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京津冀雾霾真凶并非煤电污染

时间:[2017-09-25 ] 信息来源:国际能源网
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  时间进入秋天,人们对于雾霾的担忧又开始增加起来,再加上最近钟南山团队的研究证实了PM2.5污染能够直接影响人体的肺功能,更使人们对于雾霾的恐惧更蒙上一层阴影。实际上,从2011年中国政府承认了“雾霾”一词以来,社会各界对雾霾的关注就没有放松过,而到处耸立的火电“烟囱”与火电的巨大煤耗,让人们自然地认为火电是雾霾元凶。

  但最近,中电联发布了《中国煤电清洁发展报告》,报告指出,我国火电污染物排放控制方面已经走到了世界前列,“煤电对大气环境质量的影响在10%以内”。那么火电到底是罪魁祸首,还是背了黑锅?

  今天,国际能源网小编就用数据为各位读者分析火电在京津冀雾霾所占的位置。

  京津冀34%的雾霾来自燃煤

  雾霾,是雾和霾的组合词。雾霾常见于城市。中国不少地区将雾并入霾一起作为灾害性天气现象进行预警预报,统称为“雾霾天气”。雾霾是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。高密度人口的经济及社会活动必然会排放大量细颗粒物(PM 2.5),一旦排放超过大气循环能力和承载度,细颗粒物浓度将持续积聚,此时如果受静稳天气等影响,极易出现大范围的雾霾。

  近期研究结果显示,约10%的雾霾是自然排放,其他近90%来自人为排放,直接来自人类的经济社会活动。对北京2013年1月五次强霾污染分析得出,大气污染物包括有机碳、元素碳、硫酸盐、硝酸盐、铵盐、扬尘等。硫酸盐、硝酸盐和铵盐是基于一次排放的二氧化硫(SO2), 氮氧化物(NOx)和氨气(NH3)气体经过化学反应形成。挥发性有机物(包括来自烹饪源的油烟型有机物、来自于汽车尾气烃类有机颗粒物、来自光化学反应的氮富集有机物、和从北京周边输送过来的氧化型有机颗粒物),在大量二氧化硫和氮氧化物的作用下发生反应,向二次有机气溶胶转化,产生更加具毒性的细颗粒污染物。它们是上世纪中期美国南加州光化学烟雾的主要成分。

  这些污染物都和人类的生产和生活活动息息相关。对北京PM2.5排放源分析发现,燃煤、机动车为最主要来源。

  北京年平均PM2.5排放中,燃煤占26%,机动车19%,餐饮11%,工业10%。2015年1月的强霾中,北京机动车排放贡献最大,占25%,其次为燃煤19%和外来输送19%;京津冀地区的主要污染来源则是燃煤34%、机动车16%和工业15%。此外,河北和天津地区的燃煤、化工、重金属冶炼都是重金属污染的来源。北京城市大量的机动车排放是造成NOx大气浓度上升的原因,也是硝酸盐同步上升的原因之一。白天NO2浓度出现高值,并同步出现硝酸盐浓度高值,但北京机动车NOx排放造成的危害远非生成了无机硝酸盐,更可怕的是生成了大量的含氮有机颗粒物。白天生成的硝酸盐夜间在高浓度SO2和硫酸盐的作用下向致癌物亚硝酸盐转化。

  煤电对大气环境影响在10%以内

  从上述数据中不难发现,无论是北京,或者更大范围的京津冀,燃煤都对雾霾的产生有着重要的作用,部分情况下,燃煤所产生的污染甚至占比超过1/3,是名副其实的雾霾的第一大来源。与此同时,由于中国独特的资源禀赋,煤电用煤一直占据全国煤炭消费的40%-50%,而且,中国占比不高的优质煤,主要被用来炼焦和供应钢铁、煤化工行业,电厂只能使用低等煤炭。因此,在过去的数年中,火电一直被认为是造成雾霾的最大元凶。

  但最新数据显示,火电被错怪了。

  截至2016年底,我国煤电装机达到9.43亿千瓦,占发电装机总量的57%。火电设备利用小时数进一步降低至4165小时,发电量约为39276亿千瓦时,按照全国平均煤耗312克/千瓦时计算,全国煤电机组消耗煤炭12.25亿吨,占全国全年煤炭消费34.6亿吨的35.4%。

  但如果按照国网能源研究院高级工程师霍沫霖博士的数据,2016年发电用煤占煤炭消费量的43.2%,则煤电在2016年共消耗了至少14.95亿吨煤炭。无论从哪一组数据来看,火电用煤都是煤炭消费的第一大户。

  但是,用煤大户是否就一定是污染第一大户呢?我们来看一组数据。

  从2007年开始,国家发改委和国家环保总局联合下发《燃煤发电机组脱硫电价及脱硫设施运行管理办法(试行)》,提出对安装脱硫设施的电厂实行脱硫加价政策。彼时,我国的燃煤机组供电煤耗为357克/千瓦时。

  经过十年的节能改造,截至2016年底,我国煤电装机中,30万千瓦等级机组3.9亿千瓦,占比为41.6%;60万千瓦等级机组3.4亿千瓦,占比为36.4%;100万千瓦等级机组9682万千瓦,占比为10.3%,已投运百万千瓦超超临界机组96台。在这些新型节能发电机组使我国煤电发电效率已经得到了大幅提升,燃煤发电机组供电煤耗逐年下降。2016年全国煤电机组实现平均供电煤耗312克/千瓦时,同比降低3克/千瓦时,这又是为什么煤电机组大批上马,而用煤量却没有相应大幅增加的原因。

  另外,2015年底,环境保护部、国家发改委、能源局三部门联合发文《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》,对我国煤电机组进行超低排放改造,再配合上产业升级、结构调整等诸多措施,2016年我国煤电机组超低排放改造超过2.5亿千瓦,深度节能改造1.9亿千瓦,五大发电集团50%以上煤电机组完成超低排放改造,神华集团超低排放机组达到62%以上。

  在这两项政策的共同影响下,9月19日中国电力企业联合会发布的《中国煤电清洁发展报告》显示,2016年,我国单位火电发电量烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放量分别降至0.08克、0.39克和0.36 克,达到世界先进水平,三项污染物的排放量分别为31.42万吨、153.17万吨和141.14万吨,总量约为325.73万吨。从1979~2016年,火电发电量增长17.5倍,烟尘排放量比峰值600万吨下降了94%,二氧化硫排放量比峰值1350万吨下降了87%,氮氧化物排放量比峰值1000万吨左右下降了85%。

  王志轩表示:“煤电对大气环境质量的影响在10%以内。”从年排放总量看,三项污染物比排放峰值下降了85%以上,燃煤电厂的大气污染物已不是影响环境质量的主要因素。

  散煤和非电工业才是罪魁祸首

  那如此多的燃煤污染是从哪里来的呢?环保部大气司司长刘炳江表示,非电行业是目前大气污染治理的重点。目前,相比煤电行业污染物持续减排,非电行业对我国污染排放贡献越来越大,我国钢铁的产量占世界的50%,水泥占60%,平板玻璃占50%,电解铝占65%,且分布了40多万台量大面广的燃煤锅炉,量大面广的城中村、城乡结合部和农村的采暖用煤数量更是惊人。

  数据显示,2015年全国39.6亿吨煤炭消费总量中,非电工业领域耗煤量达18.2亿吨。但非电行业的污染治理的基数、管理的能力与电力行业相比还有很大的差距,二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘的排放量占全国四分之三以上。另外,挥发性有机物排放量还未得到有效的控制,主要来源是石化、化工、工业涂装、包装印刷等行业。

  以水泥行业为例,虽然目前水泥脱硝装置配置率已达80%以上,设备安装率高,但是由于监管机制等因素,达标企业并不多。目前水泥行业90%的企业能实现脱硫达标,而仅10%的企业能满足脱硝达标。

  据计算,工业锅炉排放的烟尘和二氧化硫分别占到全国总排放量的41.6%和22.2%。在京津冀及周边7省市区700多万吨的SO2排放中,非电工业和民用散煤排放高达580多万吨,占比83%。

  其次是散煤。数据显示,2015年全国能源消费总量43亿吨标煤,京津冀以全国2%的国土面积,消耗了全国总量10%以上的能源,单位面积二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘排放量约为全国水平的4倍左右。根据国网能源研究院高级工程师霍沫霖博士的研究:“散煤的单位排放强度远高于集中燃煤,如每吨农村生活散煤平均排放约3.73千克PM2.5,每吨电煤仅排放0.48千克PM2.5;相较于集中燃煤,散煤点多面广、难以监管,常使用灰分、硫分含量高的劣质煤,燃烧后往往缺乏脱硫、脱硝、除尘处理,对大气环境影响很大。”

  下面我们以雾霾最严重,也最受关注的京津冀地区为例,看看散煤对雾霾的贡献有多大。

  环保部总工程师赵英民的调查显示:京津冀区域目前每年燃煤散烧量超过4000万吨,占京津冀煤炭用量的十分之一,但对煤炭污染物排放量的贡献总量却达一半左右。

  环保部长陈吉宁曾在2016年表示,1吨散煤燃烧的排放相当于5-10吨电厂排放的污染物;上海外三电厂总经理冯伟忠表示,中国的居民生活用煤没有系统的脱硫、脱硝、除尘,5000万吨家庭用煤的大气污染物排放总量将约等于10亿吨电煤。

  本文取两者折中比例1:13.5计算,京津冀4000万吨散煤的污染物排放相当于5.4亿吨电煤的排放量。那京津冀煤电消耗了多少煤炭呢?由于北京市到2017年初关闭了最后一座燃煤发电站,故在此文暂且不计。2016年,河北省火电装机4510万千瓦,设备利用小时数为4157;天津1378万千瓦,设备利用小时数为4141;两者合计发电量2446亿千瓦时,以全国平均度电煤耗312克/千瓦时计算,用煤量大约为0.76亿吨。

  两者相对比我们可以得出结论,京津冀地区,散煤燃烧排放的污染物是火电燃煤的7倍左右。如果按照赵英民的调查数据,那么,在京津冀雾霾的煤炭污染源方面,散煤占比为50%左右,火电污染为其1/7,则约为7%。而煤炭污染占整个京津冀雾霾成分的34%,也就是说火电产生的污染物,只占了京津冀全部雾霾2.4%左右。

  现在,是时候还火电一个清白了。