我國城市天然氣替代燃煤集中供暖的大氣污染減排效果

楊 寧

（新疆兵團勘測設(shè)計院（集團）有限責(zé)任公司，烏魯木齊 830000）

我國城市天然氣替代燃煤集中供暖的大氣污染減排效果

楊 寧

（新疆兵團勘測設(shè)計院（集團）有限責(zé)任公司，烏魯木齊 830000）

大氣污染近年來越發(fā)嚴重，我國北方地區(qū)因為冬季比較寒冷，所以需要通過大量燃煤的方式來解決供暖問題。燃煤集中供暖對大氣的污染巨大，會產(chǎn)生二氧化碳和各種顆粒物，與當(dāng)前社會發(fā)展目標相違背。本文以當(dāng)前國內(nèi)天然氣技術(shù)發(fā)展情況為基礎(chǔ)，結(jié)合燃煤集中供暖工作開展的形式，討論使用天然氣來代替燃煤集中供暖的方法，以此來減少大氣污染、優(yōu)化環(huán)境。

城市天然氣；替代；燃煤集中供暖；大氣污染；減排

霧霾天氣是人們近年來討論頻率比較高的一個話題，同時也是城市空氣污染最為嚴重的表現(xiàn)，對人們身體健康的負面影響較大。北方地區(qū)進入冬季后，氣溫驟降，必須要有熱源供應(yīng)才能保證居民日常生活質(zhì)量。但是，集中燃煤供暖帶來的負面效果十分明顯。天然氣與煤炭資源相同，都可以通過燃燒的方式來產(chǎn)生熱量，滿足人們熱能需求。它的利用率也明顯超過煤炭資源，作為清潔能源，天然氣更加滿足當(dāng)前社會發(fā)展的要求。接下來，筆者將對相關(guān)問題加以闡述。

1 大氣污染減排效果影響下的天然氣利用問題

1.1 天然氣污染物減排系數(shù)問題

對不同能源的種類及特性進行研究，并計算出不同能源之間實際的熱值關(guān)系，再確定熱值污染物整體排放系數(shù)，并轉(zhuǎn)換原始的數(shù)據(jù)，將原始數(shù)據(jù)內(nèi)排放系數(shù)變成單位熱值污染系統(tǒng)下的總污染物排放指標。按照綜合能耗計算通則中的內(nèi)容，對各種數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，使其變成一種以熱值表示的污染物排放指標。

轉(zhuǎn)換之后，利用等熱值代替的方式，對原有的燃煤系統(tǒng)內(nèi)部污染物的整體排放系數(shù)以及天然氣后污染物排放系數(shù)進行計算，并控制二者之間的差異。對二者之間的差異進行對比，產(chǎn)生的差值就是利用天然氣來代替燃煤之后，實際上得到的污染物減排系數(shù)指標。通過總結(jié)近年來工作開展的情況，筆者發(fā)現(xiàn)，如果真正實現(xiàn)了等熱值天然氣代替燃煤，可以有效減少一些污染物的排放量。首先是二氧化碳，其總排放量和替換之前相比，會有明顯下降。從顆粒物的角度來看，不論是供暖還是發(fā)電領(lǐng)域，將天然氣作為燃料，效果都要明顯好于燃煤，而且顆粒物的排放量也更少[1]。日常生活中，天然氣廚具完全可以代替燃煤爐具，它可以有效降低SO2與CO的排放量，且供熱效果更加理想。

1.2 天然氣利用問題

為了更好地對不同的替代能源進行比較，明確不同種類的替代能源減少污染排放的效果，首先，對常見的等熱值替代之后各種能源代替項目污染物總排放量進行無量綱化處理。其次，通過該方式對相同能源的替代項目污染物排放總量無量綱系數(shù)進行求和處理，將最終的計算結(jié)果定義為污染物的整體減排指數(shù)。最后，根據(jù)不同污染物的減排綜合指數(shù)，對不同的天然氣利用領(lǐng)域進行對比排序處理。

通常情況下，無量綱化主要包含三種處理方法，分別是極值法、標準法與均值法。其中，極值法與均值法都可以搭配消除量綱來使用，并且在使用這兩種方法對數(shù)量級進行處理時，可以有效保留一些各種變量取值方面存在的差異，差異和變量綜合分析二者之間成正比。標準化法是最常用的方法，在無量綱化的同時，消除了各變量在變異程度上的差異，使得轉(zhuǎn)化后的各變量被平等看待[2]。

通過總結(jié)近年來國內(nèi)不同領(lǐng)域百萬千卡熱值天然氣代替燃煤污染物減排量，筆者對一些類別污染物減排系數(shù)進行處理，通過標準法，對不同污染物在不同能源代替項目中所產(chǎn)生的標準化減排系數(shù)進行計算，得出SO2、NO2、CO、CO2以及PM顆粒物等減排系數(shù)；再對相同能源替代項目的無量綱化污染物標準化減排系數(shù)進行計算，明確不同污染物的減排工作指數(shù)；最后對綜合值進行計算，得到排序結(jié)果。在天然氣利用領(lǐng)域中，天然氣集中供暖排在第一位，其次是分戶式的燃氣供暖與分布式綜合減排，然后依次是天然氣能源發(fā)電與生活天然氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃煤爐具。隨著社會的不斷發(fā)展，國三標準、國四標準變得越來越嚴格，天然氣作為汽車的動能，已經(jīng)是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。天然氣替代燃煤集中供暖，打破了傳統(tǒng)的燃煤集中供暖模式與分戶式供暖模式，減少不必要的污染物排放量，可以有效保護環(huán)境，起到污染減排的作用。

2 天然氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃煤集中供暖污染減排測算結(jié)果

按照不同領(lǐng)域工作開展的情況，分別對天然氣替代傳統(tǒng)燃煤集中供暖的大氣污染減排效果進行研究。經(jīng)過一段時間的使用后，筆者發(fā)現(xiàn)，使用天然氣來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燃煤集中供暖，可以有效減少SO2、NOx、CO2、顆粒物的整體排放量，而且各種指標的污染減排效果都相對明顯，證明了燃煤集中供暖的弊端。針對冬季燃煤量比較大的省份，對其建筑集體供熱的能耗量進行計算。按照行業(yè)標準來擬定建筑采暖能耗總量的計算公式。公式涉及采暖能耗的總消耗量、建筑物整體熱量的消耗總量等指標。當(dāng)前，國內(nèi)絕大部分建筑物依舊使用傳統(tǒng)采暖方式，所以其采暖能耗并沒有達到國家相關(guān)標準的規(guī)定，與建筑物消耗熱量指標相比差距較大。將民用建筑節(jié)能設(shè)計指標作為基本研究對象，分別對不同的建筑物熱量消耗情況進行計算，并準確定位建筑物消耗熱量的具體標準，保證不同城市單位供暖面積能源消耗計算結(jié)果的準確性。還要考慮采暖時間和標準煤熱值等，明確室外管網(wǎng)整體輸送工作效率。在非節(jié)能的狀態(tài)下，這一數(shù)值可以達到85%，在節(jié)能的狀態(tài)下，它可以超過90%。

通過對當(dāng)前我國城市建設(shè)系統(tǒng)進行排查，筆者發(fā)現(xiàn)，重點供暖城市供暖面積和城市供暖單位面積能源消耗量的乘積，可以準確表示出不同城市建筑集體供熱能耗的情況。根據(jù)不同城市建筑體供熱能耗以及天然氣代替燃煤集中供暖所達到的減排系數(shù)，分別計算這些重點城市使用天然氣來代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃煤集中供暖可以完成的大氣污染物減排總量。分析相關(guān)數(shù)據(jù)后可知，這些城市在使用天然氣代替燃煤進行集中供暖后，各種污染物的總排放量都明顯下降，其中效果最明顯的是北京，其次是沈陽與天津。北京集中供暖的面積較大，但是在經(jīng)費方面投入最多，效果最為明顯。從整體數(shù)據(jù)來看，使用天然氣來代替燃煤集中供暖，對緩解我國霧霾等問題具有十分重要的意義。

3 結(jié)語

本文分別從天然氣污染物減排系數(shù)問題、天然氣利用問題兩方面，對大氣污染減排效果影響下的天然氣利用問題進行闡述，并分析了天然氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃煤集中供暖的污染減排測算結(jié)果。但本研究沒有從經(jīng)濟角度分析其可行性。在后續(xù)的研究中，人們可以適當(dāng)關(guān)注大氣污染減排對人體健康的正面影響，并計算出相關(guān)費用和所得效益，以便全面了解城市天然氣替代燃煤集中供暖的綜合效益，為后續(xù)工作的開展提供參考。

1 龐 軍，吳 健，馬 中，等.我國城市天然氣替代燃煤集中供暖的大氣污染減排效果[J].中國環(huán)境科學(xué)，2015，（1）：55-61.

2 劉文霞，米 偉.燃煤鍋爐清潔能源替代工程節(jié)能減排分析[J].節(jié)能，2014，（1）：53-56.

Effect of Urban Natural Gas Instead of Central Heating on Air Pollution Reduction in China

Yang Ning
(XPCC Surveying amp; Designing Institute (Group) Co., Ltd., Urumqi 830000, China)

Air pollution in recent years is more and more serious, northern China because winter is relatively cold, so we need to solve the heating problem by a large number of coal-fired.The pollution of coal-fired central heating to the atmosphere is enormous, and it will produce carbon dioxide and various particulates, which is contrary to the current social development goals.This paper is based on the current development of domestic natural gas technology, combined with coal fired central heating work carried out in the form of discussion method using natural gas to replace coal-fired central heating, in order to reduce air pollution, optimize the environment.

urban natural gas; substitution; coal-fired central heating; air pollution; emission reduction

X51 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500(2017)08-0078-02

2017-06-10

楊寧（1990-），女，新疆喀什人，助理工程師，研究方向：環(huán)境工程。