北京市民用煤污染治理歷程回顧

◎鐘連紅 陸晶晶

北京市民用煤污染治理歷程回顧

◎鐘連紅 陸晶晶

雖然2013年“減煤換煤”前北京地區(qū)民用煤使用量?jī)H占全市總用煤量的19%，但PM2.5排放量約占到全市PM2.5總排放量的35%，如果再考慮氣態(tài)污染物二次轉(zhuǎn)化，則民用煤對(duì)北京市空氣中PM2.5的貢獻(xiàn)接近50%。燒煙煤散煤污染物排放嚴(yán)重，其PM10、PM2.5、SO2、CO、VOCs排放分別是大型燃煤鍋爐的5.4倍、4.7倍、1.3倍、18.2倍、1.3倍，汞排放比大型燃煤鍋爐高1-2個(gè)數(shù)量級(jí)，黑炭、多環(huán)芳烴和苯并芘排放高3-5個(gè)數(shù)量級(jí)。北京市2013年開始“減煤換煤”行動(dòng)，通過實(shí)施“五個(gè)一批”削減民用煤使用量，污染物減排效果明顯，成功經(jīng)驗(yàn)值得其他省市參考借鑒。

一、2013年北京市民用煤使用現(xiàn)狀

隨著城市人口數(shù)量增加和人民生活水平提高，北京地區(qū)的民用煤使用量持續(xù)增長(zhǎng)，2013年“減煤換煤”前已達(dá)到430萬(wàn)噸，約占全市總用煤量的19%。城鄉(xiāng)結(jié)合部及廣大農(nóng)村地區(qū)的居民生活、采暖用煤，以煙煤散煤為主，全部由非正規(guī)渠道供應(yīng)，主要來自陜西、內(nèi)蒙古、山西等產(chǎn)地。根據(jù)作者2013年對(duì)北京地區(qū)民用煤使用情況的調(diào)查，在朝陽(yáng)、通州、順義、昌平、大興、平谷、懷柔、延慶、密云等9個(gè)區(qū)共收集了45個(gè)民用散煤樣品，煤質(zhì)分析結(jié)果表明：揮發(fā)分在24.77%-40.13%范圍，說明此次調(diào)查采集到的民用散煤樣品全部為煙煤；全硫在0.11%-1.33%范圍，平均值為0.31%；全硫高于0.4%的樣品有9個(gè)，占20%；個(gè)別散煤樣品的全硫含量高達(dá)1.33%，是標(biāo)準(zhǔn)限值0.4%的3.3倍。見圖1和圖2。由此可見，當(dāng)時(shí)劣質(zhì)散煤在北京地區(qū)的使用非常普遍。

圖1：2013年民用煤調(diào)查民用散煤揮發(fā)分分析結(jié)果

圖2：2013年民用煤調(diào)查民用散煤全硫分析結(jié)果

二、2013年北京市民用煤污染物排放

如果2013年“減煤換煤”前北京市消耗的民用煤，按20%是型煤、80%是煙煤散煤考慮，其燃燒后的污染物排放量約為：PM10 4.7萬(wàn)噸/年、PM2.5 3.8萬(wàn)噸/年、SO2 0.9萬(wàn)噸/年、NOx 0.6萬(wàn)噸/年、CO 54.5萬(wàn)噸/年、VOCs 1.5萬(wàn)噸/年。

雖然民用煤使用量?jī)H占全市總用煤量的19%，但其PM2.5排放量約占到全市PM2.5總排放量的35%。如果再考慮民用煤燃燒排放的氣態(tài)污染物（如SO2、NOx、VOCs、NH3等PM2.5前體物）在大氣環(huán)境中經(jīng)過二次轉(zhuǎn)化生成PM2.5，則民用煤對(duì)北京市空氣中PM2.5的貢獻(xiàn)接近50%。

近年來，隨著電廠、供熱廠、工業(yè)源、機(jī)動(dòng)車、施工揚(yáng)塵等污染源逐步得到有效控制，民用煤已升格為北京市大氣污染物主要排放源。特別是在冬季霧霾天氣，散煤燃燒已演變成空氣質(zhì)量惡化的元兇。

三、煙煤散煤對(duì)環(huán)境的污染

因燃燒裝備技術(shù)落后、無法加裝尾氣凈化設(shè)施，民用煤燃燒過程污染物排放非常嚴(yán)重。有研究顯示，燒1噸煙煤散煤的PM10、PM2.5、SO2、CO、VOCs排放量分別是大型燃煤鍋爐的5.4倍、4.7倍、1.3倍、18.2倍、1.3倍，見圖3。

圖3：各種燃煤設(shè)施污染物排放對(duì)比

民用煤爐具有爐膛溫度低、工況變化大、燃料行程短等特點(diǎn)，用它燒煙煤散煤，因煙煤的揮發(fā)分較高，燃料入爐后大量有機(jī)物集中釋放，不能充分燃燒，大量未燃盡中間產(chǎn)物隨煙氣排放，加之民用爐具無后處理設(shè)施，所以污染物排放非常嚴(yán)重。民用爐燒煙煤散煤除了煙塵、揮發(fā)性有機(jī)物、一氧化碳等常規(guī)污染物排放明顯高于其它燃煤設(shè)施外，黑炭、有機(jī)炭、多環(huán)芳烴、苯并芘、汞等有毒污染物的排放也比其它燃煤設(shè)備高出很多。有研究顯示，居民燒煙煤散煤的汞排放比大型燃煤鍋爐高1-2個(gè)數(shù)量級(jí)，黑炭、多環(huán)芳烴和苯并芘排放高3-5個(gè)數(shù)量級(jí)1，2，3，這些污染物對(duì)人體健康的危害極大。

四、“減煤換煤”工作進(jìn)展

為改善空氣質(zhì)量、保護(hù)人體健康，北京市于2013年8月啟動(dòng)“減煤換煤、清潔空氣”行動(dòng)，通過實(shí)施“五個(gè)一批”（城市化改造上樓一批、拆除違建減少一批、炊事氣化解決一批、城市管網(wǎng)輻射一批、優(yōu)質(zhì)燃煤替代一批）大力削減民用煤使用量及其污染物排放量。

所謂“換煤”，就是用符合《低硫煤及制品》（DB11/097-2014）中民用煤標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)燃煤替代目前居民使用的煙煤散煤；所謂“減煤”，就是通過“煤改電”、“煤改氣”、“送氣下鄉(xiāng)”、“拆違”、“上樓”等手段將民用煤改為電、天然氣、太陽(yáng)能、液化石油氣等清潔能源。為推動(dòng)“減煤換煤”工作順利實(shí)施，北京市制定和出臺(tái)了一系列資金獎(jiǎng)勵(lì)、補(bǔ)貼政策，對(duì)參與“減煤換煤”的用戶給予設(shè)備投資補(bǔ)貼和運(yùn)行費(fèi)用補(bǔ)貼。

北京市“減煤換煤”工作實(shí)施3年來，在各有關(guān)部門共同努力下，在全市人民全力配合下，北京市的民用煤污染已逐步得到有效控制。根據(jù)市農(nóng)委的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2015年底，北京市的“減煤換煤”工作已覆蓋全市90%農(nóng)村戶籍住戶。

五、“減煤換煤”環(huán)境效益

如果按2015年底北京市“換煤”量達(dá)到100萬(wàn)噸、原來使用的煙煤散煤90%被優(yōu)質(zhì)燃煤或清潔能源替代考慮，則與“減煤換煤”工作啟動(dòng)前相比，2015年各種污染物的減排量為：PM10 4.1萬(wàn)噸/年、PM2.5 3.3萬(wàn)噸/年、SO2 0.5萬(wàn)噸/年、NOx 0.4萬(wàn)噸/年、CO 36.1萬(wàn)噸/年、VOCs 1.1萬(wàn)噸/年，減排比例為PM10 85.9%、PM2.5 86.2%、SO2 57.8%、NOx 67.1%、CO 66.3%、VOCs 76.7%，見表1及圖4。

表1：“減煤換煤”前后污染物減排情況

圖4：“減煤換煤”前后污染物排放量變化

六、民用煤污染控制工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和建議

北京市通過頑強(qiáng)拼搏、開拓創(chuàng)新終于探索出一條有效控制民用煤污染的道路，其成功經(jīng)驗(yàn)可供其他省市參考借鑒。

（一）標(biāo)準(zhǔn)制定很重要

民用煤質(zhì)量控制是民用煤污染治理的重要環(huán)節(jié)，而民用煤標(biāo)準(zhǔn)制定是有力抓手。由于目前針對(duì)民用煤燃燒排放的污染物缺乏切實(shí)可行的治理手段，所以只有通過源頭控制商品煤質(zhì)量來實(shí)現(xiàn)減排。研究制定民用煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，可為民用煤生產(chǎn)、加工、銷售環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，以及民用爐具的配套設(shè)計(jì)提供技術(shù)依據(jù)。對(duì)于提升民用煤質(zhì)量、防止劣質(zhì)散煤流向民用市場(chǎng)、減少污染物排放具有十分重要的意義。

為提高和控制民用煤質(zhì)量，北京市分別于2013年和2014年對(duì)民用煤標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂，與2004年標(biāo)準(zhǔn)相比，加嚴(yán)了灰分、揮發(fā)分、發(fā)熱量等指標(biāo)限值，見文后表2。

(二)政策補(bǔ)貼必須有

為推動(dòng)“減煤換煤”工作順利開展，北京市推出了一系列補(bǔ)貼政策，資金補(bǔ)貼力度之大前所未有，極大調(diào)動(dòng)了群眾的參與熱性，使“減煤換煤”工作得以順利實(shí)施。

一是“換煤”。除了市財(cái)政每噸煤補(bǔ)貼200元之外，區(qū)財(cái)政還有每噸230-650元的補(bǔ)貼。

二是“換爐具”。在執(zhí)行市財(cái)政、區(qū)財(cái)政、用戶各承擔(dān)1/3費(fèi)用政策的基礎(chǔ)上，有些區(qū)進(jìn)一步加大補(bǔ)貼力度，使財(cái)政補(bǔ)貼最終達(dá)到80%-90%。

三是“煤改電”。在市財(cái)政和區(qū)財(cái)政“晚九點(diǎn)至次日早六點(diǎn)”用戶享受“谷電”每度0.3元的基礎(chǔ)上，每度電再補(bǔ)貼0.1元。對(duì)安裝空氣源熱泵和水源熱泵的住戶，市財(cái)政每戶最高補(bǔ)貼1.2萬(wàn)元。有些區(qū)對(duì)戶內(nèi)線路工程還予以一定的補(bǔ)助。

四是“煤改氣”。市發(fā)改委對(duì)村內(nèi)管線工程的建設(shè)費(fèi)用給予30%的補(bǔ)貼。市財(cái)政對(duì)戶內(nèi)取暖設(shè)備按照實(shí)際價(jià)格的1/3給予一次性補(bǔ)貼。

(三)真抓實(shí)干是關(guān)鍵

為保證“換煤”工作順利開展，北京市建立了優(yōu)質(zhì)煤“供應(yīng)、配送、質(zhì)量監(jiān)督”體系。

供應(yīng)方面，經(jīng)過各區(qū)縣招標(biāo)全市共確定29家企業(yè)承擔(dān)加工供煤任務(wù)，確保優(yōu)質(zhì)煤的生產(chǎn)供應(yīng)。

配送方面，在六環(huán)路沿線建立了25個(gè)儲(chǔ)煤中轉(zhuǎn)庫(kù)，多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)建立了中轉(zhuǎn)場(chǎng)，各村設(shè)立了卸貨站，有效解決了“農(nóng)村住戶數(shù)量多、分布廣，配送距離遠(yuǎn)”的問題，使用戶均能及時(shí)按需得到供煤。

質(zhì)量監(jiān)督方面，以2015年為例，質(zhì)監(jiān)部門共組織對(duì)燃煤生產(chǎn)加工、銷售、使用單位的煤炭質(zhì)量監(jiān)督抽查2623批次，合格率達(dá)到96.2%。

(四)群眾支持才會(huì)贏

2013年-2015年北京市參與“減煤換煤”的居民共有90多萬(wàn)戶，如果沒有他們的支持與配合，工作任務(wù)就難以落實(shí)。要想獲得群眾的支持，宣傳工作必須做好。北京市通過電視、廣播、報(bào)紙等傳媒，以及用戶試燒等宣傳手段，使“減煤換煤”工作及相關(guān)政策家喻戶曉、深入人心，讓群眾深刻認(rèn)識(shí)到“減煤換煤”的好處及重要性，親身體會(huì)到它是一項(xiàng)惠民工程。

[1] 陳穎軍、姜曉華、支國(guó)瑞等:我國(guó)民用燃煤的黑碳排放及控制減排【J】.中國(guó)科學(xué)(D輯:地球科學(xué)),2009,39(11):1554-1559.

[2] 海婷婷、陳穎軍、王艷等:民用燃煤煙氣中甲基多環(huán)芳烴的排放特征【J】.中國(guó)環(huán)境科學(xué),2013,33(6):979-984.

[3] 劉書林、章祥麟:燃煤煙塵的低空污染與治理【J】.煤炭加工與綜合利用,1987,2:13-17.

（責(zé)任編輯 陳瑩）

表2：民用煤標(biāo)準(zhǔn)修訂指標(biāo)限值變化

● 鐘連紅, 北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，國(guó)家城市環(huán)境污染控制工程技術(shù)研究中心，副研究員。陸晶晶, 首都師范大學(xué)碩士。

本文源自：國(guó)家科技支撐課題（2014BAC23B04）；北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院科技基金課題（2013-B-02）。