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河北治霾隨記(1)霾從何來?
從2015年開始,就河北省提高能效和大氣污染治理,中德開展了一項(xiàng)合作研究。我有幸作為這個(gè)項(xiàng)目中德雙方專家團(tuán)隊(duì)的協(xié)調(diào)人,從始至終參與了這項(xiàng)工作。
本來,我不想在現(xiàn)在公開前一段工作中的所見所聞,而是希望通過即將開始的示范工程向社會(huì)提供具體的治霾實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)。但是,從2016年底至2017年初這幾場接二連三的大霾,嚴(yán)重影響了所有人的健康,產(chǎn)生了巨大的社會(huì)影響,使得人們對(duì)大氣污染的來源、治理方法、治理速度等等,產(chǎn)生了一系列的疑問,一時(shí)間眾說紛紜,甚至出現(xiàn)了很多離奇的說法。因此,我覺得有必要把我們工作中得到的一些信息和結(jié)論與公眾一起分享,以利于公眾了解大氣污染的問題,以利于公眾理解和支持現(xiàn)在正在開展的治霾工程。

霾從何來?
霾從何來?毫無疑問,這是治霾工程的基礎(chǔ)。
可以肯定的是,現(xiàn)在大氣中濃度如此之高的PM2.5這樣的微小顆粒物,絕大部分是由于化石能源的燃燒產(chǎn)生的!
我們調(diào)查的核心,是分析:
1、誰燃燒了化石能源?
2、如何燃燒的?
3、燃燒后的煙氣是否處理了?
4、煙氣是如何處理的?
5、處理后的煙氣中各種污染物的排放如何?
在調(diào)研中發(fā)現(xiàn),事實(shí)與我原來的預(yù)判有很大出入。
河北省現(xiàn)在每年燒3億多噸煤炭,燒幾千萬噸汽油和柴油。下面我們就分析一下這些燃煤和燃油的大戶和污染排放(本文僅以顆粒物為例),它們也是污染排放的大戶。
眾所周知,中國(除了河北)的鋼鐵產(chǎn)量位居世界第一,而河北省的鋼產(chǎn)量位居世界第二。2016年,河北省生產(chǎn)了2億多噸鋼,2億噸左右的生鐵。河北省有約1億噸左右的煤,用于鋼鐵廠和煉焦。這就占了河北省燃煤消耗的1/3左右,毫無疑問,是煤耗的第一大戶。而鋼鐵廠燒結(jié)機(jī)的煙氣排放,煉焦的熄焦工藝、煉焦?fàn)t炭化室的焦油煙氣泄漏、煉焦煙氣的排放,是這個(gè)領(lǐng)域最大的大氣污染源。
不過,河北省鋼鐵和煉焦產(chǎn)業(yè),近年來環(huán)保改造力度很大,顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物排放下降的速度很快。但盡管如此,由于產(chǎn)量特別巨大,因此鋼鐵和煉焦兩個(gè)產(chǎn)業(yè),仍然毫無疑問是河北省最大的工業(yè)大氣污染源。
需要說明的是,40年前,中國全國的鋼產(chǎn)量僅為2000多萬噸,河北省的鋼產(chǎn)量為200萬噸左右。40年時(shí)間里,河北省的鋼產(chǎn)量增加了100倍左右!這當(dāng)然是一個(gè)了不起的建設(shè)成就,是今天中國現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。但另一方面,也成為一個(gè)重要的大氣污染源。試想,即便在40年間,河北省生產(chǎn)單位鋼鐵和焦炭的污染物排放量減少90%,那么由于產(chǎn)量增加了100倍,污染物排放總量也會(huì)上升10倍左右。因此,對(duì)于河北省來說,鋼鐵和煉焦產(chǎn)業(yè)的污染物減排,也就成為一件特別艱巨的工程。
其次是工業(yè)和供暖的燃煤鍋爐,每年要燒幾千萬噸煤。這個(gè)領(lǐng)域的環(huán)保改造已經(jīng)進(jìn)行了3年多,現(xiàn)在大部分鍋爐的煙氣排放都經(jīng)過了污染物減排處理,也就是給煙囪戴了口罩,因而污染物排放下降的速度也很快,不過各個(gè)鍋爐的技術(shù)改造水平差異很大,各個(gè)鍋爐之間污染物的排放量差異也較大。在這個(gè)領(lǐng)域,還有很大的減排潛力。一些中小企業(yè)的小鍋爐,污染物排放量很大。但是,這些小鍋爐的數(shù)量特別大,因此環(huán)保管理工作特別困難。
河北省燃煤電廠每年的煤耗還略多于工業(yè)和供暖燃煤鍋爐的煤耗。不過,燃煤電廠的鍋爐煙氣處理最近幾年來有了很大的改進(jìn)。因此,總的污染物排放量反而低于工業(yè)和供暖燃煤鍋爐的排放。中央政府已經(jīng)決定燃煤發(fā)電廠還要進(jìn)行超凈排放改造。在超凈排放改造完成后,河北省燃煤發(fā)電廠的污染物排放在全省大氣污染物排放總量所占的比例,就微乎其微了。
河北省水泥廠的燃煤煙氣排放也是一個(gè)污染物排放大戶。我對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的情況不太了解,只是知道很多水泥廠都進(jìn)行了煙氣處理的改造,污染物的排放總量估計(jì)不會(huì)超過工業(yè)和采暖燃煤鍋爐。
下來就是機(jī)動(dòng)車了。當(dāng)然機(jī)動(dòng)車不是燒煤炭,而是汽柴油。河北省的機(jī)動(dòng)車每年燒幾千萬噸汽柴油。我們注意到,原西德的霾是在上世紀(jì)90年代初基本得到治理的,那時(shí)德國的小汽車采用的還是歐2標(biāo)準(zhǔn),德國單位國土面積上的小汽車密度比今天的河北要密集。而京津冀地區(qū)絕大多數(shù)小汽車已經(jīng)采用歐3、歐4和歐5的標(biāo)準(zhǔn)了,尾氣污染物的排放應(yīng)該比90年代初德國小汽車的尾氣污染物排放低得多。
中國的汽油算是比較清潔,北京上海等大城市使用的汽油,硫含量不到10ppm(ppm是英文百萬分之一的縮寫),達(dá)到了歐5的標(biāo)準(zhǔn)。燃油中硫含量過高會(huì)使三元催化劑中毒,而所謂的三元催化是降解尾氣中的一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和有機(jī)揮發(fā)物(VOC)的,現(xiàn)在生產(chǎn)的小汽車都帶有尾氣三元催化器。因此,降低燃油中的硫含量是機(jī)動(dòng)車尾氣治理的前提。不過,中國小汽車的三元催化器是否更換及時(shí),實(shí)際尾氣排放中各種污染物是否在標(biāo)準(zhǔn)的上限之下,很多專家是心存疑慮的。
不過在機(jī)動(dòng)車污染方面,大的問題還是出在柴油機(jī)動(dòng)車,特別是柴油大貨車上。中國的柴油,過去硫含量是很高的,為800~2000ppm,是小汽車用汽油的80~200倍;加上柴油大貨車的單位里程油耗是小汽車的好幾倍,因此,其尾氣中的二氧化硫排放量自然就是小汽車的幾百倍了。硫含量在3000pp。過去,只有一些大城市的公交車公司,能夠用到硫含量上限為300ppm的所謂清潔柴油。自2013年中國政府決定大規(guī)模治理大氣污染以來,中國的煉油產(chǎn)業(yè)大規(guī)模建設(shè)加氫裂解裝置,降低柴油中硫含量。柴油的平均硫含量在不斷下降,不過現(xiàn)在平均下降到什么水平,從公開媒體上,鮮見得到。如前所述,硫含量高,會(huì)讓三元催化劑中毒,于是柴油大卡車的一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和有機(jī)揮發(fā)物(VOC),比小汽車高得多,高多少,不知道。柴油車的尾氣顆粒物濃度也比汽油車高得多。

最后一個(gè)大的污染源是農(nóng)村、城中村和城鄉(xiāng)結(jié)合部的家庭小燃煤爐/鍋爐的采暖——即所謂的散煤燃燒采暖。之前我萬萬沒想到,盡管這個(gè)污染源的煤耗只有全省煤耗的1/10左右,卻竟然是河北最大的大氣環(huán)境污染源,而且污染物排放量巨大:一次煙氣顆粒物排放量達(dá)到幾十萬噸/年,二氧化硫接近100萬噸/年。為何如此?我將在下一篇“散煤燃燒如何成為霧霾元兇”中具體解釋。
以上幾個(gè)大的污染源,估計(jì)占到了河北省煤耗的70%左右,大氣污染物的排放量估計(jì)占80%左右。其它還有一些小的污染源,如玻璃、陶瓷、燒磚、農(nóng)作物秸稈等。刮風(fēng)帶來的自然界中的風(fēng)沙,雖然對(duì)環(huán)境有影響,但顆粒物的尺寸較大,其中鮮有危害性很大的PM2.5,二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等污染物。而工地和交通運(yùn)輸?shù)膿P(yáng)塵污染,僅僅對(duì)局部地區(qū)的污染影響較大。
總的來說,河北地區(qū)的大氣污染,主要還是化石能源燃燒惹的禍。
(本文經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)“何繼江”,略有刪改)





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