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雾霾阴影下的散煤之战
作者:科瑞康管理员   发布日期:   更新时间:2016-04-08 10:31:55   
  导致雾霾的“复合型污染”,不仅指空气中包含污染物质的丰富,更代表着中国工业革命拉得越来越长的战线。这种产业、时间、阶层都跨度巨大的“复合型”污染,让中国的雾霾治理成为一场随时随地、无时无休的战斗。

“复合型”污染

  每到北京三月,春光日渐明媚的时候,不管站在城市的哪一块高处,望向远方的地平线,会发现除了星星点点冒出的绿色外,还有一大片暖洋洋的浑浊灰色,在地平线的一端升起。随着气温的回升,空气中隐藏着一种静悄悄、暖洋洋的威胁。有时候即便顶上苍穹显出蓝色,地平线与天空衔接的部分仍然是一片渐变的模糊青灰。

  这是典型的工业社会的色调。空气中充满了各种各样的工业残留物:二氧化硫、细粒子、黑炭、挥发性有机物……这些物质如同一条布满灰尘的灰色毯子覆盖着城市,让阳光变得浑浊模糊。每当冬去春来、天气回暖时,大气更容易出现静稳气场,留给潮湿的水分子大量的时间和空间,与这些工业社会的排放物不断吸附融合,织成一张越来越厚重的二次排放颗粒物混合层,牢牢地罩在城市上空。中国科学院大气物理研究所研究员、中国生态系统研究网络大气分中心主任王跃思曾研究过天气过程和气象条件对大面积雾霾形成的客观诱因,他告诉记者:“平日里,混合层的高度可以达到两三公里,便可以形成对流风。但在静稳天气下,混合层的高度只有二三百米,相当于一个房顶从两三千米高变成二三百米高。由于混合层高度低,上下也不流动,污染物便被死死地闷在了大气中。在高湿环境配合下造成PM2.5浓度爆发式增长,表现为高强度空气污染。

  于是,“温暖”与“浑浊”通常成为一对相伴相生的天气形容词——这是北京的春天既让人期待,又隐藏不安之处。2016年3月23日,在海南博鳌亚洲论坛上,北京市副市长李士祥这样表达了对北京春天的担心:“北京基本上是两个时段令我们最担心的,第一个时段,入冬。北京供暖11月15日这个前后是最危险的。第二,供暖结束3月5日前后。前一段时间全国开‘两会’的时候是我们最揪心的。”这个时候空气很容易形成温暖的静稳气场,导致重度雾霾的发生。“如果连续搞它几天,我们北京很没面子,压力就大了。”

  2016年的春天就是如此。3月3日、3月7日、3月16日,全国“两会”开幕、闭幕之时,雾霾几次侵袭城市。因此,雾霾成为会上一个重要议题。在这次的“两会”政府工作报告上,减少工业合成污染物成为今年政府工作的重点目标。报告中这么写道:“重拳治理大气雾霾和水污染。今年化学需氧量、氨氮排放量要分别下降2%,二氧化硫、氮氧化物排放量分别下降3%,重点地区细颗粒物(PM2.5)浓度继续下降。”

  但如果不能确定这些物质的产生源头,所谓的治理目标不过是空中楼阁。从上世纪40年代开始,美国洛杉矶历时60多年治理光化学烟雾污染,寻找空气污染元凶就是一段漫长的前奏。《洛杉矶时报》记者奇普·雅各布斯在追忆这段历史时写道:“如同多才多艺的恶作剧,空气污染可以诱发谋杀、自杀、精神障碍、不忠和责备的冲动,它还释放出公司欺诈和为资本说话的所谓科学。”油气企业、石油公司、汽车巨头,还有不同群体的代言人,纷纷指责对方。各种学术观点和观测数据层出不穷,以确定谁该为灰色的空气负责。

  中国要找到污染的源头可能更为困难。王跃思是国家“大气灰霾溯源”项目组报告的执笔人,他告诉记者:“伦敦1952年以煤烟性污染为主,只有燃煤排放的二氧化硫和粉尘,没有汽车尾气排放的挥发有机物,氮氧化物也很少。汽车污染是上世纪七八十年代出现的,洛杉矶在这个时候的汽车工业污染也非常严重,但没有燃煤污染,也没有咱们北方城市的沙尘。所以说它们的污染是分阶段出现,分阶段治理的,比较单一的污染都治住了。”但中国的污染却是少有的“复合型污染”——“除了燃煤污染没治住,汽车污染又出来,还有沙尘污染,所以污染物之间的叠加是非线性增长的。”

  这个“复合”的意思不仅指空气中包含污染物质的丰富,更代表着中国工业革命拉得越来越长的战线。工业化列车的车头和车尾,分别代表着相距甚远的产业和生活方式,以及由此衍生出的污染物。在污染“追凶”的过程中,不断有新的污染源被发现。2015年底的一次大雾霾,让一种新的物质成为公敌。2015年11月底至12月,京津冀地区数次出现持续4日至7日的高浓度大雾霾,拉高了全年PM2.5浓度均值。最厉害的时候,北京局部地区PM2.5浓度数值接近1000微克/立方米,空气颗粒物浓度逼近1952年伦敦烟雾事件时的水平。据环保部分析,重污染期间,化石燃料或生物质燃烧排放的一次颗粒物增加明显,低矮面源的污染,也就是原煤散烧对PM2.5浓度贡献最大。继石油、化工、汽车等工业企业和机动车污染之后,京津冀平原地区的农村和城郊居民的散烧煤成为被专家们“讨伐”的焦点。

散煤之罪

  2016年3月11日上午,环保部部长陈吉宁在梅地亚中心多功能厅举行了记者会,就“加强生态环境保护”的相关问题回答中外记者的提问。散煤治理是记者会上的一个重要内容。陈吉宁在会上说:“散煤是一个比较难的问题,因为它涉及千家万户。一吨散煤燃烧的排放相当于5吨到10吨电厂排放的污染物,而且随着人民群众生活水平提高,散煤的用量在增加。大家看,去年冬天几次严重的雾霾,散煤的贡献是比较大的,所以我们下一个阶段将在做好散煤管控工作上有更大的投入,有更好的办法。”

  所谓散煤是一种在小锅炉、家庭取暖、餐饮用煤中广泛使用的民用煤,灰分、硫分比例高,但价格便宜。在北方人传承千年的日常风俗中,散煤是最主要的家庭用煤,至今仍支撑着北方农村炒菜做饭生火取暖的家常生活。有一组数据可以说明散煤在中国使用的广泛——我国煤炭探明可采储量1145亿吨,是世界第三大煤炭资源国,但我国煤炭资源人均占有量仅为世界人均占有量的51%。看起来,每个家庭的用煤量是微不足道的,即便累加起来也不过1.6亿吨,仅占全国用煤量的3.8%,但因为大多使用的是高硫浓烟的劣质煤,产生的污染量却相当惊人。据初步测算,北方农村每燃烧1吨高挥发原煤,将会排放2.5吨以上的二氧化碳,150公斤以上的其他污染物。以二氧化硫的排放为例,我国电厂年排放量为200万吨,民用散烧则高达320万吨,是电量排放总量的1.6倍。

  这些从村庄的烟囱或者街边小作坊的简陋烟道中排放进空气的污染物,因为距离地面近,对空气质量的直接影响是高空排放同等污染物影响的数倍。同样1公斤的污染物,燃煤电厂在大约三四百米的空中扩散稀释,而且主要是受上风向污染源的影响,而散烧煤和机动车的排放就直接融入近地面人群中,其对人体造成的影响是电厂排放同等污染物的数倍甚至数十倍。清华-布鲁金斯公共政策研究中心主任齐晔曾说:“控制煤炭消费总量固然重要,更重要的是应该考虑煤炭使用途径。中国约有70万台工业锅炉没有系统性的脱硫脱硝除尘,另有5000万吨家庭散烧用煤,这些散烧煤每年排放的大气污染物总量,约等于10亿吨没有经过清洁化改造的电煤。”

  如果梳理中国雾霾的认识和治理史,2013年一定是一个值得一提的年份。工业化积累多年的污染在这一年爆发了。据环保部权威统计,2013年全国平均霾日是35.9天,比上年增加了18.3天,创50年来之最。全国74个城市仅海口,拉萨和舟山三城市空气质量达标,超标城市占比为95.9%。华北中南部至江南北部的部分地区雾霾日数范围为500~100天,部分地区甚至超过了100天。北方地区更成为雾霾肆虐的重灾区。在京津冀、黄淮一带,雾霾最长持续20天左右。

  在这场“举国沦陷”的大雾霾中,燃煤成为最主要的讨伐对象。根据2013年12月中科院大气物理研究所对北京地区PM2.5化学组成以及源解析季节变化研究,燃煤污染是导致北京PM2.5的主要原因,污染源贡献率约为18%。但当时散煤还并不是雾霾“追凶”的主角,全国上下对燃煤的讨伐都集中在火电厂等大宗消耗煤炭的工业企业。但实际上,随着近年来对大企业的治理,大部分集中燃烧的大电厂都引入了脱硫脱硝和脱粉尘的技术和装置。为了降低煤电的排放强度,我国还发布并陆续实施了堪称世界最严格的大气污染物排放标准。如果严格运行这些措施和装置,大电厂的污染可以控制到跟天然气接近的程度。但对于燃煤效率远低于大型火电厂、污染排放未经系统处理的散煤,却一直都缺乏有效、严格的管理。这让散煤的治理成为目前消除雾霾更可能有所作为的空间。

  2016年1月22日,在一场京津冀区域散煤燃烧污染控制与管理技术交流会上,环保部总工程师赵英民也提供了一组数据,证明散烧煤体量小污染大的事实——京津冀区域目前每年燃煤散烧量超过3600万吨,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。“抓住散煤污染控制就抓住了冬季大气污染防治的‘牛鼻子’,是见效最快的措施。”赵英民在会上这么说。

可替换吗?

  在2016年的“两会”政府工作报告上,对散煤的治理思路是:“着力抓好减少燃煤排放和机动车排放。加强煤炭清洁高效利用,减少散煤使用,推进以电代煤、以气代煤。”北京化工大学教授、国家资源利用工程中心主任刘振宇在一份打印出来的报告上将这句话勾画出来,在旁边写了自己关注的三个问题:可能替代的能源有些什么?可实现的替换比例范围?占用煤量的百分之几?

  从技术上讲,寻找清洁的替代能源是散煤改造最直接的方式。在北京已经完成的对城内部分平房地区的散煤改造项目中,电能被采纳为替代能源。从2000年开始,北京城市核心区开始试点“煤改电”,东城、西城两区平房居民尝试采用蓄能式电暖器替代小煤炉,迄今已完成30.8万户居民取暖清洁化改造。据统计,每年减少污染物排放量为3080吨、二氧化硫2618吨、氮氧化物616吨。天然气看起来是另一种可堪大用的替代物。从理论上讲,燃烧天然气比燃煤污染物排放总量要低得多。因此,国家制定了《天然气十二五规划》,2014年天然气表观消费量占一次能源消费比重的5.6%,到2015年,天然气消费量在一次能源消费量占比将达到7.3%。

  但如果把这些技术数据对照实际使用散煤的群体,却会发现方法和现实之间有着难以逾越的鸿沟。中国散煤最大的使用地是北京的近邻河北省和山东省,它们被研究雾霾的专家认为是北京二氧化硫的最大贡献地。“北京大部分二氧化硫肯定来自于河北,还有山东,这是有数据的。”王跃思说,“北京每年燃煤2300万吨,天津7000万吨,河北2.7亿吨,加起来是3.7亿吨,标准煤还要乘以1.2,也就是说三四亿吨的粗煤燃烧。山东是3.8亿吨标准煤。看看现在每天每周每个月空气质量报告,你会发现总是京津冀鲁这一块儿高,为什么?燃煤量加起来是7.5亿吨煤,全国才三十五六亿吨,这个数量占全国22%,占了全世界的10%到11%,京、津、冀、鲁占世界陆地面积万分之五不到,这么一个小面积烧了全球10%的煤,从卫星上看,这块儿不就是个烟囱吗?”而“烟囱”奇观的制造者,正是那些生活在农村或者城乡结合部的升斗市民。不管从现实的经济能力,还是传统的生活习惯,他们都没有能力,也不会有意愿采用一种清洁但昂贵的生活燃料。

  所有的替换物都有着比煤炭高得多的价格。电价是煤价的4~5倍。根据中国人民大学环境学院2014年对北京部分平房地区“煤改电”项目的调研结果,平均每减压1吨燃煤,需要耗资9076元。这么昂贵的成本,只能大部分依靠政府投资和补贴。据国家电网数据显示,截至2015年底,北京市政府已经为核心城区的38.54万“煤改电”家庭投入超过55亿元,但替换掉的燃煤数量仅为60.8万吨。如果要把剩下的300多万吨散煤全部替换成电能,总成本可能高达近270亿元。或许因为昂贵的成本问题,“煤改电”工程即便在北京的核心城区也推进得极其缓慢。从开始试点到基本实现东城西城两区“无煤化”,历时整整16年。

  天然气的价格稍低于电力,但也是煤价的3倍左右。化工学者曾提出了另一种用天然气替换煤炭的路径——以煤炭、焦炉煤气为原料生产天然气。这原本是一种技术相当成熟的工艺,以此方式产出的天然气成本也大大降低,但由于近年钢铁工业发展减速,导致冶金焦市场萎缩,冶金焦产量降低,这种方案所需的焦炉煤气原料严重缺乏,无法量产。

  “我们对煤炭污染的治理,不是技术问题。技术已经很成熟了,这是一个经济问题。”刘振宇对本刊记者说,“关键是价格和承受能力。”在一个已经步入后工业时代的社会,看起来有很多解决燃煤污染的替代技术手段,但最终都会在实体经济现状前遭遇挫败。无论用上述哪一种能源作为替代物,在产量和价格上都不可能在短期内替换掉煤炭。煤炭这种源自春秋战国时期的古老燃料,依然是未来支撑中国工业化列车滚滚向前的基础能源,也是北方广袤平原地区的村庄和小城人民做饭取暖最现实的燃料。

政府的角色

  看起来,用更清洁的煤替换旧有散煤是最具现实性的方案。中国的煤炭储量相对丰富,但煤质却是一个让人担忧的未来。2015年,在环保部针对京津冀地区的煤质督查中,督查组发现,煤质超标普遍,各地超标率19.2%到56.7%不等;售煤网点不规范,40%为无名网点;散煤煤质差,随机抽查的10家集中供热站中,就有7家煤质不达标。数量巨大的劣质煤大多进入城郊和村庄的千万家庭中,成为散煤燃烧的主体。据统计,我国赋存劣质煤资源(高灰、高硫、高挥发分原煤)数量巨大,约占全国煤炭资源总量的44%,其中硫分大于3%的超高硫煤占总储量的9.33%。

  但在研究了一辈子煤炭化工的刘振宇看来,煤并没有绝对的好坏之分,更重要的是看对煤的使用方式是否正确。刘振宇是山西太原人,他还记得小时候冬天烧煤取暖时,家里买来了无烟煤,但在原来的炉子里点不着,因为没有足够的燃烧空间。这也是为什么家庭炉灶和小锅炉的散煤燃烧产生的污染大于集中燃烧,因为炉灶与煤炭品种的不相匹配,会导致好煤也无法产生好的燃烧效果。刘振宇告诉本刊记者,煤炭污染的两大“公敌”,一是燃烧不充分出现的黑烟,一是燃烧后产生的二氧化硫,从技术上来看都不难处理。前者可以用加钙粉的方法,解决二氧化硫的产生,后者则可以通过往煤炭里加促进燃烧的添加剂,比如铁粉,并对烧煤的炉灶做相应的易燃改造,保证煤炭有足够的燃烧空间。但从煤炭的改良到根据煤炭品种相应地改造炉灶,在现实推行中仍然是一个包含诸多技术细节的大工程,需要一个有足够财力和公平运用这些财力的指挥者。

  在所有的雾霾治理经验中,政府介入是毋庸置疑的,即便是在曾经最为倡导自由市场的地方。洛杉矶对烟雾的治理史上,政府的强力介入被认为是20世纪50年代真正的进步。“这个由自由市场统治的城市,这个房地产比黄金更加珍贵的城市,从未对政府如此顺从。铁路巨头、老牌出版商、航空公司高层、旅馆经营者,以及他们叼着雪茄的亲信已经为博学的烟雾工程师腾出地方。原来流行的无限商机的概念已经消失,取而代之的是独一无二的‘一切为了天气’。”奇普·雅各布斯在《Smogtown》一书中写道。

  中国政府已经在污染物的大宗治理上花费了不少金钱。北京市副市长李士祥在海南博鳌亚洲论坛上历数了北京市治理燃煤的花费:北京在大气治理问题上搞了5年的行动计划,84项任务,投资7200个亿,首要任务就是压煤。北京2014年的时候是2300万吨煤,到2015年就压减了到了1300万吨,因此关闭了三家供电厂、1100家工业企业。但在接下来的散煤改良中,政府还要继续投入大量资金。无论做多么简单的添加和改良,新型清洁煤的成本仍然会高过传统散煤。对经济耐受力不高的散煤用户来说,只有在政府补贴的帮助下,才能完成良煤替代劣煤的价格接轨。“改农村散煤”被列为北京市清洁空气行动计划2016年三大重点工作之一。被认为是煤炭污染重灾区的河北省则提出到2017年底,对民用燃煤要实现全替代,其中洁净型煤替代90%以上,其余部分由无烟煤、兰炭等清洁煤替代。烧煤大省山东也加入了散煤治理的行列。虽然2015年冬季取暖季节刚过,京津冀地区2016年冬季取暖的散煤集中招标已经开始了,各地政府都会拿出大量财政补贴,充当“散煤改良”工程中最大宗的购买者。

  但与掏钱购买相比,更重要的是如何购买。目前燃煤市场上有好几种清洁煤品种,它们在市场上使用多年,既提供了解决散煤污染的可能性,也因为资本天然的逐利倾向,竭力构成一个排他封闭的市场。政府的财力支出并不只是简单的数据,还肩负着一系列深远影响——如何正确地运用巨额补贴,通过市场的力量寻找到最合适的散煤,在减少污染物排放的同时,扭转百姓多年来使用劣质煤的生活习惯,并在日后补贴减少或者结束后,依然能形成一个良好的市场循环。这是一个复杂的公共管理问题,里面牵涉的不仅是经济问题,还有政府如何利用市场规律、如何排除市场主体的左右、权力如何在市场中公平地运用等。

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