前所未有的空气污染不断挑战人们的承受底线,谁是罪魁祸首?在人们享受现代化物质文明的当下,又该如何反思过往的经济增长模式? 2013年伊始,按照“末日说”,人类跨入了新纪元。但对于东部的众多居民来说,“灰色朦胧”是新纪元首月留下的最深刻印象。从1月10日起,雾霾席卷了大半个中国,东北三省,新疆,华北平原,山东、江苏、浙江、福建等沿海省份,以及河南、安徽、湖北、湖南、陕西等中部省份,均未逃脱雾霾的侵袭。在连续发布了多个大雾黄色预警之后,北京市发布了气象史上首个雾霾橙色预警。13日上午9时的空气质量监

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拷问雾霾 问罪火电(图)

2013-02-18 15:55 来源:《能源》张慧 范珊珊 

前所未有的空气污染不断挑战人们的承受底线,谁是罪魁祸首?在人们享受现代化物质文明的当下,又该如何反思过往的经济增长模式?

 

2013年伊始,按照“末日说”,人类跨入了新纪元。但对于东部的众多居民来说,“灰色朦胧”是新纪元首月留下的最深刻印象。

从1月10日起,雾霾席卷了大半个中国,东北三省,新疆,华北平原,山东、江苏、浙江、福建等沿海省份,以及河南、安徽、湖北、湖南、陕西等中部省份,均未逃脱雾霾的侵袭。

在连续发布了多个大雾黄色预警之后,北京市发布了气象史上首个雾霾橙色预警。13日上午9时的空气质量监测数据显示,北京大多数地区的空气质量指数(AQI)全部达到极值500,属于六级严重污染中的“最高级”。而古都河南省开封市甚至发布了雾霾红色预警。持续了将近一周的雾霾天气,无疑已成为一场波及全国的严重“自然灾害。”

然而,此次大范围雾霾的阴影尚未在民众心头散去。23日,雾霾再次袭击华北平原和长江中下游平原等地。当日,北京气象台发布了大雾及雾霾黄色预警,京城空气质量再次达到了最严重的六级严重污染,局地能见度不足200米。

雾霾,是雾和霾的组合词。中国科学院大气物理研究所研究员王跃思向记者解释,雾是一种自然天气现象,对人并无危害,但一旦雾气中加入了污染物,就演变成了霾,对人体健康构成危害。如此频繁且严重的污染天气,不禁令人担忧:雾霾,会不会成为今后的常客?

就在雾霾入京的第四天,北京市环保局召开新闻发布会,该局环保监测中心主任张大伟表示,造成本次连续空气严重污染的主要污染源有以下几点:燃煤、机动车、工业、扬尘等污染排放量大。此外,10-13日,北京地区地面闭合低压控制,地面风速减少,湿度加大,并且逐渐形成了进风逆温和大雾极端天气扩散,持续积累,是形成本次污染过程的直接原因。

针对这次气象史上最严重的污染,包括北京在内的各地政府纷纷出台应急措施,但临时抱佛脚能否阻止雾霾的再次“光临”?在经济发展,能源消耗不断增加的当下,政府、企业和个人如何寻求平衡点来实现空气的清洁化?

致命的PM2.5

雾霾的主要成分是二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物。可吸入颗粒物是造成天气污染的罪魁祸首。而在可吸入颗粒物中能够入肺的更细微颗粒,则是最可怕的PM2.5。

根据国内空气质量监测数据显示,在此次大范围雾霾天气期间,一些地区的PM2.5指数屡次被刷新,美国大使馆公布的1月12日北京市空气数据,PM2.5指数达到了845,入夜后部分站点最高时甚至超过900。“爆表”一词,引起热议。

PM是英文particulatematter(颗粒物)的首字母缩写。可吸入颗粒物一般可分为细颗粒(空气动力学直径小于等于2.5微米)和粗颗粒(2.5—10微米之间)。空气动力学直径小于等于2.5微米的颗粒物质则被称为PM2.5。

“越小的PM,悬浮时间越长:直径大于10微米的,几小时就会因重力降落,直径小于1微米,在空气中逗留时间更长,可达几天乃至数周。”早在2009年就开始研究PM的一学者对《能源》杂志记者说。

潘小川、李国星等人编制的一份《PM2.5的健康危害和经济损失评估研究》报告显示,10微米以下的颗粒可进入鼻腔,9微米以下的可进入咽喉,小于2.5微米的则可深入肺泡并沉积,进而进入血液循环。

PM2.5指数达到500,意味着每立方米的空气中,小于2.5微米的颗粒物浓度高达500微克。一旦吸入体内,则可深入肺泡。

“雾霾天气导致的,不仅是高速公路封锁、机场关闭、航班延误,最严重的是,它直接危害着民众的身体健康。”绿色和平的气候与能源项目主任周嵘对记者说。雾霾天气期间,患上呼吸道疾病的病人明显大幅增加,而其潜伏影响,更是不容小觑。

王跃思对记者表示,他曾在广州做过研究,得出的结论表明,颗粒物污染跟肺癌的致死率在7年后呈现出正相关性,也就意味着,此次雾霾天气造成的恶性结果,很可能七年后显现,与此相关的肺癌死亡人数会增加。

而早在2003年,美国环保局就做了一个估算:“如果PM2.5达标,全美国每年可以避免数万人早死、数万人上医院就诊、上百万次的误工、上百万儿童得呼吸系统疾病”。

如此危害严重的PM2.5,目前为止,其强制标准并未在我国实施。而实现对其的检测也只是在几大重点城市中开始试行。

2011年初公布的《环境空气质量标准》(征求意见稿)仅将PM2.5作为参考标准。之后,北京出现连日大雾天气,美国大使馆发布的空气质量指数与官方的公布数据存在很大不符。北京市居民纷纷质疑政府未将PM2.5这一指标纳入到监测范围内是否符合当前大气环境的现状。一时间,PM2.5受到了极大的关注。随后,11月公布的《环境空气质量标准》(二次征求意见稿)将PM2.5纳入空气质量评价体系。

我国第一次发布《空气质量标准》是在1982年,主要控制二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物,同时提出了“飘尘”的概念,即PM10,但只作为参考标准。1996年,国家更新了空气质量标准,正式把PM10纳入标准,并在一年后,要求在46个环境保护重点城市发布空气质量周报。

2012年2月29日,在众人的呼吁中,新修订的《环境空气质量标准》被“原则同意”。新标准增加了细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)8小时浓度限值监测指标,将分期分批予以实施。

按照国务院常务会议的要求,2012年在京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市和省会城市开展细颗粒物与臭氧等项目监测,2013年在113个环境保护重点城市和国家环境保护模范城市开展监测,2015年覆盖所有地级以上城市。

但仅仅开展监测,并不能降低PM2.5的危害。重要的是,如何减少形成PM2.5的污染源。

“PM2.5的形成方式主要有2种,一种是以固态形式排出的一次粒子,这种粒子通常先在高温状态下以气态形式排出,再在烟羽的稀释和冷却过程中凝结成一次可凝结粒子。另一种是由气态前体物,如二氧化硫、氮氧化物、氨等通过大气化学反应而生成的二次粒子。”周嵘向记者介绍道。

根据PM2.5的形成方式,燃煤电厂以及钢铁、水泥等燃煤行业产生的烟尘和气体,机动车排放的尾气,居民取暖做饭产生的烟尘等,成为主要污染源。

王跃思目前正在进行《京津冀大气灰霾成因与控制策略研究(2012-2017)》的国家课题,其做的研究表明,北京PM2.5中各种排放源的年度平均贡献率分别为:燃煤26%,机动车19%,工业粉尘10%,餐饮11%等。由此可见,燃煤和机动车,成为PM2.5的主要来源。

问罪燃煤

一个毋庸置疑的事实是,我国是煤炭大国。2012年,我国煤炭消耗约为40亿吨。燃煤带来了大量的二氧化硫、氮氧化物、烟尘的排放,使得其成为PM2.5最重要的污染源之一。

目前,在我国的电力结构中,电力装机占比最大的仍然是火电,约占到78%。中电联的报告显示,发电用煤占全国煤炭消耗总量的50%左右。因此,燃煤电厂成为“节能减排”的最重要目标。

“对于雾霾天气,燃煤电厂肯定是重要的因素。因为它本身的体量很大,即使再控制,排放量也是巨大的。”中国环境科学院副院长柴发合对记者说。

另一方面,由于燃煤电厂的排放高度较高,相对来说,在空中的传播距离也较远,加之排放出来的污染物中,既有细颗粒物,也有二次颗粒物的前体物,即硫酸盐、硝酸盐,以及挥发性有机污染物等,加剧了区域性污染的产生。

令部分环境科学家担忧的是,当前燃煤电厂普遍采用的除尘、脱硫和脱硝的方式,还存在争议。“以目前的除尘、脱硫和脱硝方式,可能会导致烟囱尾部地方,三氧化硫的浓度较高。湿法脱硫中,很可能会带出去一部分石膏成分,这一部分还没有检测到。”柴发合指出,这部分物质对于环境的影响,还需要进一步的研究。

2012年1月1日,火电行业实行新的《火电厂大气污染物排放标准》。按照这份被称为史上最严格的火电排放标准,为完成二氧化硫、氮氧化物、烟尘等污染物的排放要求,我国现有绝大部分机组开始进行更换或重新上马脱硫、脱硝和除尘装置。

火电厂的脱硫工作,早在“十一五”期间,就已开展。目前,大部分电厂均已安装脱硫装置。但对于脱硫工作的稳定性,还有待提高。在环保部2012年10月公布的《实施节能减排规划,确保实现约束性指标》文章中指出,尚有4267万千瓦燃煤机组已安装脱硫设施但不能稳定达标,需要进行脱硫改造。

对于脱硝的推广,火电厂才刚刚开始。“我们公司下属的近80台机组中,目前已完成脱硝改造的机组约为八九台,有的仍在试运行阶段,加上原先已经有的,共有十五六台机组安装了脱硝装置。”某不愿透露姓名的发电集团科技部人员对记者说,“要想在2015年前完成改造,压力很大。”

环保部公布的数据显示,截至2011年底,全国7.07亿千瓦火电装机中,脱硝装机容量为1.29亿千瓦。另一方面,则是除尘方式的选择问题。在记者调查中发现,目前我国大多数电厂使用的仍为静电除尘方式。上述发电公司下属电厂采用静电除尘的比例高达85%。

事实上,静电除尘的效率低于布袋除尘。“和布袋相比,静电除尘清除细颗粒的能力比较弱。”某不愿透露姓名的电力行业专家对记者表示。静电除尘能满足50毫克/立方米的排放要求,而布袋除尘稳定可靠,可满足低于10毫克/立方米的排放要求。

据记者了解,电厂更愿意选择静电除尘,最大的原因在于成本较低。在一次投资中,布袋除尘的费用远高于静电除尘。

此外,静电除尘对锅炉燃烧的煤种要求较高。静电除尘主要靠阳极板和阴极板之间的高压静电来吸附颗粒,如果煤种中含有较多的金属成分,会引起正负极板放电,减少电压值,从而导致吸附能力下降。

“在我国实行市场煤的情况下,煤种变化较大,好坏掺烧,静电除尘的效率保证也是难题。”上述电力专家说。“目前,很多电厂正在改造,比较理想的方式是采用电袋结合的除尘方式。”

虽然燃煤电厂仍为主要的排放源,改进的空间仍在,但柴发合对记者表示,在所有工业污染源中,燃煤电厂控制水平最高,执行的标准是最严的。“这些年来,煤电行业对于污染减排和控制做出的贡献确实很大。在‘十一五’期间,二氧化硫的减排率很高。‘十二五’期间,氮氧化物的减排,肯定也是他们挑重担。”

根据王跃思排放源清单直排估算,京津冀地区不同排放源对PM2.5的贡献率为:机动车50%,工业37%,居民为5%,电厂仅为8%。也就是说,在燃煤的贡献率中,电厂的贡献率并不突出。

此外,在我国近40亿吨煤炭消耗中,仅有50%的煤炭用于电力,其余50%的燃煤消耗用于钢铁、冶金等行业以及小锅炉、居民家中取暖等方面。相对于火电厂的集中严格排放,这50%的燃煤污染更严重且不易整治。同属燃煤大户的钢铁企业的减排工作相对落后,其脱硫改造工作正在推进,至于脱硝改造,仅处在对京津冀、长三角、珠三角等重点区域实行示范工程阶段。

滞后的油品

按照中科院的监测,在京津冀地区,机动车是PM2.5第一“贡献者”。机动车造成PM2.5的形成主要有两大原因——不仅直接排放PM2.5,而且尾气排放的氮氧化物、碳氢化合物,会再次反应转化成PM2.5。

伴随着经济的高速发展,机动车数量的快速增加无疑给城市肺部增加了更重的负担。据环保部发布的统计数据,2011年,全国机动车保有量达到2.08亿辆。其中汽车占44.7%,低速载货汽车占5.9%,摩托车占49.4%。而在过去十年间,对于机动车的减排要求,环保部门提出了越来越严苛的要求,但实施进程和主管部门的期望尚有差距。

在中国环境科学院移动源污染控制室副研究员岳欣看来,机动车减排关系到汽车行业和石化行业。对汽车行业来说,机动车的排放标准提高,要求不断对发动机和关键部件进行改进,同时,石化行业油品也需进行相应提高。虽然生产的新车已经符合排放标准,但车用燃料国家标准实施(实际供油)滞后于机动车排放标准,拖延了汽车排污的治理。

2011年7月1日,轻型汽油车国四排放标准开始实施,而与此相对应的汽油标准实施时间是在2014年1月1日。这也就意味着,在国四标准已经实施一年半后,很多轻型汽油车还在使用国三标准汽油,直到今年底,城市里行驶的汽车才能“喝”上与其相匹配的汽油。

“国标委制定了油品标准,但是对于执行,还留有较长时间的一段过渡期。”在岳欣看来,如果过渡期中不作出合理的安排,相当于给油企提供拖延供给标准油的时间。

虽然汽油车标准给出了一定的过渡期,相较于此,柴油车标准提升困难更大。直到现在,柴油车国四标准还未实施,其间已经两次推迟柴油车国四标准的实施时间。2010年12月21日,环保部第一次推迟了柴油车国四标准的实施。环保部当时表示,对于车用压燃式发动机柴油车,暂定推迟一年实施国四标准,即从2012年1月1日起实施。去年年初,环保部发布公告,将重型柴油车国四标准全国范围内实施日期再次推迟至2013年7月1日。

“柴油车现在实施的是国三标准,但是大多数用的是国一的柴油,硫含量标准还是按照不超过2000微克/千克执行。”岳欣说。

事实上,从2011年起,我国柴油生产和销售同时执行《车用柴油》(GB19147-2009)和《普通柴油》(GB252-2011)标准。按照规定,普通柴油标准硫含量不得超过2000微克/千克,车用柴油硫含量不得超过350微克/千克。现实情况是,除了北京、上海等少数城市外,大部分地区并没有对车用柴油和普通柴油进行区分,仍以供应普通柴油为主。

“对于我们石化企业而言,两种柴油的生产成本大不一样。根据国际上的算法,车柴比普柴的价格应该高13%,但是国内实行统一定价。另外,关于车用柴油的国四标准什么时间实施,国家也没有明确的时间表,在国标委内部实施时间是2015年1月1日,但并没有最终审批。”中石化科技开发部技术监督处副处长付伟对《能源》杂志记者解释称。

油品升级改造,牵扯到炼化企业的设备升级,需要投入大量的资金。据了解,为了达到国二油品标准,中石化所属炼化厂进行了大规模的设备升级改造,总费用约有200亿。而从国二标准升级到国三标准,则又大约投入100亿。

“实行国二油品标准改造时,国家给了补贴,每升油约1毛多。但是接下来的几次改造,国家对我们则完全没有补贴。”对于设备的改造升级费用方面,炼化企业颇有不满。

在其看来,油品的升级,所需费用应该由国家、企业、消费者三方承担——国家应该在税收上给予油企一定的支持;消费者在油品价格上也应承担一小部分的费用;油企应履行社会责任,支付余下的费用。

“这样的方式对于炼化企业来说,油品升级的压力会小很多,”付伟说。但目前的情况,使得炼化企业不肯轻易对设备进行大范围改造。“车用柴油的升级,已经列入公司计划,但是国家没有批准,我们也不好大批投资改善装置。”

对于油品升级的复杂性,我国原油质量也值得考量。近年来,中国能源对外依存度上升较快,特别是石油对外依存度从本世纪初的32%上升至目前的57%,而我国主要进口地区产油为重质油,含硫量较高。“我们每年从国际上拉回来的原油200多种,这些油质量参差不齐,变化太大。现在采取的做法是,掺合炼化。”付伟解释说。

上个月,环保部发布《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第五阶段)》第二次征求意见稿,将颗粒物粒子数量纳入了污染物控制项目,排放控制水平与欧五轻型车排放法规相当。

令上述环保专家们担心的是,国四标准汽油供应还未全部完成,满足上述标准的更为优质汽油供应时间更悬而未决。

事实上,在北京地区,石化企业已经提供符合京V标准的汽油,并且提供了国四标准的车用柴油。而在全国范围特别是二级城市推广如此高标准的油品还有待时日。

在美国能源基金会交通项目主管龚慧明博士看来,除了油品,机动车的排放治理还牵扯到车体质量以及维修保养等问题,比如加强对新车的一致性检查、对车辆进行长期跟踪,如果不能达标是否能召回等,而这些在中国尚属空白。

对此,岳欣提出主管部门应制定明确的方案,时间、操作步骤、主管部门都应明确。“在《中华人民共和国大气污染防治法》里,移动源有害物质控制标准和相关环保标准应列入其中,对移动源污染治理应该有法可依。”

治理挑战

在王跃思看来,应对PM2.5的污染,要对主要污染源的行业进行优先控制,以京津冀地区为例,城市周边地区也应提高机动车标准同时匹配油料标准,以北京、保定、廊坊、天津为重点,对电厂脱硝监管到位等。同时,基于区域进行联合控制,这样比各地分别控制节约成本,考虑公平性减排责任分担,可以促进合作减排。

然而,囿于我国行政区域划分,对于污染源的联合控制并非易事。对此,柴发合建议,区域污染防治,需要有专门的部门来协调。“环保部应该有区域污染防治的专门管理部门,协调目前所说的‘三区十群’,指导这些地区开展区域污染防治工作。环保部的机构是按照介质分,没有按照流域、区域来分的管理部门,这就是一个问题所在。同时,区域污染防治,需要一个公认的信息提供者和科学分析的组织,为协调机构决策提供科技支撑。此外,更多运用市场化的惩罚、激励政策,促进排污进行。”

在业内一些专家看来,联合防控对于控制污染能发挥有效的作用,但在以煤为主要能源消费形式的背景下,彻底消除雾霾还有很长的路要走。

清华环境科学与工程系教授贺克斌做了这样一项研究:从2005年到2010年,中国经济高速发展,特别是城市化进程加快。造成的结果是,火电装机增加了63%、钢铁和水泥产能分别增加74%和76%,同时机动车增加了22%。

在火电机组安装脱硫设备以及提高了机动车排放标准后,2010年,通过火电厂脱硫设备减排的二氧化硫为1750万吨,几乎是2005年二氧化硫排放总量的一半,但是全国范围内,相较于2005年,二氧化硫排放减少仅为11%。虽然火电二氧化硫排放量有明显降低,但是其他工业部门的排放还在增加,煤炭使用量增加了44%,其中三分之一的增量主要用于钢铁、水泥行业,这些行业少有脱硫设备。

在贺克斌看来,未来20年,中国还将主要依赖化石能源。国家应该为煤炭的消费设置上限,否则的话,新增的能源使用带来的排放将让政府的减排措施功亏一篑。

其实,在中国一些发达城市早已提出控制煤炭消费总量问题。以北京市为例,提出“十二五”末,北京市燃煤总量控制在2000万吨以下,天然气占能源总消费比例增加到20%,城六区基本建成“无煤区”。

北京不但将首钢、北新建材(000786,股吧)等大型工业厂进行整体搬迁,在全国率先启动了水泥厂烟气脱硝治理工程,同时在全市范围内推广“煤改气”工程,试图将燃煤电厂改为燃气热电联产机组。

2009年11月3日,时任国家能源局局长张国宝在北京主持召开了“北京电力结构调整座谈会”。会议聚焦北京四大燃煤热电厂改造,指出华电北京热电厂、国华北京热电厂、京能石景山热电厂和大唐高井热电厂“相关技术指标已不先进,且位于市中心,影响城市减排和发展。”

这也就意味着,北京有可能是第一个将燃煤电厂写进历史的地区。虽然政府出于对环保的考量,使用更为清洁的天然气,可直到现在,受制于天然气供应、价格等因素影响,“煤改气”工程推进依然困难。

“燃气电厂的上网电价,实行一厂一价原则。电厂的气价,与北京居民用气同价。北京的燃气发电成本应该在0.6元以上,如果电价低于0.63元,我们就会亏损。电厂由北京燃气集团供气,目前供气的管道还没开始施工。按照北京市的规划,气源保证应该没问题,但是按照目前用气量来算,还有担心。”大唐高井热电厂一位工作人员对记者称。

今年3月,高井电厂将要进行燃气设备安装,预计今年底投产,建设完成后总的发电装机138万千瓦。然而,未来天然气价格的上涨,将是不可逆转的趋势。对于正在改造的四家电厂而言,挑战不言而喻。

专访中国环境科学研究院副院长 柴发合

“在我国113个重点城市,按2010年空气质量的标准,达标率是80%多,如果按照新的空气质量标准,不达标率为80%多。”

此次雾霾污染天气,影响、覆盖范围之大,污染程度之高,公众关注度之大,持续时间之长,历史少见。如何通过此次事件,让政府、企业和公众反思环境污染,并提出解决之道。为此,《能源》杂志专访了中国环境科学研究院副院长柴发合。

《能源》:近一两年,我国空气污染呈现了出了怎样的特点?

柴发合:在我国113个重点城市,按2010年空气质量的标准,达标率是80%多,如果按照新的空气质量标准,不达标率为80%多。我国的污染越来越凸显出复合性和区域性的特点。复合性表现为,空气中不光有大量的一次性污染物存在,且有大量的二次污染物。区域性指的是有着明显的区域之间的影响。同时,影响的区域面积在扩大,按照整个污染的宏观态势看,我们说的“区域”,涉及到整个东部地区。环境污染现状比较严重,治理面临的压力比较大。

《能源》:面对发展经济和环境之间的矛盾,如何抓住治理环境污染的机遇,实现污染的有效治理?

柴发合:我认为,最重要的是要尽快建立一套适应目前发展理念和保护思路的《大气污染防治法》(以下简称“大气法”)。现在执行的大气法是2000年修改的。12年过去了,我国大气的形式发生了很大的变化,从原来的单一煤源性污染,转变成煤源性和机动车性以及工业性、自然的污染排放相混合的复合性污染。

以往,我们主要关注一次污染物,随着PM2.5和臭氧进入公众的视线以后,我们不光关注一次污染物,更加关注二次污染物的前体物。另外,公众对空气质量的要求达到了前所未有的迫切。从这些方面来说,目前实行的大气法已经非常不适应了。所以希望大气法能够尽快修改,建立相应的制度和机制,面对现在多种污染物共存的局面和区域性、复合性的大气污染特征,来解决大多数城市空气质量不达标的问题。

《能源》:您认为,《大气污染防治法》的修订中,哪些问题需要特别值得强调?

柴发合:“区域污染”问题原来在大气法中并没有体现。所以,怎样把区域防治污染方法很好地纳入到大气污染防治的制度安排中去,包括联防联控机制的建立等内容,是大气法修订需要值得注意的方面。

在城市污染中,机动车尾气污染所占的份额越来越大。机动车污染防治怎么深化,如何做好对移动源污染的防治仍需探讨,包括机动车以及非道路的移动源,从范围上和强度上都应该在法律上得以保证。

再一方面,则是制度如何深化。2000年,我国已经在法律上规定要推行排污许可证制度,但从目前的情况看,虽然各个地方都在试点做示范项目,有些地方也颁布了地方性的法规,但在国家层面上,排污许可证管理条例仍未颁布。

面对目前的大气污染形势,大气法的修订具有必要性和紧迫性。特别是重污染天气的应对措施,在原来的法律上并没有很好的规定。应该怎么应对,如何制定预案、动员社会,都需要国家法律来保障。目前,光靠一些行政的文件,缺少法律依据,反而执行起来比较困难。

《能源》:“松花江”事件推动了我国成立“水专项”,此次事件能否推动成立“大气专项”。如果“大气专项”能够成立,该注意哪些方面?

柴发合:大气专项不同于一般的科研项目,面对的不仅是科学问题,而是要解决改善环境质量中的科学和技术瓶颈,以及管理政策方面的瓶颈。是为了改善环境质量,而不是为了单纯的科研。我们在大气专项里设计了科技工程,就是要把研究的共性技术,运用到目前区域复合污染比较严重的地区,包括京津冀、长三角、珠三角以及其他的一些重点地区。然后通过科学工程的实施,来直接改善区域环境的质量,并且要见到实效。

所以,做大气专项是非常有意义且必要的。希望国家在目前水专项的基础上,尽快确立大气专项工作,来解决严重的污染问题。之前,我们已经为大气专项做过充分的工作准备,到现在为止,这个项目还没有着落。希望能够早日启动,科学家、政府、相关环保设备企业、公众一些联合起来,推动整体的环境改善。

《能源》:除了在法律上的保障,还有哪些方面需要国家加大支持力度,以确保污染防治的有效进行?

柴发合:科技支撑是非常重要的。要认清目前的污染问题,污染的形态、空气中包含的成分、整个国家的污染时空分布态势,实际上都是需要了解的。还必须对污染物的来源,产生污染的原因,对污染的责任方有足够的认识,才能有效地去控制。了解这些,需要我们建立来源解析的方法,通过科学的方法进行分析。

另外,还需发展对污染控制有效的技术,以及能源减排技术。目前我国的减排技术都在一步步推进,比如对于火电厂,首先是控制烟粉尘,然后是脱硫,再到脱硝、脱汞,采取一个个阶段推进的方式,但是却没有考虑总体的优化设计。所以,如何实现多污染物协同控制的同时,实现能源消耗优化,还需开展技术研究。

《能源》:即使火电厂实行了很严格的排放标准,在我国仍以煤炭为主的能源结构中,燃煤对大气污染的贡献率仍旧很大。怎样才能进一步的推进污染防治工作?

柴发合:首先是要保证目前的减排设施能够持续、高效、稳定运行,达到排放的限值。一些燃煤单位,还需要进行进一步的技术改造,以达到标准。

另外,要真正解决问题还需要进行大的能源结构调整。我们欣喜地看到,核电、风电、太阳能都在我国有了很大的发展。但是,我觉得能源结构改变的步伐还太慢。

实际上,目前一个很大的污染问题是低空的污染,包括小锅炉、公众的采暖、餐饮等,以及汽车尾气。和电厂比起来,这部分污染分散度大,很难控制,但是对城市污染的责任巨大。所以,要做能源结构调整,实现能源清洁化,应先从城市推进,从民用能源推进。首先要解决的是分散的低空污染,把城市能源的清洁化,特别是城市民用能源和工业能源的清洁化,作为首要问题来抓。其次,才是工业方面的清洁化以及发电行业的清洁化。而发电行业的清洁化,需要慢慢调整。比较好的方式是,要在地理上有一个先后的安排,先把市区范围电厂的清洁化问题解决,再慢慢的往一般普通电厂上转变。

《能源》:环境问题与能源发展密切相关。解决空气污染问题,能源部门应该承担怎样的责任?

柴发合:煤电是区域协调的重点行业。我国电力的布局,从来没有考虑过环境的布局,主要是从资源禀赋和能耗中心来考虑。所以,能源发展的不平衡,带来了布局上的缺陷。一方面,要求其减少区域的排放,另一方面则是要对其进行优化布局。比如,要把一些发电的地区变成受电地区,特别是京津冀污染比较重的地区,应该是从外面多输电,而不是在当地就地发电。在满足安全性的情况下,重污染地区不应再布置电厂,或者考虑现有电厂的移动,或者是改变能源结构,使用干净的天然气。

伦敦启示

一个世纪的法律建设、经济效益的“无形之手”和大刀阔斧的城市规划,伦敦最终为世人留下了宝贵的空气治理经验。

1952年12月5日清晨,伦敦上空出现高压脊,近地气温发生反常降低,近地空气在低气压影响下形成冷气层,伦敦出现由地面向上,空气温度逐渐增加的逆温层现象,这使得伦敦城中的雾气不能逸散,不断增加。

伦敦上空烟雾弥漫,燃煤产生的二氧化硫和粉尘在空气中久久不能散去。大量的有毒空气在伦敦城中聚合。伦敦居民取暖使用的烟煤含硫量更是高于工业用煤。粉尘中的三氧化铁、废气中的二氧化硫加上大雾中的水汽最终形成了硫酸。腐蚀性的硫酸附着在烟尘上或凝聚在小水滴中进入人的呼吸系统。

在烟雾事件前一周,伦敦城共有2000多人死亡,这一数字基本与一般年份持平。但是随后一周,就有超过4000人死亡。而伦敦城的死亡率在雾霾事件第八和第九天达到顶峰,每天有超过900人死亡。

英国官方就伦敦雾霾事件给出的报告认为共有4000多人因为雾霾事件丧生。但是高于正常年份的死亡率直到圣诞节时才出现回落。这段时间内又有8000多人丧生。准确人数并无定论,但是大多数人还是认为12000才是伦敦烟雾事件造成的实际丧生人数。

尽管政府认定死者只有老人和呼吸道疾病的患者,但是事实上,4000多名死者中只有三分之二是超过65岁的老人,45-64岁市民的死亡率是正常年份同期的三倍。此外,伦敦雾霾事件期间,婴儿的死亡率也是正常年份的两倍。

开始于18世纪的工业革命为大不列颠帝国带来了殖民地、原材料、世界霸权和无穷尽的财富。这一切都基于煤炭为蒸汽机提供的不竭动力。然而大量燃煤的背后则是日益加剧的空气污染。滚滚浓烟,成为了人们脑海中工业革命的象征。

伦敦城位于大不列颠岛东南侧的盆地之中,南北山岭环抱,泰晤士河自西向东奔流而过。温暖的大西洋(600558,股吧)水汽毫无阻碍的被吹进伦敦城,然后在盆地之中受冷凝结,形成漫天大雾,并且循环往复,久不消散。

伦敦城自罗马时代起就享有“雾都”美誉。而工业革命之后,这一美誉成为了对伦敦空气污染的最大讽刺。早在1813年就有了关于伦敦城烟雾缭绕的报道,而1873年,伦敦更是出现了首起有毒烟雾致人死亡的事件。

到20世纪初,伦敦已然变成了一座黑色的工业之都。由煤炭支撑的工业革命让伦敦城内遍布工厂,著名的伦敦东区位于伦敦东部港口附近,这里是传统工业区,服装、印刷、卷烟、制鞋、家具、食品等企业林立。整个伦敦城烟囱林立。

与工厂烟囱交相辉映的是传统守旧的英国人数百年不变的烧壁炉取暖习俗。伦敦城内无数的烟囱和壁炉消耗着无数烟煤,昼夜不停地向空中排放着大量烟雾。

烟尘与雾混合变成黄黑色,经常在城市上空笼罩,多天不散。伦敦环境污染严重。楼房上积满烟垢,泰晤士河生物绝迹,河水恶臭。当时,连紧靠泰晤士河的议会大厦,夏天也不得不关紧窗户。

伦敦糟糕的空气甚至为自己赢得了“伦敦雾”这一专有名词。伦敦雾气之浓,又被称为“浓汤”,在文学家的笔下,伦敦更是充满了肮脏油腻的空气,和在这空气掩盖之下的无数丑恶。

残酷的现实将伦敦城驱赶到了改变的十字路口。然而伦敦城乃至整个英国早就开始了一场针对空气污染的大博弈。

治理博弈

伦敦独特的环境曾意外催生出了世界首个有关空气污染防治的法令。1306年夏天,伦敦空气中弥漫的因烧煤而产生的刺鼻味道让前来伦敦参加国会的英国贵族们感到心烦意乱。这些地位尊贵的人发起了一场示威,反对燃煤。在这种形势下,国王爱德华颁布了禁煤令,规定初次用煤的人将被给予重金罚款,再犯,则毁掉熔炉。

这个看起来有些荒诞的故事在今天看来却有着无比强大的前瞻性。事实上,英国针对空气污染的治理确实并不算滞后。

1863年英国议会就通过了首部《工业发展环境法》(也称《碱业法》)。在那之后,《碱业法》经过了多次修订,同时英国议会也多次颁布其他空气污染防治的相关法律。

但是英国的空气污染治理涉及多个政府机构,包括地方政府、中央的环境部(主要涉及碱业检查团)等。而在公共卫生和环境事务方面,英国的中央和地方政府有着巨大分歧。

地方当局一直是对个人和商业行为进行控制的倡导者,而中央政府则以保护个人自由为名阻止地方当局获得更多的管辖权。

中央机构和地方当局各管一面,一方权利的扩展意味着另一方权利的削弱,二者始终关心的是自己的权限,因而摩擦不断。

1952年伦敦烟雾事件和1956年《清洁空气法》为解决中央和地方的掣肘提供了契机。二者的分工以技术难度为标准:碱业检查团控制注册工厂的排放物;而地方当局则控制其他非注册领域的排放物。

新的划分标准却在商业企业界引起了轩然大波。企业在自己的管理归属上与政府发生了激烈的矛盾和冲突。大量的工业企业都希望自己的企业以注册工厂的方式纳入碱业检查团的管理中。

正是中央和地方政府的环境治理理念不同,才带来了企业这样一边倒的倾向性。因为企业有可能无法达到《清洁空气法》的要求,而纳入碱业检查团的管理,让他们有机会利用中央政府的态度,从而不完成法律要求,维护自己的利益。

尽管遭到了地方政府的强烈反对,但是在激烈的讨价还价之后,1958年的碱业条令还是大大增加了注册工厂的数量。这不仅强化了碱业检查团的权利,也进一步加深了中央和地方在环境治理上的利益竞争。

与政府企业之间汹涌蓬勃的激烈交锋相比,身处社会底层的普通民众则表现出了出人意料的态度:他们既是空气污染最直接的受害者,同时也是环境治理的一大阻力。

以矿工为例,免费烟煤的大量分派一直是矿工薪金的一部分,一旦改用无烟煤,意味着矿工要多出一笔使用无烟煤的支出,因此矿工肯定不愿意使用无烟煤。

此外,改用无烟煤对于矿工来说不仅意味着与他们的收入直接挂钩,另一个重要方面是改造燃烧设备的成本。新的供暖设备改造并不由政府提供所有费用,地方政府和户主还要分担约3成的成本。尽管政府有着改造补贴,但是补贴不足甚至没有发放补贴也使得户主和使用者缺乏改造设备的利益动机。

更重要的是,空气治理不仅关乎每一个人的生活,更是会深刻影响到煤炭工业的命运。因此煤炭工业发达地区的烟雾控制计划进展更加缓慢,也就在情理之中了。

环境问题也逐渐走出了各国孤立的传统概念。英国与欧洲大陆隔海相望,但是空气污染物却漂洋过海,危害了欧共体其他国家。例如,英国就被证实是20世纪50、60年代斯堪的纳维亚半岛的酸雨的主要污染源。

而在一百多年空气污染治理的过程中,英国一直没有具体的空气质量标准,这无疑与欧共体环境治理理念存在差异和冲突。这种差异和冲突也成为了推进英国空气污染治理的有机组成部分和一道难以跨越的障碍。

错综复杂的利益之争直接影响了空气污染治理的效果。1956年、1957年和1962年,伦敦城又连续发生多次严重的烟雾事件。日益恶化的环境最终逼迫伦敦和整个英国开始做出改变。

结构调整

烟雾事件造成的恶果给全英国人敲响了最响亮的警钟。尽管存在着中央和地方政府、商业企业和与环境保护、普通民众与空气污染治理等种种矛盾冲突。英国最终还是踏上了空气污染治理的艰难过程。

20世纪60年代北海油气田发现,随后步入大规模开发阶段。清洁、廉价、高效、易得的天然气和石油迅速取代了煤炭在英国的地位。英国、乃至整个欧洲的能源结构开始发生巨大改变。

政府开始大规模改造伦敦城市居民的传统炉灶,并在冬季采取集中供暖。到1965年,由于天然气和燃油的应用,煤在燃料构成中的比例减少为27%(1980年进一步减少到5%,而且还仅限于远郊区工厂使用),电和清洁气体燃料占24.5%(至1980年提高到51%),油为43%(1980年为41%)。

而现在,煤炭在英国早已不复当年“一家独大”的气势。煤炭消费量大幅度减少,油气比重上升。取暖和发电的燃煤机组逐渐在环保政策和经济效益的双重作用下不断被淘汰。今天的英国,煤炭占到整个英国能源消费从巅峰期的超过60%下降到了不到20%。

应对雾霾,伦敦市也采取了最直接的办法:工厂外迁。英国是最早产生并实践卫星城概念的国家。早在1898年,英国人霍华德就在自己的书中提出了类似卫星城的概念。20世纪初,英国率先开始建设卫星城。

伦敦没有生硬的直接将工厂迁出伦敦市区的范围,而是为了配合工厂的外迁,建设了配套的生活基础设施,开始了卫星城的大规模建设。伦敦在40年代末建设的8座新城的基础上,于60年代末在城市以北地区又兴建了彼得伯勒,在西北地区兴建了米尔顿凯恩斯、北安普顿等3座新城。这3座新城距伦敦市中心的距离80至133公里不等。

自1967年起,伦敦市区工业用地开始减少,至1974年市区共迁出2.4万个劳动岗位,以后又迁出4.2万个。与此同时,新城企业却由原来的823家,增加到2558家,新城的人口总数也由原来的45万增至100多万。

现在的伦敦由中心的伦敦市,以及内伦敦和外伦敦共同组成。所有的工厂都已经迁离核心的伦敦市和周围的几个属于内伦敦的区域。那些空置下来的廉价厂房,吸引了许多落魄的艺术家们。臭名昭著的伦敦东区更是2012伦敦奥运会场馆建设的主要区域。

从上世纪70年代开始,严重的烟雾事件再也没有发生在伦敦城中。从毒雾缭绕到蓝天白云,伦敦上空笼罩了一百多年的“阴影”终告消散。一个世纪的法律建设、利益重重的冲突博弈、经济效益的“无形之手”、大刀阔斧的城市规划,伦敦最终为后世留下了宝贵的经验。

时至今日,伦敦早已不是柯南道尔爵士笔下那个充满犯罪的“雾都”。如今,只有偶尔在冬季或初春的早晨才能看到一层薄薄的白色雾霭。湛蓝的天空甚至让人怀疑“雾都”之名是否是古人太言过其实。然而泛黄的黑白照片和专为19世纪末伦敦而创的“smog”一词却始终都在警醒着后人。

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