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中国大气网发布《清华大气蓝皮书》

时间:2014-07-23 10:25

来源:中国大气网

《清华大气蓝皮书》系列之一:

大气污染主要成因与共识

2013年9月国务院发布了《大气污染防治行动计划》,在产业界引起巨大反响,但对于大气污染成因的认识还存在分歧。2014年3月22日,中国大气网和清华大学环境学院联合举办首期大气高级战略沙龙,以“中国大气污染成因”为主题,联合政府主管部门、学界和企业界对中国大气污染的成因进行了深入讨论。沙龙汇集了国家环保部、清华大学环境学院、中国气象科学研究院、中国科学院、北京航空航天大学化学与环境学院、北京国电清新环保技术股份有限公司、北京嘉博文生物科技有限公司等单位近20位代表的重要思想。根据与会代表发言及讨论所产生的主要共识由中国大气网整理形成了《清华大气蓝皮书》(之一)---《大气污染主要成因与共识》,现予以发布,与社会各界交流,不周之处,欢迎赐教。
 
    一、大气污染现状

2014年2月23日,中国约有1/7的国土被雾霾笼罩,其中华北地区污染情況最为严重。根据中国气象局提供的消息,2月19日,河北南部地区城市空气质量首先恶化。2月20日,污染范围迅速扩大至北京、天津、山东中西部和河南北部,16个城市空气质量均达到重度污染级别。2月21日至23日污染范围进一步扩大至山西、四川、辽宁、湖北、湖南、黑龙江,邢台、石家庄等多个城市AQI(空气质量指数)最大值达到500。2月24日至26日污染范围向北偏移,京津冀地区污染进一步加重,北京市26日小时AQI持续数小时达到500。2月27日,受冷空气南下影响,自北向南,污染逐步减轻,此次灰霾污染过程基本结束。环境保护部监测司司长罗毅指出,本次空气重污染过程呈现污染范围大、污染程度重、持续时间长、累积速度快的特点。

当前我国大气环境形势十分严峻,在传统煤烟型污染尚未得到控制的情况下,以臭氧、细颗粒物(PM2.5)和酸雨为特征的区域性复合型大气污染日益突出。据统计,当前中国325个地级及以上城市中有59.1%空气质量不达标,113个环保重点城市中76.1%的城市不达标。区域内空气重污染现象大范围同时出现的频次日益增多,严重制约社会经济的可持续发展,威胁到人民的身体健康。

二、大气污染成因

1、内因是排放,外因是气象

关于大气污染成因,业界已经达成基本共识,即:内因是排放,外因是气象。雾霾形成的内因是主要污染物排放量持续增加,大气污染负荷常年在高位变化,而严重污染天气的产生,是在内因基础上不利的气象条件频发这一“外因”在起作用。

2、二次污染贡献或超80%

排放本身就是一种成因,从污染排放的主要来源来看,京津冀地区PM2.5的主要来源包括燃煤、机动车、工业、扬尘、生物质燃烧等一次排放物,以及这些源排放的二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物等污染物经化学转化形成的二次污染物;其中,二次污染成分变得越来越“重要”,在2014年的两次污染瞬间高值中,二次污染物“贡献率”就超过80%”。

3、根本原因是绝对排放总量上升

近20年的排放趋势研究表明,我国单位GDP的污染排放量持续下降,但污染绝对排放总量持续上升,这是雾霾和大气污染形势逐渐加剧的根本原因所在。可以说,由于各类污染物排放总量逐年持续上升,使得形成雾霾的气象门坎逐年降低。

三、大气污染治理挑战

1、公众认知混乱

国务院颁布的《大气污染防治行动计划》明确要求,“加强灰霾、臭氧的形成机理、来源解析、迁移规律和监测预警等研究,为污染治理提供科学支撑。”让公众正确认知大气污染形成原因,是引导其积极参与大气污染防治行动的前提。在我国大气污染形势如此严峻的今天,科学界对雾霾成因的研究与发声从未停止,但社会公众对雾霾究竟从何而来还是犹如看“镜中花”般模糊不清。

专家指出,这主要是因解读方式和发布渠道不一致所造成的。不同研究方法分散开展的雾霾成因解析工作犹如“瞎子摸象”,虽然科学家们均是基于各自真实的研究结果,且“摸到什么就说什么”,但容易陷入以偏盖全,以局部事实代表整体规律,实非科学之道。而且各部委、科研机构没有统一发声,才造成了社会公众对此认知混乱,对大气污染治理效果也因此产生诸多质疑。

2、煤炭能源主导现状短期难以改变

燃煤是我国大气污染的主要元凶之一,京津冀地区更甚,因而压减燃煤成为大气污染防治的主要措施之一。但在短时间内,我国煤炭能源主导现状短期难以改变。

“十二五”规划提出,2015年非化石能源消费比重将提高到11.4%,较10年提高2.8个百分点,但受制于核电、风电和太阳能的低基数,“十二五”期间我国煤炭能源消耗主导地位无法动摇,15年煤炭消耗量占比仍将达65%,较11年占比68.4%仅下降3.4个百分点。因此未来几年非化石能源消费占比将有提升,但是煤炭能源消耗主导地位无法动摇。

3、低温脱硝技术是空白

在脱硝方面,目前国内普遍采用选择性催化还原法(SCR),即在催化剂的作用下,向烟气中人工喷入氨气,经过化学反应将氮氧化物还原成无害的氮气。SCR脱硝技术最适宜的温度是280℃-420℃。但在电厂脱硝装备实际运行中难以保持这一温度。SCR技术在几十度的温差下是合适的,电厂白天比较适应,夜里负荷低的时候温度不够,温差超过这几十度,脱硝效率就会大大下降,而且还存在大量氨泄漏的危险,氨逃逸将造成严重污染。要解决这一难题,保证高效率脱硝,就必须制造稳定的温度空间。

但研发低温脱硝计划将会提升企业成本,带给企业困扰。因此,目前我国在低温脱硝技术上基本是空白,这是脱硝产业发展面临的一个瓶颈。

4、企业缺乏科研能力

目前我国大气污染治理技术仍有一些空白,导致治污效果难以理想。政府鼓励企业自主进行科研,让企业成为技术创新的主体。但是大气企业在科研上面临两个重要的问题,一是企业科研力量比较弱,二是企业资金相对紧张,特别是一些民营企业,资金力量相对薄弱,难以培养一批有利的研发人员,导致企业“心有余而力不足”。

四、大气污染治理策略

1、设立“霾工作组”

“瞎子摸象”式的雾霾成因研究导致社会公众认知混乱,关键是缺乏一种机制,将目前的研究成果(排放、转化和气象规律等)集成起来,形成一个“拼图”。而要实现这种集成,就需要一个组织形式,比如成立跨部门联合“科学小组”或“霾工作组”,集各家之长,对雾霾成因进行客观完整的分析,为相关政府部门制定有效的治霾措施提供有效的科学支撑。京津冀地区聚集了我国密度最强的科研力量,有条件也有必要成立这样的小组。

“霾工作组”可以根据已经发生的诸多案例进行总结归纳,将雾霾重污染过程分类,然后开展预警预报和应急后评估,为相关部门针对不同类型的雾霾制定相对应的应急防控措施提供科学支撑。2014年在应急方面已经做了相应的尝试,也取得了一定的成果,以京津冀为例,与去年一月中旬的重污染相比,在气象条件相近的前提下,今年二月下旬的重污染过程无论是PM2.5峰值,还是平均值,每立方米均减少了近100微克,只是离公众的期许还有相当的距离,但是要看到事情正在发生积极的变化。两会期间环保部长周生贤就曾建议媒体注意两次应急在空气质量数据上显示的改善。

2、进行精细化管理

针对大气污染的不同成因,《大气十条》已经制定了相应的科学防控措施,相关的技术准备也比较充足,但是开出“药方”之后有没有‘按方抓药’或‘按时吃药’,这才是问题的关键所在,要解决这个问题,就需要更加精细化的管理。

相关专家指出,要重视电力行业中的热电以及非电行业中除常规的钢铁、化工、建材等重点行业外的农村面源污染(生活及作坊式生产)的污染问题,这需要相关部门加强管理。另外,治理雾霾不能“病急乱投药”,在相关标准或补贴政策的制定上,既要考虑地域的差异性,也要考虑行业的公平性。

3、重视农村面源污染

在北京PM2.5的构成中,燃煤造成的排放占据了16.7%;而北京郊区农村光每年冬季取暖用煤总量就约为430万吨,占全市全部用煤的约20%,再加上其他日常生活用煤,以及秸秆焚烧、农机柴油、化肥、养殖等污染源,毋庸置疑,农村是造成北京“十面霾伏”的重大祸首之一。而北京仅仅只是一个缩影。

农村能源渠道多样但清洁能源所占比例低,且随着大量分散在农村的作坊式产业的发展,以及冬季采暖需求不断提高,能源资源消耗持续增加,污染排放量不断攀升,农村污染源治理的迫切程度及难度、广度并不亚于城市。

因此,要重视农村面源污染(生活及作坊式生产)的治理问题。

4、推广清洁煤技术

鉴于短时间内我国煤炭能源消耗主导地位无法动摇的现状,我们不能简单地用清洁能源来替代,而是需要推进煤资源的清洁利用。

2014年“两会”期间,李克强总理7日参加山西代表团审议时强调,山西因煤而生、因煤而兴,不能因煤而背上包袱。要用改革办法在煤炭清洁使用技术上寻找突破。全国政协委员、财政部财政科学研究所所长贾康也表示,进一步明确洁净煤技术将是治理雾霾主要手段之一,建议国家能源局、环保部等主管部门尽快制定洁净煤技术行业标准,对各种洁净煤技术加以甄别和认证,并予以推广,改变目前各地“一刀切”的限煤政策,制定非洁净煤设备的强制淘汰时间表。同时建议国家有关部门就洁净煤技术、专有装备、产业化示范项目建立国家层面专项基金,并加大已有政策扶持力度。

五、国外治霾经验借鉴

1、需认识中国“霾”的特殊性

国外那些“看上去很美”的治霾实践的确给我们提供一种视角,但并不意味着我们可以依葫芦画瓢,而是需要科学分析,理性借鉴。伦敦烟雾事件主要成因是燃煤,洛杉矶主要是机动车,而我们国家是在燃煤量非常大的基础上机动车也在迅速增加,再加上钢铁、建材、水泥等重污染排放行业,使得中国形成了高度的复合污染,这与国外相对单一的污染源是有明显差异的。

另外,洛杉矶之所以能有效遏制机动车污染排放,是因为他们施行了几乎全世界最严苛的油品标准和排放标准,中国在今年年底才完成升级至国四标准的车用柴油,而这与洛杉矶的标准仍有相当大的差距。

因此,中国治霾要看到中国的特殊性,认清我们所处的阶段,科学理性的看待雾霾。

2、要“点穴点到位”

发达国家之所以能治霾成功,是因为他们最终都实现了产业转移,即将重污染产业向以中国为代表的欠发达国家转移。这在目前的中国,是难以实现的,那是因为以中国现有的产业结构要实现根本的转型升级是一条漫长之路,而且中国人口数量庞大,仍有相当大部分的人们需要依赖那些重污染企业生存,这是一个非常现实的问题。

沙龙相关专家表示,不能简单的说借鉴国外经验,而是要理性借鉴,要“点穴点到位”,要将我们的条件和他们当时的条件对接才可取,比如其它专家所说的关于日本立法和执法的借鉴等。

3、可借鉴日本立法、执法方式

大气污染防治,要有相应的监督与处罚措施,尤其是要建立起明晰的问责机制,让法律落到实处,避免成为无牙老虎,改变目前“谁违法排污谁成本低,谁先做环保谁先死”的窘境。

在日本,大气环境法非常具体明确,可操作性强,这是因为日本选择了自下而上的模式,先有地方立法,之后才形成国家立法。日本这套用地方立法逐步推动中央立法,然后严格执法的良好的治污机制,值得我们借鉴。

4、联“发”联控更可取

无论是国内还是国外,治霾关键都在减排,我们目前虽然没有条件快速改变能源结构或实现污染产业向外转移,但是我们可以通过逐步调整区域产业结构来实现减排。他举例说道,目前国家在推进京津冀经济一体化发展,将此与京津冀治霾联防联控有机结合起来,这种“联发联控”的治理模式更有助于促进如河北这类高污染地区产业结构的转型和升级,从而达到相对理想的治污效果。

附件:大气高级战略沙龙介绍

2013年国务院出台《大气污染防治行动计划》以来,大气污染治理的力度大大加强,取得了一定的成效,但民众的感知与实际成效反差较大;产业界对大气污染的成因及控制方法的观点分歧太多,导致社会上的认知混乱;大气污染治理已经影响到中国的政治、经济和国家形象,政府发令“我们要像对贫困宣战一样,坚决向污染宣战”,这就需要产业界有一个理性的、主流声音,为政府大气污染的战略决策提供持续的理论支持和正确的公众引导。

为此由清华大学环境学院和中国大气网共同发起并联合相关研究机构创办“大气高级战略系列沙龙”,旨在搭建专家、政府、企业三届高端交流平台,建立推动大气行动计划的战略思想园地,发布《清华大气蓝皮书》,为中国的大气治理事业献计献策。

 

编辑:曲宏斌

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