河北省的霧霾治理與能源結(jié)構(gòu)調(diào)整研究

溫娟，王瀅，宋海鷗

（河北環(huán)境工程學(xué)院，河北秦皇島066102）

循環(huán)經(jīng)濟與可持續(xù)發(fā)展

河北省的霧霾治理與能源結(jié)構(gòu)調(diào)整研究

溫娟，王瀅，宋海鷗

（河北環(huán)境工程學(xué)院，河北秦皇島066102）

利用監(jiān)測數(shù)據(jù)，研究了2013—2016年河北省空氣質(zhì)量變化狀況，結(jié)果表明河北省冬季取暖期大氣污染最為嚴(yán)重。河北省采取了燃煤減量化、替代化、清潔化等措施來調(diào)整以煤為主的能源結(jié)構(gòu)、對減輕大氣污染起到了重要作用。河北省能源結(jié)構(gòu)調(diào)整進程中面臨替代能源成本高、煤改氣氣源供應(yīng)不足、新能源管理機制不順等一系列問題，進一步提出了加大對替代能源扶持力度、建立長效經(jīng)濟機制、推動科技創(chuàng)新、理順并網(wǎng)機制等對策和建議。

霧霾治理；能源結(jié)構(gòu)；能源替代；煤炭清潔化

近年來，河北省一直面臨著十分嚴(yán)峻的大氣污染防控形勢，相關(guān)部門采取各種措施積極應(yīng)對霧霾頻發(fā)的大氣污染狀況，然而自2016年10月份以來，河北省霧霾天氣仍頻繁發(fā)生，各種應(yīng)對措施的效果不明顯。

12013 —2016年河北省空氣質(zhì)量狀況

為了更好地了解河北省的大氣污染狀況，筆者依據(jù)中國環(huán)境監(jiān)測總站發(fā)布的每月空氣質(zhì)量狀況報告中的空氣質(zhì)量綜合指數(shù)數(shù)據(jù)，分析2013年1月至2016年11月近4年的河北省各地級市空氣質(zhì)量狀況，變化趨勢如圖1所示。

圖12013 —2016年河北省各市空氣質(zhì)量綜合指數(shù)變化趨勢

由圖1可見，河北省各地級市近4年的空氣質(zhì)量變化規(guī)律呈現(xiàn)趨勢基本一致，從時間上看，大致在每年10月左右空氣質(zhì)量綜合指數(shù)驟然增高，次年3月左右迅速下降，即每年秋末至次年初春的取暖季節(jié)河北省的大氣污染最為嚴(yán)重，霧霾頻發(fā)且持續(xù)時間較長。

2 影響河北省空氣質(zhì)量的因素分析

霧霾產(chǎn)生的根本原因是人類的活動，如燃煤、機動車、建筑揚塵等。河北省一次能源以煤炭為主，以燃煤為主的能源結(jié)構(gòu)是其霧霾高發(fā)的主要原因[1]。尤其在冬季取暖期，城市集中供熱使煤炭消耗量增加，而在未實現(xiàn)集中供熱的區(qū)域，多燃燒散煤，散煤的直燃直排也是河北省冬春季節(jié)霧霾頻發(fā)的重要原因。

此外，氣象因素影響霧霾天氣過程中污染物的的集聚、擴散與轉(zhuǎn)移。河北省地處北方，冬季時地面溫度較低，大氣高層受陽光作用溫度升高，形成底層高密度高層低密度的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，污染物不易擴散。河北省冬春季的降水量較少，降低了雨水對污染物的洗凈作用。

3 河北省能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀及調(diào)整過程中存在的問題

河北省是用煤大省，圖2為河北省2011—2014年的能源消費結(jié)構(gòu)比例。由圖可見，河北的能源構(gòu)成中煤炭消費占比一直接近90%。2015年，河北省煤炭消費量為2.71億t，占能源消費總量的89.6%，高于全國平均水平近20個百分點。

圖22011 —2014年河北省能源消費結(jié)構(gòu)

解決河北能源結(jié)構(gòu)的“一煤獨大”問題，主要有三個途徑，即分別實現(xiàn)煤炭使用的減量化、替代化和清潔化。

3.1 燃煤的減量和替代

在《河北省大氣污染深入治理三年（2015—2017）行動方案》中對能源結(jié)構(gòu)調(diào)整提出的目標(biāo)為：到2017年煤炭消費量比2012年凈削減4000萬t。河北省燃煤減量后伴隨著巨大的能源缺口，需要其他能源形式的補充和替代。目前，河北省能源主要有“煤改電”“煤改氣”以及風(fēng)能、太陽能等可再生能源的替代。在能源替代過程中大多數(shù)措施產(chǎn)生了預(yù)期的的環(huán)境效益，同時也伴隨著許多問題亟待解決。

3.1.1 煤改電

“煤改電”是指將發(fā)電用煤之外的煤炭消費轉(zhuǎn)換為電力消費，是調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的重要手段，對于改善河北省的大氣環(huán)境狀況有積極意義。

煤改電需要足夠的電力供應(yīng)來支撐，河北省的電廠以燃煤為主，為了不增加燃煤減量的負擔(dān)，可以采取引外電入冀的方法。河北省消費的煤炭中有72%來自于其他省份[2]，“變輸煤為引電”是將其他地區(qū)（如我國西北地區(qū)）的由清潔能源發(fā)的電通過特高壓輸電線路輸送到河北省，實施跨區(qū)送電，可以減輕河北省由于燃煤發(fā)電帶來的環(huán)境污染，緩解霧霾治理的壓力。

在河北省煤改電過程中，面臨著改電成本高、相關(guān)配套設(shè)施建設(shè)滯后等問題。

3.1.2 煤改氣

由于天然氣燃燒時幾乎不產(chǎn)生煙塵和二氧化硫，實施“煤改氣”可以減少污染物排放，在一定程度上改善河北省的大氣環(huán)境質(zhì)量，在煤改氣進程中，以下問題比較突出：

3.1.2.1 價格高

天然氣的價格大大高于煤炭，產(chǎn)生同等熱值的天然氣價格大約是煤炭價格的3～4倍[3]，巨大的價格差距無疑會阻礙氣代煤的過程。

3.1.2.2 天然氣氣源不足

我國天然氣資源匱乏，京津冀地區(qū)冬季天然氣使用集中且用量大，供需矛盾突出，河北省地區(qū)的氣源供應(yīng)經(jīng)常受到影響，再加上輸氣管網(wǎng)建設(shè)滯后，部分地區(qū)管道鋪設(shè)不到位，氣源不能穩(wěn)定保障，河北省燃煤量削減計劃是4 000萬t，大約有60億m3天然氣的缺口無法落實[4]。

3.1.2.3 補貼資金缺口較大

“煤改氣”工程淘汰燃煤設(shè)備造成了大量固定資產(chǎn)投資的浪費，同時，重建燃氣電廠也需要大量資金投入，而且燃氣過程中會產(chǎn)生大量的氮氧化物，燃氣脫氮設(shè)施的投資費用和后期運行維護費用都很高，目前河北省的煤改氣主要由政府主導(dǎo)，勢必加重政府財政負擔(dān)。

3.1.2.4 減排效果不明顯

部分地區(qū)實施煤改氣后，空氣質(zhì)量改善效果不明顯，以北京市為例，實施“煤改氣”后北京市的PM2.5和臭氧濃度超標(biāo)頻度峰值均呈現(xiàn)上升趨勢[5]。

3.1.3 可再生能源替代

在河北省的可再生能源中，風(fēng)能、地?zé)崮?、太陽能、生物質(zhì)能較為豐富，在燃煤替代過程中起著重要作用，但也存在著不同的問題：（1）風(fēng)電迅猛發(fā)展后大規(guī)模風(fēng)電送出受阻，消納能力不足，并網(wǎng)滯后，棄風(fēng)情況時有發(fā)生；（2）地?zé)崮芾贸跗谕顿Y成本較高，設(shè)置地埋管換熱器需要占用土地，對地下水資源有一定的擾動與污染風(fēng)險；（3）太陽能裝機規(guī)模偏小，商業(yè)化運營不成熟，并網(wǎng)機制不暢，存在棄光現(xiàn)象；（4）在河北省的秸稈能源化利用中，用于原料收集勞動力成本較高，造成原料收集難，并且河北省的秸稈隨季節(jié)性產(chǎn)出，收購時間短，儲存周期長，秸稈存儲需要占用大量土地；秸稈資源化的產(chǎn)業(yè)化程度低，專業(yè)化和市場化程度不高。

3.2 煤炭的清潔化利用

煤炭清潔化利用即煤炭開采到利用的全過程中，通過各種措施盡量減少污染物的排放，并且提高其在加工、燃燒、轉(zhuǎn)化及污染控制等方面的利用率。河北省煤炭清潔化利用的方法主要包括對煤炭進行洗選，推廣使用型煤以及應(yīng)用“微煤霧化”、高效煤粉鍋爐等技術(shù)。

在煤炭清潔化利用進程中，河北省的型煤推廣工作進展不順利。2014年河北省潔凈型煤推廣工作完成預(yù)定任務(wù)的25.8%；2015年完成預(yù)定任務(wù)的29.5%[6]。河北省的型煤推廣工作主要依靠行政推動和獎補激勵來推動。但補貼后的型煤價格仍然高于散煤的市場價格，在市場上沒有競爭力。

此外，民用型煤供應(yīng)體系尚不健全。民用型煤生產(chǎn)布點較分散，而且目前從事潔凈煤生產(chǎn)的多為近幾年快速投建成的小型企業(yè)，普遍存在設(shè)計不合理、設(shè)備簡陋、工藝落后、質(zhì)量難保證、工作環(huán)境差等問題。

采用高新科技，如“微煤霧化”或高效煤粉鍋爐等技術(shù)，對傳統(tǒng)燃煤鍋爐進行改造后，不僅燃料燃燒完全，而且污染物二氧化硫以及煙塵等排放指標(biāo)可接近或優(yōu)于天然氣潔凈燃燒指標(biāo)。但微煤霧化等技術(shù)對所用煤種硫分的要求嚴(yán)格，而且投資和運營成本比較高。

4 對策與建議

在河北省的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整過程中，主要存在替代能源成本偏高、各種配套制度建設(shè)機制不健全、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后等問題。成本高的問題短期內(nèi)可以依靠政府補貼來解決，長遠考慮則是要建立切實可行有效的經(jīng)濟機制。

4.1 解決清潔能源的高成本問題，加大對清潔能源的的扶持力度

目前，河北省可以替代煤炭的能源成本都比較高，如清潔煤炭的電廠比傳統(tǒng)電廠發(fā)電的單位成本要高出近40%，天然氣、風(fēng)能和太陽能光伏發(fā)電的成本分別為煤炭的1.3倍、1.5倍和2倍[7-8]，型煤的價格也是普通燃煤的2～3倍。高成本制約了清潔能源與煤炭在市場上的競爭力，迫切需要相關(guān)部門在資金方面加大對各種清潔能源的扶持力度。

目前來看，憑借河北省一省之力解決能源結(jié)構(gòu)調(diào)整問題很難短期見效，京津冀地區(qū)大氣污染控制的重點和難點都在河北，因此，京津冀乃至中央都需要加大對河北省的扶持力度。從能源供應(yīng)角度也建議加大對河北地區(qū)清潔能源的供應(yīng)力度。此外，因煤改氣受氣源不足影響較難解決，建議河北只能適度發(fā)展。

4.2 實行稅費改革，建立長效經(jīng)濟機制

依靠行政手段——政府補貼的方式推進河北省清潔能源對燃煤的替代，實現(xiàn)煤炭的減量化，只能是短期行為，并不符合市場經(jīng)濟的發(fā)展規(guī)律。要取得清潔能源的長效發(fā)展，只能建立切實可行的經(jīng)濟機制。這些經(jīng)濟手段包括大幅提高煤炭相關(guān)稅費，如煤炭資源稅和排污收費等，同時降低清潔能源的稅率。建議通過逐步提高煤炭資源稅稅率，大幅度提高排污收費標(biāo)準(zhǔn)，給予清潔能源一定的稅費優(yōu)惠等政策，達到抑制煤炭過度消費的目的。

4.3 鼓勵技術(shù)研發(fā)，推動技術(shù)進步與優(yōu)化

以科技創(chuàng)新和技術(shù)進步推進清潔能源對煤炭資源的替代。生產(chǎn)企業(yè)通過技術(shù)改造提高能源利用效率和降低成本。三河電廠1號燃煤機組經(jīng)過環(huán)保改造，實現(xiàn)“近零排放”，大氣污染物排放達到并優(yōu)于燃氣發(fā)電機組大氣污染物排放限值[9]。發(fā)達國家的煤炭消耗中有80%以上轉(zhuǎn)換為電力，河北省的燃煤量雖高，但用于電力的燃煤比例僅為1/3[10]，所以提高河北省的電煤在煤炭消費中的比例有較大的發(fā)展空間。

鼓勵研發(fā)低成本替代燃煤技術(shù)。鼓勵可再生能源開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新，突破太陽能、風(fēng)能和生物質(zhì)能等清潔能源的技術(shù)開發(fā)瓶頸。

4.4 理順機制，嚴(yán)格煤炭質(zhì)量管理，提高廣大民眾的環(huán)保意識

河北省可再生能源中的風(fēng)能、太陽能和生物質(zhì)能存在的問題主要是機制不順，建議理順機制，將其作為燃煤替代化的發(fā)展重點。加強煤炭市場準(zhǔn)入管理，禁止不符合標(biāo)準(zhǔn)的劣質(zhì)煤炭進入市場；制定有關(guān)政策，鼓勵潔凈煤銷售、使用；強化各環(huán)節(jié)監(jiān)管；提高政策法規(guī)的執(zhí)行力度。加大宣傳，提高全省人民的節(jié)能環(huán)保意識。積極倡導(dǎo)傳統(tǒng)用能理念的改變，全社會形成節(jié)約、綠色、低碳、環(huán)保的生活方式和消費模式。

能源結(jié)構(gòu)調(diào)整不是一夕之功，它的背后是能源的生產(chǎn)、消費、技術(shù)以及體制的深刻變革。河北省需要盡快解決能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中存在的問題，加快能源結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，推進霧霾治理進程。

[1]張明華，謝文勇，唐曉青，等.河北省大氣污染狀況分析及對策研究[J].中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報，2015，25（1）：47-50.

[2]王愷強，馬寅秋.還京津冀碧水藍天——民革中央探索通過能源結(jié)構(gòu)調(diào)整促產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級減生態(tài)環(huán)境壓力的途徑[N].團結(jié)報，2016-04-07（1）.

[3]李振宇，黃格省，黃晟.推動我國能源消費革命的途徑分析[J].化工進展，2016，35（1）：1-9.

[4]郭晉暉.民建中央提案：治霾先提高河北燃煤質(zhì)量[N].第一財經(jīng)日報，2014-02-26（A03）.

[5]聶海亮，宋立麗，麥方代，等.對北京市空氣重污染防治與應(yīng)對的建議[J].區(qū)域供熱，2016（4）：119-124.

[6]夏宏.河北省民用潔凈型煤市場現(xiàn)狀研究[J].煤炭經(jīng)濟研究，2016，36（6）：46-49.

[7]鄭易.“煤改氣”的兩難選擇[N].滄州日報，2013-12-10（5）.

[8]韓建國.能源結(jié)構(gòu)調(diào)整“軟著陸”的路徑探析——發(fā)展煤炭清潔利用、破解能源困局、踐行能源革命[J].管理世界，2016（2）：3-7.

[9]關(guān)欣，聶海亮，宋立麗等.北京市治理霧霾能源結(jié)構(gòu)調(diào)整措施探討[J].區(qū)域供熱，2016（1）：23-27，53.

[10]藍穎春.為首都治霾分憂？承接高污染企業(yè)造就河北“環(huán)首都霧霾圈”[J].地球，2015（2）：28-29.

（編輯：程?。?/p>

A Study of Hebei Province's Haze Governance and Energy Structure Ad justment

Wen Juan,Wang Ying,Song Haiou
（HebeiUniversity of Environmental Engineering,Qinhuangdao Hebei 066102,China）

The air quality of Hebei Province in 2013-2016 wasstudied by themonitoring data.The results showed that the airwas pollutedmostseriously duringwinter.In recentyears,in order to control the air pollution,Hebei Province adjusted the coal-based energy structure through themeasure of reduction,replacement,and cleansing of coal using.The article also pointed out the challenges during the energy structure adjustment process,such as the high cost of alternative energy,the lack ofnaturalgas,the imperfectof new energymanagementmechanism,and pointed out themeasuresof increasing support for alternative energy,establishment of long-term economic mechanism,the promotion of technological innovation and straightening the Grid-connectedmechanism.

haze control,energy structure,energy substitute,coal cleaning

X513

A

1008-813X（2017）02-0048-04

10.13358 /j.issn.1008-813x.2017.02.13

2017-02-06

2015年河北科技廳項目《“十三五”期間我省環(huán)境承載力與經(jīng)濟發(fā)展研究》（15454220）；中國環(huán)境管理干部學(xué)院科研項目《一體化背景下加快京津冀‘治霾’進程的對策研究》（ZRZC201605）；2017年河北省高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究指導(dǎo)項目《河北省秋冬季霧霾頻發(fā)的原因探析和對策研究》（Z2017039）

溫娟（1979-），女，河北昌黎人，畢業(yè)于華北電力大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，碩士，講師，主要從事環(huán)境污染治理方面的研究工作。