北京市环境保护科学院研究院建院60周年论文集
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北京市“十三五”大气污染物总量控制基本思路探讨

孙成春 俞 珊 瞿艳芝 张 双

(北京市环境保护科学研究院,北京100037)

摘要:随着各项环保措施的深入实施,北京市大气环境质量进一步改善的难度逐渐加大。本文对北京市“十二五”时期的大气污染物总量控制工作进行了经验总结,并分析了“十三五”时期大气污染物的排放形势和减排压力。在此基础上,从六个方面提出了北京市“十三五”期间大气污染物总量控制的基本思路。

关键词:总量控制;大气污染物;“十三五”

Basic ideas for total amount control of air pollutants in Beijing during the 13rd Five-Year Plan

SUN Chengchun,YU Shan,QU Yanzhi,ZHANG Shuang

(Beijing Municipal Research Institute of Environmental Protection,Beijing 100037)

Abstract:Along with implementation of kinds of environmental protection measures,it’s harderand harder to further improve air quality in Beijing.Works on total amount control of air pollutants during the 12th Five-Year Plan in Beijing were summarized in this study,and the pollutant emission situation and reduction pressure were also analyzed.At last,basic ideas on total amount control of air pollutants during the 13rd Five-Year Plan were put forward from 6 aspects.

Key words:total amount control;air pollutants;the 13rd Five-Year Plan

污染物排放总量控制制度已成为现阶段我国环境保护的主要制度之一[13],它对遏制我国大气污染趋势恶化、改善大气环境质量可起到重要作用。

北京市是我国的政治、文化、教育和国际交流中心,但其所面临的资源与环境压力也越来越凸现。2013年,北京市SO2、NO2、PM10年均质量浓度分别为26.5μg/m3、56.0μg/m3、108.0μg/m3,较1998年分别下降了78%、24%、43%,其中SO2年均浓度稳定达标。北京市大气环境污染的复合型特征突出,大气污染物排放总量远超环境容量。2013年,该市的PM2.5年均浓度为89.5μg/m3,超过《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)二级标准(35μg/m3)1.6倍。北京市的污染物总量控制的实施起始于“九五”期间,到“十二五”期间,主要大气污染物(如SO2、NOx)的排放量逐渐得到削减,但随着各项环保措施的深入实施,大气环境质量进一步改善的难度加大。

本研究对北京市“十二五”时期的大气污染物总量控制工作进行了总结,并分析了“十三五”时期大气污染物总量控制所面临的形势。在此基础上,提出该市“十三五”时期大气污染物总量控制的基本思路,以期为该市“十三五”时期总量控制目标和实施方案的科学制订奠定基础。

1 “十二五”大气污染物总量控制工作经验总结

1.1 大气污染物总量削减情况

由表1可见,“十二五”期间北京市的SO2、NOx排放量总体有所削减。到2013年,全市SO2、NOx排放量分别为8.70万吨、16.63万吨,与2010年相比,分别下降16.6%和15.9%,提前两年完成了“十二五”减排目标(SO2、NOx分别减排13.4%、12.3%)。

表1 北京市“十二五”期间的SO2、NOx排放量万吨

1.2 “十二五”减排措施的实施效果

1.2.1 燃煤消费总量控制

煤炭是北京市SO2排放的主要来源。“十二五”期间,该市重点通过深入开展清洁能源改造、实施燃煤锅炉整合及加强工业污染治理等措施,推进大气污染物总量控制工作。

2011~2013年,北京市持续开展清洁能源改造,不断推进燃气电厂的建设,采用集中供热中心供暖或对燃煤锅炉配套脱硫除尘设施。2012年,城市核心区已基本无燃煤锅炉供暖。2013年开始,原煤散烧专项整治活动也在积极推进。由图1可见,2011~2013年该市煤炭消费量连年下降。

图1 北京市“十二五”以来的煤炭消费总量

1.2.2 加快脱硫脱硝

“十二五”期间,在实现所有燃煤锅炉配套烟气脱硫设施的基础上,北京市率先推进燃煤锅炉和水泥行业的脱硝设施建设,以及炼油石化行业的脱硫治理。2011年,石化、水泥等行业的龙头企业率先实施了催化裂化烟气脱硫除尘治理工程或完成了脱硝选择性催化还原(SCR)、非选择性催化还原(SNCR)等多种脱硝技术的现场中试试验。截至2013年年底,远郊区、县的燃煤集中供热中心也相继安装了脱硝设施,多家水泥企业开展了烟气脱硝治理。

1.2.3 实行机动车保有量和尾气排放量控制

北京市通过限牌、限行措施的实施,着力控制机动车保有总量的增长,确保2017年年底将全市机动车保有量控制在600万辆以内;并为减少机动车尾气排放出台了一系列办法。

2 “十三五”大气污染物排放形势和减排压力分析

2.1 大气污染物新增量过大的压力依然存在

目前,北京市的常住人口总数已经超过2020年规划目标,人口增加带来的吃、住、行以及日常生活等环节均会增加大气污染物的排放。该市虽然采取了机动车总量控制措施和人口调控措施,但两者持续增加的趋势依旧,由此导致的大气污染物新增量过大的压力也依然存在。

2.2 天然气消费总量持续增加

“十二五”以来,北京市加大能源结构调整力度,清洁能源所占比重不断提高。根据预测,2020年的能源消费总量约为8500万吨(以标准煤计),其中天然气总量将达到190亿立方米,天然气使用量将占能源消费总量的27.26%,在总能源比重中仅次于外调电力,占北京市当地能源消耗比重之首。天然气虽然比煤炭环保,但天然气的大量使用会带来NOx排放量的增加。

2.3 减排难度加大

北京市的大气污染物排放总量远超环境容量,而进一步的减排难度也在加大。2013年,北京市万元GDP的SO2、NOx排放量在全国处于最低水平,人均SO2排放量仅高于西藏和海南,人均NOx排放量仅高于四川(备注:后来更新至2013年)。但是北京市单位面积的大气污染物排放量却维持在高位。而随着重点污染源陆续得到治理,北京市的大气污染减排对象将向规模小、数量多、分布广的分散点源和面源转移,客观上面临着治理和监管难度加大、治理成本增高的压力。

2.4 污染排放的结构产生变化

1998~2012年,北京市的产业结构发生了较大变化,第三产业比例由61.3%增加至76.5%,第二产业比例由35.4%下降至22.7%。随着产业结构的调整,污染源排放结构也随之发生了巨大变化,工业源排放的主要大气污染物所占比例总体上持续缩减,生活源排放量占比增加,生活源已经成为主要的污染源。

3 “十三五”大气污染总量控制的基本思路

3.1 逐步完善基于环境质量达标的总量控制模式

总量控制的根本目的是改善环境质量,因此总量控制目标的确定应与环境质量相对应,这不仅体现在污染物的控制种类、污染源的控制类型上,也体现在总量控制指标的具体数值上。因此,必须将总量控制目标与环境质量改善需求间确定一个定量的关系。“十二五”期间,北京市大气污染物总量控制逐步采取“强化基数”的原则,并以环境容量为基础,逐步构建基于环境质量达标的总量控制体系。“十三五”期间,北京市应完善该总量控制模式。

3.2 实行多种污染物协同控制

北京市的大气环境问题比较复杂,多种大气污染物在气候、地形因素影响下形成了复合污染,因此必须实施多种污染物的协同控制。

NOx也是二次硝酸盐粒子的前体物,其削减和控制对控制二次粒子有明显作用。“十二五”期间,北京市根据国家要求对NOx实施了总量控制,“十三五”期间应继续加强对NOx排放的总量控制。

挥发性有机物(VOCs)是生成O3的重要前体物,有必要对其实施总量控制。但VOCs排放涉及的行业众多,对所有行业都进行总量控制难度很大。“十二五”期间,北京市考虑在条件成熟时选择重点行业进行VOCs排放控制试点,为以后全面开展VOCs排放总量控制积累经验。工业VOCs排放源较为固定,相对容易进行污染排放治理,“十三五”期间北京市可先对工业VOCs排放实施总量控制。

3.3 强化重点行业的总量控制要求

“十三五”期间,北京市在全行业总量控制的基础上,应强化重点行业的总量控制要求。

3.3.1 SO2

近年来,北京市大气中的SO2浓度持续下降,SO2已经不是北京市主要的大气污染物。目前,火力发电和热力生产与供应两个行业是该市SO2排放的主要来源。根据《北京市2013~2017年清洁空气行动计划》,该市将最晚于2016年关停全部的热电厂燃煤机组。“十三五”期间,北京市将实现电力生产燃气化,火力发电将不再是SO2排放的贡献者。而在热力生产与供应方面,北京市也将实现城六区的供热无煤化,并继续在其他地区实行燃煤锅炉清洁能源改造工程。可见,热力生产与供应行业的SO2排放也将得到有效控制。

3.3.2 NOx

据《北京市2013~2017年清洁空气行动计划》,北京市将关闭现有的四大燃煤电厂,并新建成四大燃气电厂。燃气电厂采用低氮燃烧技术,但由于燃气量较大,NOx排放总量仍较可观。因此,“十三五”期间,须对燃气电厂进行NOx排放总量控制。可通过地方标准的制定与实施,在低氮燃烧的基础上进一步采取脱硝措施,降低NOx排放量。除燃气电厂外,北京市还在不断推进燃气锅炉低氮燃烧技术改造,以达到NOx减排的目的。

北京市水泥行业的NOx排放量较大,烟气中NOx排放浓度较高,应通过地方标准的制定与实施,促使水泥生产企业实施脱硝工程,以减少NOx的排放量。

3.3.3 工业VOCs

目前,北京市炼油与石油化学工业、印刷、家具制造、汽修、汽车制造、工业涂装等行业的VOCs排放量较大,VOCs的排放尚未得到有效控制。北京市将制定(修订)上述行业的大气污染物排放标准,使得这些行业的VOCs排放量得到进一步的有效控制。

3.4 强化污染增量控制

北京市的自然禀赋造成其环境容量有限,其西部、北部和东北部三面由群山环抱,处于太行山、燕山山坳的半盆地之中,呈簸箕形状地形,不利于污染物扩散。而随着城市的快速发展,本地大气污染物排放增量大,超过了环境容量。“十三五”期间,该市应强化大气污染物增量控制:一是严格实施环境功能区划,根据功能定位和切实的经济、人口、资源、环境条件优化经济布局;二是控制区域开发强度,根据环境承载力调控区域开发强度,留存足够生态空间;三是根据环境现状和污染扩散条件,进一步优化产业布局。

3.5 推行排污许可证管理

2014年,国务院办公厅发布《关于进一步推进排污权有偿使用和交易试点工作的指导意见》。要推行并落实排污权有偿使用和交易制度,必须首先实施排污许可制度。

北京市总量控制主要是以责任书的形式将任务分解落实到区县政府、有关部门和部分大型企业(如电力、石化、水泥企业)。但责任书的法律效力相对较弱,难以有效监管污染源的总量减排效果。随着总量控制制度的不断推进,对总量减排指标分解落实的要求也越来越细化。下一步,北京市应扩大总量控制范围,对主要污染源以外的其他排污单位也要指定排放总量控制指标。因此,亟须通过实施排污许可制度将总量控制落实到污染源,以实现污染源管理从定性向定性与定量相结合的转变。

3.6 发挥排污权交易在总量控制中的作用

排污权交易制度与政策设计也是北京市排污权交易制度实施初期的主体工作,其产出的各项政策更是排污权交易实施的重要依据。

“十三五”期间,北京市将结合实际情况,完成主要污染物治污成本测算与基准价格研究,进行排污权交易核定技术要点、交易中心建设必要性与属性、交易程序等关键环节技术方案的比较选择,并以此为基础,设计起草包括《排污权交易管理办法》、《管理办法实施细则》、《排污权交易价格管理办法》等的排污权交易政策。

4 结语

尽管北京市在2013年提前两年动态完成了“十二五”期间的大气污染物减排任务,但由于该市依旧面临着严峻的大气污染物排放形势,进一步的减排压力较大。“十三五”期间,该市应借鉴“十二五”的经验,借助污染物排放统计、监测与核查,依托依法治国的具体措施,适时推出针对SO2、NOx和工业VOCs减排的政策、标准、制度和措施,努力实现大气环境质量的持续改善。

参考文献

[1] 国家环境保护局,中国环境科学研究院.城市大气污染总量控制方法手册[M].北京:中国环境科学出版社,1991.

[2] 国家环境保护局,中国环境科学研究院.城市大气污染总量控制典型范例[M].北京:中国环境科学出版社,1993.

[3] 刘品高,江南,余瑶等.基于遗传算法的大气污染总量控制新方法[J].环境污染与防治,2007,29(3):233-237.