查看原文
其他

发改委能源所刘虹:风不来,霾就在——对北京市雾霾污染频发的6点分析

2016-12-09 刘虹 何继江

编者按:我在10月16日清华大学何继江:北京的雾霾指数高于周边所有城市,谁污染谁?和11月4日11月3日的诡异雾霾!北京的雾霾最可能是本地产生的!两篇文章中推测北京的雾霾主要是本地污染造成的。有部分读者表示这个结论很难接受,但是与我持相近观点的研究有很多,今天推荐国家发改委能源所副研究员刘虹对雾霾的一份研究报告。刘虹也毕业于清华大学能源环境经济研究所(代号901室),她是我的同门师姐,刚才她在我们所校友微信群里发了这篇报告,我积极申请微信公众号发布。


国家发展和改革委员会能源研究所 刘虹


当前,北京市空气污染形势严峻,特别是PM2.5超标问题比较突出,重污染天气出现频律加快、雾霾引起的臭氧(O3)污染凸显。多年的铁腕治理,北京市“雾霾锁城”之势似乎未见根本扭转,“风不来,霾就在”的阴影在人民群众心头难以消散,切身感受比较强烈。随着北京雾霾治理工作的不断推进,雾霾污染的成因与构成会出现一些新情况与新变化,值得有关部门高度关注。


对当前北京市雾霾污染频发的分析与判断


  (一) 常规治理取得成效,环境总体向好,但重度雾霾频发,臭氧(O3)污染凸显,治理任务仍然艰巨

近年来,北京市不断加大大气污染防治工作力度,通过采取压减燃煤、控车减油、治污减排、煤改电、煤改气等综合防治措施,北京市大气污染物持续减少,环境质量有所改善。据北京市环境保护局提供的数据,过去5年间,二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、可吸入颗粒物(PM10)以及细颗粒物(PM2.5)年平均浓度呈下降趋势,尤其是二氧化硫及PM10等大颗粒物污染物浓度下降明显。值得关注的是,全市CO浓度在增强,O3浓度也增长迅速。其中二氧化氮,PM10、PM2.5、O3等污染物的浓度均超过国家二级标准,CO浓度的上升也逼近国家二级标准。北京市自2013年开始对PM2.5进行监测以来,PM2.5年平均浓度持续下降,但离国家标准仍然相去很远。目前,北京市空气质量六项指标仍有四项指标远远满足不了国家二级标准,总体来看,大气污染形势依然十分严峻。


近年北京雾霾污染出现一些新的变化,如重污染天气频发以及臭氧(O3)污染等,使得治理工作更加艰难。2015年,北京市发生PM2.5为首要污染物的空气重污染天数达到42天,从今年10月份以来不断发生的重污染天气情况来看,2016年雾霾重度污染天数超过2015年的可能性极大。北京目前空气年均臭氧浓度已达202.6微克/立方米,超出国家二级标准160微克/立方米的要求,近年浓度值上升较快,夏季污染尤为严重,对人们健康造成伤害甚至超过雾霾污染。


  (二)污染颗粒比例随雾霾程度不同有所变化,重度污染发生呈现一定规律性

随着雾霾治理工作的推进,雾霾污染的构成在发生不同程度的变化。

北京市重污染时段和清洁时段的PM2.5来源有很大不同,有专家指出,目前重污染时段PM2.5的主要来源为机动车、燃煤、工业和扬尘,分别约占42%、28%、13%和12%,其它占5% ;清洁时段PM2.5的主要来源为燃煤、生物质燃烧、扬尘和机动车,分别约占45%、17%、15% 和13%,其它污染源合计占10%。

从2010年到2015年《北京市环境状况公报》发布的数据曲线变化轨迹来看(见图1),北京市空气污染呈规律性变化,北京地区PM2.5、PM10、SO2、NO2等污染物基本呈现夏季低、秋冬高的趋势;春节前后一段时间会出现一个小低潮,开春后3-5月份,伴随沙尘天气,PM2.5等可吸入颗粒物浓度再度上升;臭氧(O3)污染在夏季随着气温升高,污染比较严重;每年10-11月通常也是北京市重度雾霾多发期。


(三)北京能源消费与环境容量严重超载,污染末端排放种类和排放标准直接影响雾霾发生程度的变化

北京市及京津冀地区之所以空气质量污染严重,主要源于地域性能源消费强度太高,巨大的能源消费密度必然带来巨量的污染物排放。按单位面积能源消费强度衡量,目前,北京市与京津冀地区单位面积能源消费强度分别是全国平均水平的5到10倍,且在过去20多年里不断上升。另外,北京三面环山,中间地势低洼,大气污染物漂浮于上空不易扩散,外来污染物容易集聚经久不散,环境承载容量受到极大限制,一旦气象条件不好,北京市“雾霾锁城”在所难免。

正因为这样,北京市在治理大气污染过程中,把控制能源总量和优化能源结构作为首选,2011-2015年,北京市能源消费总量从6995万吨标煤减至6850万吨标准煤,能源结构中,煤炭消费负增长;天然气年均增长19%,占比从14%一跃至22%;成品油以3%-5%的速度递增,电力消费平均增长1%左右,能源结构不断优化已非常明显。


   自北京实施“煤改气”工程以来,2011-2015年,共计压煤减煤1165万吨;天然气用量翻了一番,仅2015年一年燃气使用量比上一年多出32亿立方米,预计北京市2016年天然气使用量将达到160亿立方米左右。调研发现,虽然煤炭消费占比已从26%降低到15%以下,但与其直接相关的二氧化硫污染降低似乎不成比例,PM10也没有出现明显下降;天然气占比从15%增加到接近22%以上,与近年氮氧化物浓度持续偏高、PM2.5峰值上升形成正相关。由此推论,全市骤增的燃气排放,显然加重了氮氧化物、水蒸气的中低空排放,提高了空气的氧化性,与其他污染物发生化学反应的可能性加大,导致次生雾霾污染加大、以及衍生臭氧污染等一系列问题。可见,随时掌握雾霾形成因子与特点变化,系统性把控好能源消费总量和能源多元化、优质化结构调整的节奏,严格各类能源使用排放标准,实现北京市能源系统经济环保效益的最大化,是有效治理北京市大气污染的关键。


 (四)北京重度污染主要源于本市燃气排放剧增、以及机动车尾气、各类挥发性物质排放巨大造成氮氧化物浓度过高,在静稳气候条件下发生二次反应形成大量雾霾,外部传输不是主因

从近一段时间北京及周边不断出现的污染天气来看,北京市空气污染较周边城市更为严重。作者了解到一组数据,从2013年1月到2016年8月,44个月中北京市PM2.5月均值浓度有18次超过京津冀区域13个城市月均浓度,二氧化氮月均值浓度有25次超过京津冀区域13个城市月均浓度、臭氧最大8hr值超标率有20次超过京津冀区域13个城市月均浓度;仅2015年1-12月,北京市PM2.5月均值浓度就有8个月超过京津冀区域月均浓度,二氧化氮月均值浓度有12个月次超过京津冀区域月均浓度、臭氧最大8hr值超标率有8个月超过京津冀区域月均浓度。京津冀区域二氧化硫浓度、大颗粒物污染浓度偏高,一直大于北京市的浓度,造成对北京市的传输影响。


另外,在北京市几次出现重度雾霾污染时,其变化趋势与周边城市并不完全存在一致性或滞后性。在非采暖季的4-11月,尤其是7-11月静稳天气产生的雾霾,基本可以判断,重度雾霾污染的出现与臭氧污染的形成,污染源主要来自机动车尾气、大量燃气燃烧产生大量氮氧化物、水蒸气、与各类挥发性物质发生二次反应而导致的,外来污染主要以硫化物和大颗粒物污染为主。北京市在无北风静稳天候条件时,重污染主要来自天然气燃烧和机动车尾气排放,自身污染比较严重;在偏南风的缓和气候条件时,污染主要来自城市周边煤炭燃烧和秸秆等生物质燃烧,与外来传输发生一定关系,外来传输主要以硫化物和大颗粒物污染为主。


(五)机动车、城市车队等大型车辆尾气排放污染严重,不可小视。

为治理雾霾,机动车尾气排放问题日益受到越来越多关注。据中国科学院有关专家推算,在供暖季,北京市汽车尾气排放的CO、NO2 和 SO2分别占全市CO、NO2 和 SO2总排放量的30.1%、72.4%和6.6%,在非供暖季,汽车尾气排放的CO、NO2 和全市SO2占CO、NO2 和 SO2总排放量的53.3%、74.3%和20.3%,对大气污染影响不可小视。尤其是长时间行驶的公共机动车辆污染排放问题更要给予重视。调查发现,北京市出租车总量约67000辆,按双班24小时运行,每天平均行驶公里数达到650公里,年行驶里程达20万公里以上,尽管出租车总数仅占全市汽车保有量560万辆的1.2%,但行驶里程长、车况差,对大气污染物排放的贡献较大。


另外,北京市还拥有一支庞大的“城市车队”,每天在市区内外不断流动。“城市车队”包括为维护城市的正常运行每天行驶在城市道路上的各种车辆,如公交车、旅游车、渣土车、清洁车、垃圾车、邮政车、物流运输车等。据统计,全市约有22万辆重型柴油车,虽只占机动车保有量的4%,但其排放的氮氧化物(NOx)、颗粒物(PM)却分别占机动车排放总量的50%、90%以上,柴油车的尾气排放远远大于汽油车,单辆重型柴油车排放的NOx和PM远高于汽油小轿车,一般相差数十倍甚至上百倍,如果油品质量把关不严,无疑是严重影响北京大气环境的流动排放源。


(六)劣质散煤燃烧管控不严,治理工作必须彻底到位

目前,北京市已基本实现了核心区“无煤化”、城六区“无燃煤锅炉”。散煤作为生活和采暖热源,主要分布在北京市城乡结合部和昌平、顺义、通州、大兴和房山等农村地区,从北东南三面对北京城区呈包围之势,其中南四区平原煤散烧量占全市的43%。农村地区原煤散烧量大面广,用户多且分散,排放高度低,密集分布在城市周围,管理和治理难度很大。


调查发现,北京市农村用户、特别是城乡结合部位区县外来人口用户,以及小散工商企业用户的小锅炉、小茶炉、土暖气使用劣质散煤的情况仍然比较严重。主要有三个方面的原因,一是补贴金额有限,难以彻底杜绝劣质煤炭的市场流通。往往补贴金额难以覆盖替代成本,由于价格差异,许多用户不乐意追加成本而改变以往的传统习惯,劣质煤仍有一定市场空间。如果清洁型煤源头管不住,加上清洁煤供应、配送、质量监督体系不够健全,很难杜绝劣质煤在市场中的流通销售。二是清洁煤与炉具难以配套,各成体系,市场上通用炉具与无烟型煤适应性较差,各区县推广的补贴的炉型和煤型品种不一,造成农户炉煤不匹配、不能用等现象,甚至出现有些用户采购到有补贴的优质散煤后卖掉,再购买劣质散煤使用的不正常现象。三是农户对洁净型煤认知程度不足,环境保护意识不强,也影响了优质煤的推广。


加强北京重度雾霾污染防御与治理的几点建议

  1, 加大科技含量,引入大数据分析与智能模拟和管理技术,加强雾霾增量形成机制与变化规律的研究,提高重度雾霾预报预警的准确性,提升紧急预案的组织管理能力,严格重污染天气环境执法监督,提高市民防御意识和能力,实现环境信息社会公开,促进政府、媒体和公众之间的互动关系,提高应急管理工作的精细化水平。

2,加强氮氧化物污染治理,树立以属地为主导,以协同为保障的治理工作思路,加强自身环境治理,坚持常态防治与应急处理相结合,实行京津冀地区统一污染排放标准与污染执法尺度,建立跨区域的重污染问题,环境违法案件或突发环境污染事件的联动排查与处置机制,三地联手及时有效地应对可能发生的重大雾霾事件。

3,突破地域性与行政性局限,借助京津冀协同治理国家战略,加深北京与京津冀地区能源环境预警容量相关理论研究,积极推进京津冀能源发展统一规划、开展一体化能源优化建设。实现全局性能源环境的系统优化。

4, 强化机动车燃油污染治理,提高燃油质量,细化空气重污染机动车应急管理措施,进一步加大对本市公交车、旅游车、渣土车、清洁车、垃圾车、邮政车、物流运输车“城市车队”的清洁能源转化力度,提高出租车更新为电动汽车与燃气汽车的比例。

5,远郊农村地区散煤治理应区别对待,做到有的放矢,治理重点应放在以优质型煤替代劣质散煤,严格洁净型煤标准,抓住源头,管好洁净煤的流通配售渠道,构建完整的洁净型煤配送、质量监控体系,加快区域性洁净型煤储配中心、配送中心建设,统一配备煤质检测装置,以确保洁净型煤煤质、供应、价格的稳定,杜绝劣质烟煤非法流入市场。

6,立足长远,标本兼治,从治理“大城市病”入手,学习、吸收国际大型、巨型城市治理雾霾、治理健康城市的有益经验,通过提升城市治理水平,推动北京市持续、高效、绿色发展,消除大城市发展过程中的各种病变,根除雾霾污染的发生。


刘虹女士对于书法颇有造诣,我发几幅字,请大家赏析





长按二维码关注何继江微信公号,点击历史消息,可查阅能源革命等系列文章


您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存