臺(tái)機(jī)械淘汰并換新；發(fā)動(dòng)機(jī)更換是指淘汰舊發(fā)動(dòng)機(jī)，換為新發(fā)動(dòng)機(jī)；發(fā)動(dòng)機(jī)維修指加裝尾氣后處理設(shè)備。這三種減排措施均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，如整車淘汰效率最高、減排效果最好，但經(jīng)濟(jì)成本大。在實(shí)際制定尾氣減排控制政策時(shí)，除考慮減排的效果外，費(fèi)用也往往是決定性要素。因此，評(píng)價(jià)尾氣減排控制措施是否經(jīng)濟(jì)、有效，是所有決策的關(guān)鍵和前提，尤為重要。

本文選取我國非道路機(jī)械中保有量和排放量較大的農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械為研究對(duì)象，采用費(fèi)效分析（CBA）方法對(duì)整車淘汰、發(fā)動(dòng)機(jī)更換、發(fā)動(dòng)機(jī)維修三種尾氣減排控制措施進(jìn)行評(píng)估。通過對(duì)全國范圍內(nèi)每類農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械的價(jià)格、殘余值、保有量、年齡分布、油耗、排放因子等進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)及實(shí)測，估算2015—2020 年采取上述減排措施的經(jīng)濟(jì)成本和減排效果，探討農(nóng)業(yè)和工程機(jī)械尾氣排放控制最經(jīng)濟(jì)有效的措施。研究所用的數(shù)據(jù)主要來自生態(tài)環(huán)境部環(huán)保公益項(xiàng)目[5]的研究成果，并在此基礎(chǔ)之上進(jìn)一步擴(kuò)充。

1 研究方法

本研究利用費(fèi)效分析方法對(duì)我國非道路農(nóng)業(yè)和工程機(jī)械尾氣減排控制措施進(jìn)行評(píng)價(jià)，討論的三種主要減排措施為整車淘汰、發(fā)動(dòng)機(jī)更換及發(fā)動(dòng)機(jī)維修。費(fèi)效分析方法是一種廣泛使用的對(duì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)方案的得失、優(yōu)劣進(jìn)行評(píng)價(jià)、比較以供合理決策的經(jīng)濟(jì)數(shù)量分析方法[6-8]。雖然機(jī)械的活動(dòng)水平會(huì)隨著機(jī)械年齡的變化而變化，但是根據(jù)目前我國尾氣排放清單估算的現(xiàn)狀以及本著簡化分析的角度出發(fā)，本研究假設(shè)農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械的活動(dòng)水平不隨年齡的變化而變化，各自的使用年限分別為15 年和10 年。而且，在分析的年份區(qū)間內(nèi)，各類機(jī)械的年齡分布均保持不變。另外，在采取相應(yīng)的減排措施后，所有機(jī)械均達(dá)到國IV 排放標(biāo)準(zhǔn)。

本研究費(fèi)效分析中的費(fèi)用分析主要考慮新機(jī)械或發(fā)動(dòng)機(jī)的費(fèi)用、舊機(jī)械或發(fā)動(dòng)機(jī)的殘余值、燃料費(fèi)用、后處理設(shè)施及維修費(fèi)用等，而效益分析主要以采取減排措施后NOx、PM 污染物的減排量表征。

本部分內(nèi)容包括以下五方面：①機(jī)械分類；②機(jī)械保有量、年齡分布；③機(jī)械活動(dòng)水平；④機(jī)械排放因子與油耗；⑤機(jī)械價(jià)格、殘值率、利率等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；⑥減排措施費(fèi)用、效益估算。詳述如下：

1.1 機(jī)械分類

本研究主要關(guān)注農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械。農(nóng)業(yè)機(jī)械主要是指在作物種植和畜牧生產(chǎn)過程以及農(nóng)、畜產(chǎn)品加工和處理過程中使用的機(jī)械；工程機(jī)械是指用于工程建設(shè)的機(jī)械的總稱。本研究參照《中國工程機(jī)械工業(yè)年鑒》《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)》及美國NONROAD[9]、OFFROAD[10]等非道路移動(dòng)源排放模型中機(jī)械分類，將農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械分別分為12 和11 小類，如表1 所示。

表1 非道路農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械分類

1.2 機(jī)械保有量、年齡分布

機(jī)械保有量將影響尾氣的減排量和所需的費(fèi)用。由于本研究假設(shè)機(jī)械在采取減排措施后，減排效果一樣，因此，機(jī)械的年齡分布并不影響其減排量。但由于不同年齡的機(jī)械的殘余值不同，年齡分布將影響本研究的經(jīng)濟(jì)分析，因而是列入分析的考慮因素之一。

本研究應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型[11-13]估算和預(yù)測2004—2025年非道路農(nóng)業(yè)及工程機(jī)械的保有量。對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械，選取農(nóng)業(yè)機(jī)械購置（萬元）、農(nóng)機(jī)總動(dòng)力（萬kW）、機(jī)耕面積（km2）、機(jī)播面積（km2）、機(jī)收面積（km2）5 個(gè)因素作為模型變量。由于最近幾年數(shù)據(jù)不完整，本研究根據(jù)國家和行業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒，以及地方統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的數(shù)據(jù)，采用1990—2014 年上述各模型變量和農(nóng)業(yè)機(jī)械保有量的數(shù)據(jù)進(jìn)行保有量的預(yù)測分析。在具體的模型構(gòu)建時(shí)，先用1990—2010 年的數(shù)據(jù)搭建和訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，再用2011—2014 年的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證。這些模型的驗(yàn)證誤差均在1%以內(nèi)。在應(yīng)用建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型之前，本研究利用這些歷史數(shù)據(jù)采用前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法[14,15]逐年預(yù)測2015—2025 年的各模型變量的數(shù)值，并利用這些預(yù)測值估算相應(yīng)年份的農(nóng)業(yè)機(jī)械保有量。

而工程機(jī)械保有量的預(yù)測方法與上述農(nóng)業(yè)機(jī)械類似，只是所采用的模型變量有所區(qū)別。工程機(jī)械保有量神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的變量為施工面積、竣工面積、建筑業(yè)總產(chǎn)值。

此外，對(duì)于機(jī)械年齡分布，則是根據(jù)1990—2014 年各類型非道路機(jī)械的銷售量、進(jìn)口量、出口量，以及各類機(jī)械的市場增加量估算得到。本研究采用國家和行業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒[3]中推薦的每年新增機(jī)械數(shù)量的估算方法，估算農(nóng)業(yè)機(jī)械2000—2014 年（因其使用年限為15 年）、工程機(jī)械2005—2014 年（因其使用年限為10 年）每年新增機(jī)械的數(shù)量。該方法考慮了機(jī)械每年的銷售量、進(jìn)口量、出口量、不確定性參數(shù)等，并假設(shè)在這些新增機(jī)械被淘汰之前其數(shù)量均保持不變的前提下，以某一機(jī)械車齡下，該年新增機(jī)械的數(shù)量占所有機(jī)械年齡機(jī)械數(shù)量總和的百分比，來估算各年齡的數(shù)量分布。在后續(xù)的分析中，假設(shè)這些年齡分布均保持不變。例如，在農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用年限內(nèi)，2000—2014 年每年新增農(nóng)業(yè)機(jī)械數(shù)量之和即為2014 年農(nóng)業(yè)機(jī)械總保有量，其間任何一年的新增機(jī)械數(shù)量與2014 年機(jī)械總保有量的比值即為該年對(duì)應(yīng)機(jī)械年齡的分布比例。工程機(jī)械的分析與農(nóng)業(yè)機(jī)械類似。

非道路農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械各年份的保有量和基準(zhǔn)年份的年齡分布分別如表2 和表3 所示。

表2 農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械各年份的保有量 (單位：萬臺(tái))

這里必須指出的是，不同的機(jī)械類型，其年齡分布存在一定差異。但由于數(shù)據(jù)的嚴(yán)重缺乏，為了簡化估算，本研究中農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械小類的年齡分布也同樣參考表3的數(shù)值。

表3 農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械的年齡分布

1.3 機(jī)械活動(dòng)水平

我國針對(duì)非道路機(jī)械活動(dòng)水平的研究較少，且精確度低，涉及機(jī)械種類少。農(nóng)業(yè)機(jī)械依據(jù)作業(yè)類型的不同，其年均工作時(shí)間在100～2000 小時(shí)[16]，而工程機(jī)械的平均工作時(shí)間可在1100～1800 小時(shí)[17]。本研究的機(jī)械活動(dòng)水平主要參照2014 年原環(huán)保部頒布的《非道路移動(dòng)污染源排放清單編制技術(shù)指南》[18]。

1.4 機(jī)械排放因子與油耗

由于我國對(duì)非道路機(jī)械尾氣排放研究尚處于初步階段，加之非道路機(jī)械尾氣排放的實(shí)際測量較為復(fù)雜且難度較大，因此排放數(shù)據(jù)相對(duì)缺乏。目前對(duì)于這類機(jī)械尾氣排放因子的確定主要參考國外NONROAD、OFFROAD 等模型的結(jié)果。本研究中所有機(jī)械的排放因子主要來自NONROAD 模型和部分實(shí)測數(shù)據(jù)[5]，詳見表4 和表5。

表4 農(nóng)業(yè)機(jī)械排放因子 ［單位：g/（kW·h）］

表5 工程機(jī)械排放因子 ［單位：g/（kW·h）］

另外，油耗數(shù)據(jù)來源于20 臺(tái)非道路機(jī)械的實(shí)測數(shù)據(jù)[5]，其中包括15 臺(tái)工程機(jī)械、5 臺(tái)農(nóng)業(yè)機(jī)械。油耗數(shù)據(jù)為多次測量的小時(shí)平均數(shù)據(jù)。通常情況下每次測量的時(shí)間為1～2h。使用實(shí)測數(shù)據(jù)建立工程機(jī)械油耗與相應(yīng)功率之間關(guān)系，相關(guān)指數(shù)為0.9。兩者間的關(guān)系為：

式中，y 為油耗（L/h）；x 為對(duì)應(yīng)功率（kW）。

為簡化計(jì)算，對(duì)于工程機(jī)械，本研究使用上述公式依據(jù)機(jī)械的平均功率估算相應(yīng)機(jī)械的油耗。對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械，由于測量數(shù)據(jù)較少，油耗和功率之間沒有明顯的關(guān)系趨勢，故采用上述5 臺(tái)機(jī)械實(shí)測數(shù)據(jù)的均值作為所有農(nóng)業(yè)機(jī)械的平均油耗。

1.5 機(jī)械價(jià)格、殘值率、利率等經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)

本研究中機(jī)械價(jià)格為調(diào)研的市場平均價(jià)格，如表6 所示。固定資產(chǎn)殘值率來源于《中華人民共和國企業(yè)所得稅暫行條例及實(shí)施細(xì)則》，一般為5%。國家統(tǒng)計(jì)局公布2014年通貨膨脹率為2.6%，一年期利率為3.25%，使用2014 年通貨膨脹率及利率進(jìn)行年均化費(fèi)用的計(jì)算。

1.6 減排措施費(fèi)用、效益估算

本研究發(fā)動(dòng)機(jī)維修主要針對(duì)安裝柴油顆粒過濾器而言。根據(jù)前期對(duì)顆粒過濾器生產(chǎn)廠家以及加裝過濾器的非道路機(jī)械用戶等的調(diào)研結(jié)果，安裝柴油過濾器后，每年需要增加的維修費(fèi)用約為2000 元。

1.6.1 費(fèi)用的年均化

為了便于多種措施之間的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用比較，本研究中考慮了通貨膨脹對(duì)貨幣價(jià)值的影響，將2014 年需投入的費(fèi)用以機(jī)械的使用年限為基礎(chǔ)，考慮通貨膨脹后將費(fèi)用在機(jī)械的使用年限內(nèi)進(jìn)行年均化，即每年需投入的費(fèi)用。

表6 農(nóng)業(yè)及工程機(jī)械價(jià)格 （單位：萬元）

式中，t 為控制措施，如整車淘汰、發(fā)動(dòng)機(jī)更換、發(fā)動(dòng)機(jī)維修；Ca,t為每類機(jī)械采取t 減排措施考慮利率后年均化的費(fèi)用；Cc,t為2014 年采取t 減排措施投入的費(fèi)用；i 為機(jī)械年齡，j 為機(jī)械或發(fā)動(dòng)機(jī)的使用年限，本研究中對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械，j=15；對(duì)工程機(jī)械，j=10；k 為將通貨膨脹率計(jì)算在內(nèi)的利率，為5.85%。

1.6.2 機(jī)械或發(fā)動(dòng)機(jī)殘余值

在進(jìn)行整車淘汰和發(fā)動(dòng)機(jī)更換時(shí)，本研究均考慮了機(jī)械、發(fā)動(dòng)機(jī)的殘余值，進(jìn)行固定資產(chǎn)的折舊。年齡越大的機(jī)械，其折損價(jià)值越高，殘余值越低。

式中，Cd,i為機(jī)械或發(fā)動(dòng)機(jī)在使用i 年后的價(jià)值，j ＞i≥1；Ce為機(jī)械或發(fā)動(dòng)機(jī)購買時(shí)價(jià)格；m 為在達(dá)到使用年限后，機(jī)械或發(fā)動(dòng)機(jī)的殘值率，為5%，未將通貨膨脹率考慮在內(nèi)。

1.6.3 燃料費(fèi)

在費(fèi)用投入中，除采取減排措施直接投入外，還考慮了每年機(jī)械的燃油投入。

式中，PFe為2014 年每類機(jī)械所需燃料費(fèi)年均值；Fe為每類機(jī)械的單位時(shí)間耗油量（L/h）；AF 為0 號(hào)柴油2014 年全國平均價(jià)格，7.4（元/L）；Ae為一類機(jī)械年均活動(dòng)時(shí)間（h/a）。

1.6.4 年均化總費(fèi)用

年均化總費(fèi)用除需包含減排控制措施的直接費(fèi)用外，還需包含機(jī)械采取減排措施前后的燃料費(fèi)。這樣才能較全面地評(píng)價(jià)減排措施所需要的經(jīng)濟(jì)總投入。盡管無論減排控制與否，燃料消耗都是不可避免。但由于減排措施會(huì)改變機(jī)械燃料的燃燒效率，即便在活動(dòng)水平不變的條件下，其燃料費(fèi)用也將有所區(qū)別。

式中，e 為機(jī)械類型；TCa,t,e為e 類機(jī)械在采取t 減排措施后年均化費(fèi)用總和；Pe為一類機(jī)械的保有量；PFe,t為采取t 減排措施后每類機(jī)械所需燃料費(fèi)的年均值；PFe同式（4）。

1.6.5 減排效益的計(jì)算方法

減排效益以污染物的減排量表征，基于時(shí)間的排放因子來自基于功率的排放因子與額定功率的乘積。

式中，TEBe為e 類機(jī)械總的減排效益（t/a）；EFB為采取減排措施前的排放因子（g/h）；EFA為采取排放措施后的排放因子（g/h）；Ae同式（4），Pe同式（5）。

2 結(jié)果與討論

本部分主要介紹農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械不同尾氣減排控制措施的費(fèi)效分析結(jié)果。詳細(xì)介紹如下：

2.1 農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械尾氣減排控制措施的費(fèi)用評(píng)估

農(nóng)業(yè)機(jī)械2015—2020 年采取三種減排措施所需費(fèi)用如表7 所示。從整體上看，整車淘汰所需投入費(fèi)用最高，且遠(yuǎn)大于發(fā)動(dòng)機(jī)更換、發(fā)動(dòng)機(jī)維修；發(fā)動(dòng)機(jī)更換費(fèi)用略高于發(fā)動(dòng)機(jī)維修費(fèi)用。從單類機(jī)械上看，多數(shù)機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)的維修所需投入高于發(fā)動(dòng)機(jī)更換；排灌機(jī)械采用兩種減排措施所需的費(fèi)用基本相當(dāng)；對(duì)收獲機(jī)械、拖拉機(jī)兩類機(jī)械而言，發(fā)動(dòng)機(jī)更換的費(fèi)用高于發(fā)動(dòng)機(jī)維修的費(fèi)用，這可能是由于這兩類機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)相比其他機(jī)械而言價(jià)格更高。農(nóng)業(yè)機(jī)械中以收獲后處理機(jī)械、農(nóng)用搬運(yùn)機(jī)械及拖拉機(jī)的保有量較大、較為常見。如收獲后處理機(jī)械，2015 年其保有量約為1085 萬輛，若所有機(jī)械采用整車淘汰的減排措施，需投入70 900 億元；若采用發(fā)動(dòng)機(jī)更換，需投入2200 億元；若采用發(fā)動(dòng)機(jī)維修，需投入2400 億元。農(nóng)用搬運(yùn)機(jī)械2015 年保有量約為1967 萬輛，若所有機(jī)械采用整車淘汰的減排措施，需投入48 800 億元；若采用發(fā)動(dòng)機(jī)更換，需投入4000億元；若采用發(fā)動(dòng)機(jī)維修，需投入4300 億元。拖拉機(jī)2015年保有量約為1203 萬輛，若將所有拖拉機(jī)整車淘汰，需投入34 900 億元，所需投資額巨大；若將其發(fā)動(dòng)機(jī)更換，需投入3600 億元；若將其發(fā)動(dòng)機(jī)維修，需投入2600 億元，由此，對(duì)于收獲后處理機(jī)械，采取發(fā)動(dòng)機(jī)更換的減排措施所需要的投資額最小。而對(duì)于拖拉機(jī)，采取發(fā)動(dòng)機(jī)維修的減排措施所需要的投資額最小。

工程機(jī)械2015—2020 年三種減排措施所需費(fèi)用如表8所示，與農(nóng)業(yè)機(jī)械相似，從整體上看，整車淘汰所需投入費(fèi)用最高，且遠(yuǎn)高于其他兩種減排措施，發(fā)動(dòng)機(jī)維修所需費(fèi)用最低。從單類機(jī)械上看，與農(nóng)業(yè)機(jī)械不同，所有工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)更換所需投入費(fèi)用均高于發(fā)動(dòng)機(jī)維修，或兩者費(fèi)用相當(dāng)。工程機(jī)械中以挖掘機(jī)械、鏟土運(yùn)輸機(jī)械、工業(yè)車輛的保有量較大。如挖掘機(jī)械，2015 年保有量約為155萬輛，若將所有的挖掘機(jī)整車淘汰，需投入11 400 億元，投資巨大；若將其發(fā)動(dòng)機(jī)更換，需投入1200 億元；若將其發(fā)動(dòng)機(jī)維修，需投入1100 億元。鏟土運(yùn)輸機(jī)械2015 年保有量約為208 萬輛，所有機(jī)械采用整車淘汰的減排措施，需投入7400 億元；若采用發(fā)動(dòng)機(jī)更換，需投入1600 億元；若采用發(fā)動(dòng)機(jī)維修，需投入1400 億元。工業(yè)車輛2015 年保有量約為134 萬輛，所有機(jī)械采用整車淘汰的減排措施，需投入費(fèi)用900 億元；若采用發(fā)動(dòng)機(jī)更換，需投入500 億元；若采用發(fā)動(dòng)機(jī)維修，需投入400 億元。由此，對(duì)于挖掘機(jī)械、鏟土運(yùn)輸機(jī)械、工業(yè)車輛三類機(jī)械，采取發(fā)動(dòng)機(jī)維修的減排措施所需要的投資額最小。

2.2 農(nóng)業(yè)和工程機(jī)械的效益評(píng)估

效益評(píng)估中，假設(shè)減排目標(biāo)均為達(dá)到國IV 排放限值標(biāo)準(zhǔn)。以PM、NOx的減排量評(píng)估減排效益。

農(nóng)業(yè)機(jī)械中，以排灌機(jī)械的減排效益最多，NOx每年減排量為27 萬～31 萬t，這與其保有量較大有關(guān)。其次是拖拉機(jī)，NOx每年的減排量為6 萬～7 萬t。工程機(jī)械中，以挖掘機(jī)械、鏟土運(yùn)輸機(jī)械的減排效益最好。采取減排措施后，挖掘機(jī)械每年NOx的減排量為32 萬～33 萬t，PM 每年減排量為3 萬～4 萬t；鏟土運(yùn)輸機(jī)械NOx每年的減排量為15 萬～16 萬t，PM 每年減排量為9 萬～10 萬t。

由于國IV 排放限值標(biāo)準(zhǔn)中的排放因子根據(jù)機(jī)械的平均額定凈功率劃分，農(nóng)業(yè)機(jī)械整體上平均額定凈功率較低，而對(duì)額定凈功率小的機(jī)械，國IV 標(biāo)準(zhǔn)中排放因子較大，即對(duì)小功率的農(nóng)業(yè)機(jī)械，排放標(biāo)準(zhǔn)較為寬松，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機(jī)械PM 減排效益低。

工程機(jī)械由于平均額定凈功率較大，在采取減排措施后，PM 每年減排量約為16 萬t。按照“十三五”規(guī)劃要求，2015—2020 年，氮氧化物累計(jì)減少15%，細(xì)顆粒物未達(dá)標(biāo)地級(jí)及以上城市濃度下降18%，而2015 年我國NOx排放1851.02 萬t，PM 排 放1538.01 萬t[19]。2015—2020 年NOx減排總量應(yīng)達(dá)到277.7 萬t，PM 減排總量約為276.9 萬t。若每年減排量保持一致，則每年NOx、PM 的減排量分別為55.5 萬t、55.4 萬t。如圖1 和圖2 所示，從所有非道路農(nóng)業(yè)、工程機(jī)械均達(dá)到國IV 排放標(biāo)準(zhǔn)的分析結(jié)果看，若采取合理措施控制其排放，對(duì)NOx、PM 的減排將做出大的貢獻(xiàn)。

表7 農(nóng)業(yè)機(jī)械減排所需費(fèi)用 （單位：×106萬元）

表8 工程機(jī)械減排所需費(fèi)用 （單位：×106萬元）

圖1 農(nóng)業(yè)機(jī)械NOx和PM減排效益

圖2 工程機(jī)械NOx和PM減排效益

2.3 不確定性的影響因素

由于數(shù)據(jù)的缺乏及其原有的特性，這些數(shù)據(jù)的不確定性將影響本研究的分析結(jié)果。例如，對(duì)于非道路機(jī)械尾氣排放的控制效果而言，研究所用的排放因子、活動(dòng)水平、保有量等，由于我國在這方面的研究起步較晚，數(shù)據(jù)極其缺乏，特別是尾氣排放的實(shí)測數(shù)據(jù)更是少之又少，所以很多數(shù)據(jù)只能借用國際上現(xiàn)有的一些模型數(shù)據(jù)，如美國環(huán)保署的NONROAD 模型，從而存在很多的不確定性。對(duì)于尾氣排放控制的經(jīng)濟(jì)投入而言，經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)受市場變化、通貨膨脹等因素影響，而且，機(jī)械的維護(hù)費(fèi)用也受機(jī)械的使用習(xí)慣、使用時(shí)間等因素的影響，與尾氣排放控制措施相關(guān)的經(jīng)濟(jì)投入也存在巨大的不確定性。另外，由于各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)收集困難且存在地區(qū)差異，因此本研究中費(fèi)用部分沒有考慮各地區(qū)報(bào)廢補(bǔ)貼等政府鼓勵(lì)費(fèi)用，從而使得結(jié)果不可避免將存在一定的不確定性。因此，后續(xù)研究需要收集和補(bǔ)充各類經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，以拓寬本研究成果的應(yīng)用性。

本研究假設(shè)整車淘汰、發(fā)動(dòng)機(jī)更換、發(fā)動(dòng)機(jī)維修三種減排控制措施都可以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的效果。但由于機(jī)械在實(shí)際的使用中，受工況和工作條件等因素的影響，其尾氣排放的實(shí)際水平將出現(xiàn)一定的差異。因此，為了提高費(fèi)效分析的準(zhǔn)確度，未來工作需要針對(duì)具體措施選擇其代表性的排放因子，以減少該假設(shè)所帶來的費(fèi)效分析結(jié)果的不確定性。

此外，本研究的重點(diǎn)只針對(duì)機(jī)械均采用整車淘汰、發(fā)動(dòng)機(jī)更換或者發(fā)動(dòng)機(jī)維修的其中一種減排措施進(jìn)行費(fèi)效分析，對(duì)于現(xiàn)實(shí)中可能根據(jù)實(shí)際的經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)的可用性等進(jìn)行多種措施的組合并沒有進(jìn)行深入的討論。多種措施的組合實(shí)際上是尋求系統(tǒng)優(yōu)化方案的研究范疇，由于這部分并非本研究的重點(diǎn)，所以相關(guān)的內(nèi)容將在后續(xù)的研究中加以分析討論。

3 結(jié)論

本研究對(duì)非道路農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械的三種減排控制措施進(jìn)行費(fèi)效分析。由于假設(shè)控制措施的減排目標(biāo)一致，三種措施的根本區(qū)別僅在于所需的經(jīng)濟(jì)成本。分析表明：

（1）費(fèi)用投入：從整體上看，農(nóng)業(yè)機(jī)械減排措施的投入明顯高于工程機(jī)械減排措施的投入。三種減排措施中，農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械整車淘汰需要投入的費(fèi)用明顯高于發(fā)動(dòng)機(jī)更換、發(fā)動(dòng)機(jī)維修。

（2）對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械，從整體上看，發(fā)動(dòng)機(jī)更換所需費(fèi)用略高于發(fā)動(dòng)機(jī)維修所需費(fèi)用；從單類機(jī)械上看，多數(shù)機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)維修所需投入高于發(fā)動(dòng)機(jī)更換，收獲機(jī)械、拖拉機(jī)除外。所有工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)更換所需費(fèi)用均高于發(fā)動(dòng)機(jī)維修。所以，在做整體決策時(shí)，對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械，采用發(fā)動(dòng)機(jī)更換的減排方式更佳；對(duì)于工程機(jī)械，采用發(fā)動(dòng)機(jī)維修的減排措施更經(jīng)濟(jì)、有效。

（3）從效益上看，工程機(jī)械可以達(dá)到的減排效果好于農(nóng)業(yè)機(jī)械，由于大多數(shù)農(nóng)業(yè)機(jī)械額定凈功率較小，NOx每年減排量可達(dá)40 萬～45 萬t，PM 減排效益不明顯，而工程機(jī)械由于平均額定凈功率較大，在采取減排措施后，NOx每年減排量可達(dá)約52 萬t，PM 每年減排量可達(dá)約16 萬t。