清华大学环境学院院长、中国工程院院士贺克斌专题发言

时间:[2017-09-22 ] 信息来源:中电联行业发展与环境资源部
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  首先祝贺中国煤电清洁发展报告的正式发布。我今天要给大家来介绍的内容是中国煤电排放控制和空气质量改善的问题。主要是集中在三个方面。首先是我们面临的基本问题。中国的经济社会发展到现在的阶段,大气污染问题越来越受到大家的高度关注。首先有必要回顾一下我们问题的发生,主要的起因,这样为怎么样治理有一些借鉴。首先我们过去30多年快速的发展中,有三个核心的快速因素驱动了我们现在出现这样的大气环境问题。第一个是快速的城市化,中国在1978年的时候城市化不到20%,2015年到56%,城市消耗了能源的84%,总的能源消耗集中在了城市。中国的快速城市化还有个特点,往东部偏,大大小小的城市群集中在东部。

  第二个特点,中国的城市化和世界水平相比,2009年中国工程院和环保部曾经做过一个中国环境宏观战略的研究报告,我参加负责中国城市环境部分,得到的基本结论是中国的快速城市化高于世界平均水平,因为它分析了过去50多年全世界16个国家城市化过程当中工业化驱动城市化的关系,中国是明显已高出世界平均水平的工业化拉动城市化。所以说我们的污染有非常明显的工业污染的特点。城市化过程中,钢筋混凝土是标志性的东西,所以第一是钢铁。第二个要素是水泥。这是过去十几年水泥产量,全世界和中国,红颜色的是中国,蓝颜色的是世界,这个线可以很清楚看出来是平行的关系,意味着过去十多年全世界水泥产量的增量全部都是中国贡献的,世界上其他地区没有怎么变。所以说这是第二个工业化的标志。

  第三个标志是城市化过程中钢筋混凝土修路、盖房子,光是空房子不行,我们今天在这儿,包括我讲话的话筒、照明的东西,要供能,冬天还要供暖,从哪儿来?就是今天的主题——煤炭。所以快速的工业化里的钢铁、水泥、煤炭的消耗是标志性的,现在全世界每年消耗的煤有一半多是中国消耗的。第三个快速也是世界领域发展标志性的,就是城市化必然带来机动化,标志性的事件2009年中国成为继日本和美国之后第三个机动车年产量超过1000万的国家。2009年当年我们成为了最大的生产国和销售国,现在来看不是一个偶发性事件,因为最后仅仅过了四年时间,到2013年中国成为了世界上唯一一个年产量超过2000万的国家。就是我们用了几十年才凑够了1000万,但是仅仅用了四年就干出了第二个1000万,变成了2000万。这个数还不算完,2015年2500万,2016年2700万,奔3000万指日可待。所以说我们是快速城市化、快速工业化和快速机动化。

  我作为一个干环保的工作者,举双手赞成这些快速,因为它给全国老百姓带来了生活上的改善,但是在全国老百姓享受这三个快速带来的生活改善的同时,也正在承受它带来的一些环境的后果。分析1990年到2010年中国各类大气污染物排放的情况,除了2005年我们的二氧化硫开始出现拐点,在2010年之前各类大气污染物,都在大幅度增长。这个增长量如果均摊在960万平方公里,也没有那么大的麻烦,但是并没有均分,和我们城市化的分布很相似,集中在东部地区,特别集中在京津冀地区。聚集了各类污染物。不要忘了在八九十年代我们的烟尘、二氧化硫、氮氧化物、酸雨都是一个阶段里主要的大气污染问题。虽然现在这些问题一个一个逐步消失出了老百姓视线。可以看到2013年到2016年跟我们污染物的空间分布很相似,京津冀地区重中之重,所以2013年以来大气污染治理任务非常重。这是我们面临的基本的问题。

  第二个我想讲的是治理的进程。刚才发布的报告里已经非常清晰地讲到了治理的进程,在这儿我们从排放量的角度来做分析,中国从1990到2015年,二氧化硫排放量从2005年起明显下降,整个的下降幅度分成不同部门的话,红色是电力部门,蓝色的是业部门,浅蓝色是民用,火电这部分贡献非常明显,下降的幅度到2015年总排放量已经低于1990年了,整个工业有所增加,下降幅度不明显,民用也不明显,主要的驱动工业有所增加,所以还一定程度上抵消了总量。这是从1990年以来,我们说每年有一个分布图,火电厂的排放情况和火电厂的增长情况,五年画一个图。非常清晰的过程可以看到,1990到2015年,光看上面的点,我们的电厂不是变少了,是变多了,因为支持了那三个快速,但是污染的情况就是红色的点是不达标排放量高的,二氧化硫,2005年之后红色变得非常少了,到2015年不仅红色变绿色,绿色还变蓝色,越来越多的蓝色,蓝色是越来越多地奔着超低排放。第二个特点是氮氧化物的排放量,主要一开始的驱动力从2012年开始总的氮氧化物排放量开始下降,火电厂和机动车下降的幅度没有电力贡献这么明显。同样,每一年可以画一张图,当然火电厂的量在增加,但是绿颜色出现滞后了五年,从2010年之后开始出现。

  还要特别强调一下,这些数字虽然我们是在地面做分析的,经常有人说地面这些数字算来算去不会算错吧,看起来挺漂亮,我们有多种证据,包括卫星遥感,因为现在卫星遥感对硫和氮从2006年开始一直追踪,越来越成熟,世界上各种卫星都一致证明我们的硫和氮下降的事实。我们分解一下,这个下降主要的贡献者是我们的电力,当然包括一次颗粒物,就是颗粒物、烟尘和二氧化硫,烟尘、二氧化硫和氮氧化物也是一个明显的下降。可以看到从全国的总颗粒物排放来讲,我们的电力一直是很低,从九十年代开始就不是最高的贡献者。刚才讲到我们在八九十年代的时候,困扰我们的是二氧化硫、二氧化氮、酸雨、烟尘,世界上曾经出现过,我们说大气污染有两种,一种是相对简单一点的就是一次污染,排二氧化硫,出来的还是二氧化硫,两者之间关系非常明确。但是还有另外一种复合污染,到现在为止出现过三种,一种是酸沉降,第二种是臭氧,第三种是PM2.5。我们可以说中国在治复合污染上是有所成就的,比如酸雨,九十年代我们的酸雨面积占国土面积的三分之一,2016年5月联合国第二次环境大会上,当时陈吉宁部长非常理直气壮地宣布中国已经基本上解决了酸雨的问题,所谓的基本上有两个非常重要的指标,第一,30%左右国土面积的酸雨,2015年变成8.8%,2016年变成7.1%。第二个,全国平均PH值恢复到了5.6的正常水平,相当于治病,血压高、血脂高,吃药以后指标不高了,变正常了。我们现在分析吃了什么药?最管用的药是火电厂硫、氮降下来了,这是非常清晰的。

  从2013年“大气十条”实施以来,仍然在继续贡献,空气当中的浓度除了酸雨这种复合污染以外,PM2.5也是一种复合污染,各大区往下降,包括PM10、二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮这些指标都在下降,臭氧有一点抬升,但是幅度不大。其他大幅度下降,六种污染指标里的臭氧要抑制它抬升的趋势。从全国达标的情况来看,多数城市,从全国74个城市统计,2013到2016年四年平均下降30%,这是中国工程院的评估报告给出的结果。同时我们再看,这是全国主要区域PM2.5化学成份的构成,这里用了两种办法,一个是地面的化学构成,一个是卫星反演和模型结合做出来的化学构成,按照几大区化学构成的变化,可以看到主要的结论是,到目前为止,二次无机颗粒物还是比例最高的,其次是有机物和黑炭。二次无机颗粒物就涉及到二氧化硫变成了硫酸盐,氮氧化物变成了硝酸盐,无论是地面观测还是卫星反演得到的结果都是这样。

  同样,从2005到2012年,我们PM2.5的下降,把它分解成硫酸盐的话,硫酸盐是明显下降的,硝酸盐是稳中略有上升,2012年前后开始有所下降,跟我们电力减排的氮氧化物是非常契合的,这是第二个信号。第三。硫酸盐、硝酸盐的减排的原因是前体物还是别的原因?有人讲,一次颗粒物也有硫酸盐,这里做相关性分析,二氧化硫、二氧化氮和硝酸盐、硫酸盐减排之间的相关性的系数一致性非常高,说明我们前体物减排造成的硫酸盐、硝酸盐在PM2.5里数值的降低是没有什么可以争议的。第三个是哪些部门贡献大呢?左边的是所有前面的二氧化硫和氮氧化物,黄颜色是活动水平,就是电力的增加,活动水平的增加是增加氮氧化物的,怎么使二氧化硫总的水平下降呢?实际上是排放因子下降,就是技术水平的提升,从原来二氧化硫曾经标准500、1000都有过,现在到了几十的水平,从特别排放限值再达到超低水平,所以从环保的角度一点不客气地讲,我们整个的水平跟国际上相比,在煤电的污染控制上我们是先进水平也好,领先水平也好,我想都不为过。但是另外几个指标,比如说工业,整体是往上升的,交通在二氧化硫的贡献很小,还有民用的量,虽然不是最大的,但是也是略有上升的结果。就是从变化因子上可以看到特点。

  如果从地区来看,我们仍然可以看到东部地区主要是电厂减排最大,四川盆地是除了电厂减排,它用低硫煤贡献是比较明显的。我们现在比较羡慕珠三角地区改善比较好,因为珠三角氮氧化物的控制比较高,就是氮氧化物减排是比较明显的,所以在硫氮协同上,珠三角是比较明显的,所以它在臭氧和PM2.5上都获得了不少的环境效益。最后一方面讲一下未来展望。我说的未来展望不是说新技术,而是治理,环保部刘司长经常在用这个图,基本上是一个业务化的图,可以解释一下,这个图的横坐标是四年时间每一年12个月,纵坐标就是华北地区“2+26”个城市,不用看浓度的分布,就看五年PM2.5改善的程度,全年平均肯定是改善的,目测就可以看出来,但是在冬季还是仍然有不少问题,这些区域比如说对应到石家庄,在去年12月份,今年1月份,往往出现在这些时段的时候,我们正在治理过程当中,尽管年平均改善了,冬季还时有发生的重污染。这个过程我想今年可能还会有这样情况的发生,我想这是治好的过程当中在发生的。我也在讲,没有说这些年里这么短时间里彻底消除,但是整个的走向是明显的,而今年把主要的目标对准了冬季重污染的过程。

  冬季重污染,举一个例子,2016年11月24到26号出现过一次重污染,这是北京记录的。当时二氧化硫、硫酸盐涨的也是非常快的,但是下边二氧化硫浓度非常低,也就是十几,但是氮氧化物相对高一些,所以也有这样的疑问,就是冬季出现重污染了,不是说脱硫效果都非常好吗?那么北京的二氧化硫浓度空气中这么低,PM2.5里的硫酸盐怎么涨出来呢?那是不是脱硫的效果里有这样那样的问号呢?产生这么一种推论的考虑,我想也是不断有这样的声音在讨论这样的问题。所以还是回到这儿看。我说大幅度的二氧化硫排放量的降低,火电厂是明显的,但是不要忘了我们还有一大块工业、民用,这个排放量仍然在这儿,跟火电厂比它已经是占了绝大多数的总量,这是第一个因素需要考虑的。第二个因素是这些工业里又分解成什么样的排放量呢?热力的、各类工业锅炉的红颜色很多,还有钢铁、水泥、石灰、砖瓦、玻璃、炼焦等等,这些行业的排放量在现有的总排放量里已经占了绝对的量。这是全国31个省市几大块,可以看到电力占的很低,比如说山东的排放量最大,它最大的一块还是蓝色的工业,即使电力占的比例非常小了。我们全加到一起,就是京津冀及周边六省市二氧化硫排放量加一块以后还有700多万吨,就是这些排放量还在这儿,并不是说电力的没有了,其他的就没有了,不是这个概念。如果我们就把京津冀和周边7省市工业二氧化硫加在一起,把电力去掉,把民用去掉,剩下总排放量是三分之二还是工业,如果加上民用的话,83%,其他的包括电力还有其他工艺过程的东西加起来是不到20%,只有百分之十几。

  今年9月1号,北京出现了100多的比较高的二氧化硫和PM2.5浓度,这是在北京做的PM2.5的构成,从29号到9月2号,里面40%左右的硫酸盐。大家也有一个问号,这个硫酸盐从哪儿来的?还没有大面积的供暖,北京的二氧化硫当天的浓度很低,低于10,也有这样的声音,我想做一点初步的解释。大家可以看到这个图,这是北京,北京当天的PM2.5从8月29号到9月3号增长的非常快,但是二氧化硫从29号开始一直没有变,很低,天津也差不多这样的现象,但是别忘了在整个华北地区不仅仅是北京、天津,还有西边的大同,二氧化硫到100多,南边的邢台也是非常高的。最后说你有什么证据说他们影响了北京和天津呢?现在我们有办法,就是气团的反向轨迹推,这是非常容易的,我们从北京这个点要推24小时前气团从哪儿来的,这是非常明显的两个来源,一个是从南边来的,包括从邢台过来的,还有从大同方向过来的,大家可能笑,在三五百公里之内污染物的传输是非常正常的。第二,不仅仅是这些证据,因为今天说得比较宏观一点。再细说,卫星和地面激光雷达都可以给出变化的情况,也就是说我们不能孤立的看一个城市,也有可能有的时候不是对北京,而是另外一个城市,周边影响它,也可以做反向轨迹、前沿轨迹等等。这是我们说周边的城市二氧化硫没有降下来,整体是这么一个情况。所以我们可以看到在京津冀这个地区,如果按照煤电来看二氧化硫排放强度的话,从2005年之后下降的非常厉害,现在的数据是多少?就算电力,每平方公里0.58吨是电力的。再来看京津冀的工业,这是工业排放强度的情况,排放是每平方公里4.9吨,几乎是电力的10倍。再看京津冀的民用,民用是每平方公里1.1吨,几乎是电力的2倍,所以大家可以看到随着治理进程的推进,主要矛盾在转化。我们再用区域原解析的方式可以给出PM2.5的贡献,草绿色的是工业,红颜色的是民用。春夏秋三级主要是供给贡献PM2.5多,民用很少,但是进入冬季供暖以后民用排第一,工业排第二,地区的工业和民用成了我们下一步主要解决问题的目标,特别是到了冬季供暖期,工业和民用的问题成了主要矛盾,主要矛盾不在电力。所以产生重污染的时候硫酸盐从哪儿来的问题,如果说把工业和民用也彻底解决了,再来看它会涨成什么样?会有什么变化?现在这两个还这么大比例,我们现在集中精力想方设法支持环保部赶紧要解决这两部分的问题,我们讨论这个问题的时候可以看到整个污染源分布,电力的颜色变成绿颜色,钢铁的分布、建材的分布、工业锅炉的分布在京津冀地区,现在还没有把散乱的统计进去。打仗的主要敌人的对象现阶段要做调整,民用固体燃料分布在京津冀地区,尤其是排放PM2.5这块非常集中,也就是说我们“2+26”个城市覆盖的对象。

  所以我们说在解决污染问题的时候,不是某一种污染源,很多领导到城市里说你们大专家来了,能不能给我们介绍一下我们这个地方到底是什么原因造成的?究竟用什么办法解决?我说一个到底、一个究竟就给我一个单选题。说一种污染源,给一种技术把问题解决。我说首先没有这样的答案,为什么?因为PM2.5的问题是一果多因。既然是多因,那就要多个因都要解决。所以我们虽然看到的是PM2.5、臭氧的问题,它和这些污染源都有关系,对应的污染源就更多了。所以污染源的构成上我们要掌控它的特点,才能够不同阶段抓住它的主要矛盾。最后我想讲三点基本的认识。第一,煤电减排是中国最近十多年来二氧化硫和氮氧化物这几种核心大气污染物实现总量下降拐点最大的工程,这点是不可质疑的,并且它同时为我们的质量改善起了作用,为我国酸雨问题的基本解决和雾霾问题的改善作出了历史性的贡献,这点也是不容置疑的。我说的历史性,就是发展到这个阶段它拿下了大头,历史性还有另外一个含义,就是有接力棒的关系,这个阶段再去弄电力的话,它的潜力已经历史性的转移到下一个了,下一个是谁?刚才我已经在排放源里说得很清楚。

  第二,相对于大气环境容量而言,目前我国的主要大气污染物的总量仍然明显偏高。比如说京津冀地区和周边7省市,我们现在比较关心的硫的事,二氧化硫排放量仍然高达700多万吨,这是该地区重污染时段硫酸盐快速升高最根本的内因,当这条非常明显的时候,集中火力赶紧做。第三,随着近十年治理进程的推进,煤电减排的潜力已经非常有限,我们还有好多超低排放的改造要向前推进,现在刚刚到一半,到2020年之前还会再贡献。但是它已经拿不出大头了,大头在非电工业和民用散煤,成为进一步减排的主要领域,比如说京津冀及周边7省市地区,700多万吨的二氧化硫排放当中,非电和民用散煤排放高达580万,占了83%,这说明加大民用散煤和散乱污企业治理力度,还有加大非电工业治理和冬季错峰生产力度,是进一步释放减排潜力、实现空气质量持续改善的正确途径。这是我今天想要发表的几个观点。谢谢大家。(本文内容根据新华网文字实录整理)

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