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掃描二維碼訪問中評網移動版 德國治霾經驗:不調能源結構照樣可以治霾 掃描二維碼訪問中評社微信
http://www.CRNTT.com   2017-01-19 14:42:57


  中評社北京1月19日電/從2015年開始,就河北省提高能效和大氣污染治理,中德開展了一項合作研究。我有幸作為這個項目中德雙方專家團隊的協調人,從始至終參與了這項工作。本來,我不想在現在公開前一段工作中的所見所聞,而是希望通過即將開始的示範工程向社會提供具體的治霾實踐和經驗。但是,從2016年底至2017年初京津冀的這幾場接二連三的大霾,嚴重地影響了所有人的健康,產生了巨大的社會影響,使得人們對大氣污染的來源、治理方法、治理速度……等等,產生了一系列的疑問,一時間眾說紛紜,甚至出現了很多離奇的說法。因此我覺得有必要把我們工作中得到的一些信息和結論與公眾一起分享,以利於公眾了解大氣污染的問題,以利於公眾理解和支持現在正在開展的治霾工程。

霾從何來?
  霾從何來?毫無疑問,這是治霾工程的基礎。

  在調研工作開始之前,我對大氣污染源的來源是有一些預判的。但在調研中發現的事實,卻與我原來的預判有很大的出入。

  我們的調查方法比較簡單,就是分析誰燃燒了化石能源?是如何燃燒的?燃燒後的煙氣是否處理了?煙氣時如何處理的?處理後的煙氣中各種污染物的排放如何?因為有一點是肯定的,現在大氣中濃度如此之高的PM2.5這樣的微小顆粒物,絕大部分是由於化石能源的燃燒產生的。

  河北省現在每年燒3億多噸煤炭,燒幾千萬噸汽油和柴油。下面我們就分析一下這些燃煤和燃油的大戶和污染排放(受文章篇幅所限,僅以顆粒物為例),自然,它們也是污染排放的大戶。

  眾所周知,中國(除了河北)的鋼鐵產量位居世界第一,而河北省的鋼產量位居第二。2016年,河北省生產了2億多噸鋼,2億噸左右的生鐵。河北省約1億噸左右的煤,用於鋼鐵廠和煉焦。這就占了河北省燃煤消耗的1/3左右,毫無疑問,是煤耗的第一大戶。而鋼鐵廠燒結機的煙氣排放,煉焦的熄焦工藝、煉焦爐炭化室的焦油煙氣洩漏、煉焦煙氣的排放,是這個領域最大的大氣污染源。不過,河北省鋼鐵和煉焦產業近年來環保改造的力度很大,顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物排放下降的速度很快。但儘管如此,由於產量特別巨大,因此鋼鐵和煉焦兩個產業仍然毫無疑問地是河北省最大的工業大氣污染源。

  需要說明的是,40年前,中國全國的鋼產量僅為2000多萬噸,河北省的鋼產量為200萬噸左右。40年的時間裡,河北省的鋼產量增加了100倍左右!這當然是一個了不起的建設成就,是今天中國現代化的重要標誌之一。但另一方面,也成為一個重要的大氣污染源。試想,即便在40年間,河北省生產單位鋼鐵和焦炭的污染物排放量減少90%,則由於產量增加了100倍,那麼污染物排放總量也會上升10倍左右。因此,對於河北省來說,鋼鐵和煉焦產業的污染物減排,也就成為一件特別艱巨的工程。

  其次是工業和供暖的燃煤鍋爐,每年要燒幾千萬噸煤。這個領域的環保改造已經進行了3年多,現在大部分鍋爐的煙氣排放都經過了污染物減排處理,說通俗一點兒,就是給煙囪戴了口罩,因而污染物排放下降的速度也很快,不過各個鍋爐的技術改造水平差異很大,因此各個鍋爐之間污染物的排放量差異較大。在這個領域,還有很大的減排潛力。一些中小企業的小鍋爐,污染物排放量很大。但是,這些小鍋爐的數量特別大,因此環保管理工作特別困難。

  河北省燃煤電廠每年的煤耗還略多於工業和供暖燃煤鍋爐的煤耗,不過燃煤電廠的鍋爐煙氣處理最近幾年來有了很大的改進。因此,總的污染物排放量反而低於工業和供暖燃煤鍋爐的排放。中央政府已經決定燃煤發電廠還要進行超淨排放改造。在超淨排放改造完成後,河北省燃煤發電廠的污染物排放在全省大氣污染物排放總量所占的比例,就微乎其微了。

  河北省水泥廠的燃煤煙氣排放也是一個污染物排放大戶。我對這個領域的情況不太了解,只是知道很多水泥廠都進行了煙氣處理的改造,污染物的排放總量估計不會超過工業和采暖燃煤鍋爐。

  下來就是機動車了。當然機動車不是燒煤炭,而是汽柴油。河北省的機動車每年燒幾千萬噸汽柴油。我們注意到,原西德的霾是在90年代初基本得到治理的,那時德國的小汽車採用的還是歐2標準,德國單位國土面積上的小汽車密度比今天的河北要密集。而京津冀地區絕大多數小汽車已經採用歐3、歐4和歐5的標準了,尾氣污染物的排放應該比90年代初德國小汽車的尾氣污染物排放低得多。

  中國的汽油算是比較清潔,北京上海等大城市使用的汽油,硫含量不到10ppm(ppm是英文百萬分之一的縮寫),達到了歐5的標準。燃油中硫含量過高會使三元催化劑中毒,而所謂的三元催化是降解尾氣中的一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和有機揮發物(VOC)的,現在生產的小汽車都帶有尾氣三元催化器。因此,降低燃油中的硫含量是機動車尾氣治理的前提。不過,中國小汽車的三元催化器是否更換的及時,實際的尾氣排放中各種污染物是否在標準的上限之下,很多專家是心存疑慮的。

  不過在機動車污染方面,大的問題還是出在柴油機動車,特別是柴油大貨車上。中國的柴油,過去硫含量是很高的,為800~2000ppm,是小汽車用汽油的80~200倍;加上柴油大貨車的單位里程油耗是小汽車的好幾倍,因此,其尾氣中的二氧化硫排放量自然就是小汽車的幾百倍了。硫含量在3000pp過去,只有一些大城市的公交車公司,能夠到硫含量上限為300ppm的所謂清潔柴油。硫含量高的原因本文就不去細究了,得罪不起的人最好不要得罪。自2013年中國政府決定大規模治理大氣污染以來,中國的煉油產業大規模地建設加氫裂解裝置,降低柴油中硫含量。柴油的平均硫含量在不斷地下降,不過現在平均下降到什麼水平,從公開媒體上,鮮見得到。如前所述,硫含量高,會讓三元催化劑中毒,於是柴油大卡車的一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和有機揮發物(VOC),比小汽車高得多,高多少,不知道。柴油車的尾氣顆粒物濃度也比汽油車高得多。

  最後一個大的污染源是農村、城中村和城鄉結合部的家庭小燃煤爐/鍋爐的采暖——即所謂的散煤燃燒采暖。之前我萬萬沒想到,儘管這個污染源的煤耗只有全省煤耗的1/10左右,卻居然是河北最大的大氣環境污染源,而且污染物排放量巨大:一次煙氣顆粒物排放量達到幾十萬噸/年,二氧化硫接近100萬噸/年。為何如此?我將在《河北治霾隨記》的下一篇“散煤燃燒如何成為霧霾元凶”中,娓娓道來。

  以上幾個大的污染源,估計占到了河北省煤耗的大約70%左右,大氣污染物的排放量估計占到80%左右。雖然其它還有一些小的污染源,如玻璃、陶瓷、燒磚、農作物秸秆等,限於篇幅,本文就不討論了。

  刮風帶來的自然界中的風沙,雖然對環境有影響,但顆粒物的尺寸較大,其中鮮有危害性很大的PM2.5,二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等污染物。而工地和交通運輸的揚塵污染,僅僅對局部地區的污染影響較大。

  總的來說,京津冀地區的大氣污染,主要還是化石能源燃燒惹的禍。

散煤燃燒采暖為何成為重霾元凶?
  2015年12月1日,北京市發生了自有PM2.5監測值公布以來最大的一次大氣污染,局部地區大氣中PM2.5的濃度達到了1000微克/立方米以上,能見度只有幾十米。

  在我們的工作中,讓大家最為驚訝的發現就是:河北省最大的大氣污染源不是工業污染源,而是農村住宅的采暖小燃煤爐/鍋爐——即燃煤土暖氣,而這項污染物,集中在冬季排放。

  中國北方上千年來都是用土炕采暖。在城市,由於生活水平較高,在上世紀初逐漸轉為燃煤爐,現在大部分已經轉為集中供暖,熱源為熱電聯供站或燃煤燃氣鍋爐房。最近幾年,這些燃煤鍋爐普遍得到了不同程度的污染物排放治理,污染物排放或多或少在下降。而廣大的中國北方農村從上千年前到20世紀末,冬季絕大多數家庭都是燒炕采暖。

  直至本世紀初,隨著人民生活水平的提高,中國北方農村額農民才開始從燒炕采暖逐漸改為用小型燃煤鍋爐——俗稱土暖氣(大部分)或燃煤爐(少部分)采暖,在2005年後,土炕采暖改為土暖氣采暖達到高潮,現在用炕采暖的農村家庭已經很少。這種家庭用的小燃煤爐/鍋爐采暖模式,就被稱為所謂的散煤燃燒采暖。

  過去用土炕采暖,農村每家每年燒幾百公斤農作物秸秆。而現在用土暖氣采暖,農村每家一般每年要燒3至5噸平均熱值約為5000大卡的煤。而且大多數燃煤是煙煤, 於是在短短的幾年間,散煤燃燒采暖相繼成為中國北方各地冬季最大的污染源。

  根據德國的經驗,在中國的小煤爐或土暖氣中燃燒煙煤,由於燃燒不充分,燃煤煙氣中平均含大約700毫克/立方米的顆粒物和估計平均超過2000毫克/立方米的二氧化硫。其中,煙氣中顆粒物的平均濃度是現在河北省工業和供暖燃煤鍋爐煙氣中顆粒物平均濃度的十幾倍,更是燃煤發電廠煙氣中顆粒物平均濃度的幾十倍。燃燒煙氣中有如此高的顆粒物的原因是,煙煤中所含煤焦油的比例較高,為5%至15%。如果焦油在爐膛中燃燒不完全,在高溫下就會以氣體狀態通過煤煙中排出,煤煙的溫度降低後,其中的煤焦油又凝結成液滴,這種液滴就是我們看到的煙囪中冒出的濃濃的煤煙。但實際上,煙氣中的顆粒物含量波動極大。在爐子裡的燃燒溫度較高時,焦油的燃燒充分,煙氣中殘留的煤焦油比例較低;反之,煙氣中殘留的煤焦油比例就較高。在晚上“封火”後,在爐膛上部承擔封火功能的煤炭,基本上處於幹餾狀態,估計一半以上的煤焦油都進入到煙氣中了,這時候,煙氣中的顆粒物含量會達到幾千毫克/立方米,甚至上萬毫克/立方米。這種現象用肉眼就能看出來,即晚上封火後,煙囪裡冒出的煤煙特別濃——濃濃的都是煤焦油。

  需要說明的是,這種煤焦油凝結形成的液弟狀顆粒物的毒性特別大,其中包括高致癌物苯並芘。

  河北省有3000多萬人口居住在農村、城中村和城鄉結合部,有大約1000萬個家庭,現在是用家用小型燃煤鍋爐/爐采暖,整個冬季要燃燒大約4000萬噸左右的煤炭,燒的大部分是廉價的煙煤。如果燃煤煙氣中平均含大約700毫克/立方米的顆粒物,則每年燃燒4000萬噸燃煤,顆粒物的排放量就為約:700毫克顆粒物/立方米煙氣x10,000立方米煙氣/噸煤x40,000,000噸煤/年=280,000,000,000,000毫克顆粒物/年=280,000噸顆粒物/年。在河北省的所有污染源中,這是現在唯一超過10萬噸顆粒物/年的污染源。

  當然這個估計並不準確,但也並不高?每年燃燒散煤4000萬噸,按煤炭中煤焦油平均含量為7%計,就是280萬噸煤焦油,如果其中的10%排入到煤煙中,就是28萬噸。考慮到晚上封火時用的煤中大多數煤焦油都排入到大氣中,應該說這個估計並不算高。

  這4000萬噸燃燒排出的二氧化硫,按河北省散煤的平均硫含量為1%計算,則排出的二氧化硫就會達到好幾十萬噸。

  因此,儘管散煤燃燒僅僅占河北省整個煤炭消耗的10%左右,但是由於其燃燒時污染物排放的濃度高,因此其排放的顆粒物和二氧化硫,占整個煤炭燃燒所排放的50%左右。考慮到這4000萬噸煤是在冬季采暖期的大約5個月內燃燒的,因此,在這個期間,散煤燃燒排放的顆粒物和二氧化硫的排放量肯定都超過排放總量的50%。

  去年年底的45天,石家莊市全市的污染企業停工,汽車也單雙號行駛,結果大氣污染仍然非常嚴重,也證明了散煤燃燒,是冬季最大的大氣環境污染源。

  在中國,由於燃煤在這些小型燃煤爐/鍋爐燃燒不充分,不僅造成燃煤煙氣中的污染物排放較高,而且熱效率很低,只有30%至50%。而能源效率低,不僅增加了能源消耗和相關的費用支出,而且也因為增加的煤耗使得大氣污染物和二氧化碳的過多排放。

  順便說一句,2015年至2016年這個冬天,北京市的散煤燃燒估計為400萬噸左右,約為河北省的1/10,也肯定是北京市占總量超過50%的顆粒物和二氧化硫污染源。按單位國土面積計算,北京市平原上的散煤燃燒強度甚至高於河北省(北京市的平原土地面積不到7000平方公里,而河北省的平原土地面積超過10萬平方公里)。

  人們已經注意到了,在非采暖季,京津冀地區的空氣質量有了明顯的改善。但是在采暖季,空氣質量幾乎沒有改善,甚至感覺在惡化。原因很尷尬,工業污染治理的力度還是很明顯的,而散煤采暖污染的治理並不順利。由於農村生活水平的提高,人們花的起錢買更多的煤了,為了提高室內的舒適度,燃燒了越來越多的散煤。很多家庭的室內氣溫,原來只有攝氏10~14度,現在則提高到了攝氏16度至20度。須要知道,室內溫度每上升攝氏1度,燃煤消耗就會增加6%左右!因此,近年來,散煤燃燒采暖的煤耗一直在增長。

  但這個污染責任並不在燒散煤的家庭——這些家庭大部分是農民家庭。問題出在燃煤設備和燃燒的煤炭上。

  我們與德國做個比較。

  德國是一個能源資源以煤炭為主的國家,硬煤與褐煤的資源都非常豐富。德國歷史上也是一個以散煤燃燒采暖為主的國家。在二次大戰以前,大部分家庭採用小型燃煤爐/鍋爐采暖(德國以前為什麼不燒炕,這是個謎),只有城市的少數家庭採用集中供暖。二次大戰後,由於中東的廉價石油以及原蘇聯和北海的天然氣的發現和大量進口,德國的很多家庭才改為燃油或天然氣采暖。但是,在原西德的大氣污染基本得到治理的1992年,德國仍有約16%的家庭燃燒固體燃料,其中相當大的比例是燃燒用褐煤(煙最大的煤)做的型煤,其餘的燃燒生物質。需要指出的是,燃燒生物質只是在燃燒煙氣中沒有二氧化硫,而顆粒物的排放與燃煤不相上下。

  但是德國長期以來非常重視降低小型家用固體燃料采暖爐/鍋爐的污染物排放,並提高燃燒效率。這也是德國國家科研機構弗朗霍夫研究院的長期科研題目和技術服務內容。在上世紀六十年代,德國生產的小型家用固體燃料采暖爐/鍋爐的燃燒煙氣顆粒物排放量標準上限即為150毫克/立方米;到上世紀九十年代,這個標準的上限已經降到75毫克/立方米;從2015年1月1日起,更是降到了20(大功率)~40毫克(小功率)/立方米,這在中國,已經達到了燃煤發電廠的標準,只有京津冀地區家用小型燃煤爐/鍋爐煙氣中顆粒物排放濃度的1/20左右。而所燃燒的型煤用低硫褐煤作為原料,在燃燒時,褐煤所做的型煤中的大部分硫會與鈣鎂離子結合生成硫酸鹽,固化在煤灰中,使得煙氣中的二氧化硫含量進一步降低,煙氣中的二氧化硫含量只有京津冀地區散煤燃燒煙氣中二氧化硫平均含量的1/10左右。

  需要注意的是,京津冀地區的散煤污染源,是在上世紀末才出現的,本世紀開始才突然增長成為冬季京津冀地區的主要大氣污染源。現在京津冀地區使用的大多數家用小型燃煤爐/鍋爐,燃燒煙氣中的顆粒物平均濃度,都在幾百毫克/立方米。與德國相比,中國小燃煤采暖爐/鍋爐的污染物排放水平落後了半個世紀。這是今天散煤燃燒采暖造成京津冀冬季嚴重污染的根本原因。當然,生產者和市場監管者的責任,不能推到消費者——廣大農民的身上。

  為了減少燃燒散煤造成的大氣污染,最近幾年,京津冀地區的政府部門主要採用了兩種方法:

燃燒由無煙煤壓制的型煤(煤球)。無煙煤裡的煤焦油含量低,因此在燃燒時排放出來的焦油顆粒物比起煙煤就大大減少。河北省的很多地區對無煙煤壓制的型煤(煤球)進行了補助,鼓勵燒散煤的家庭使用。但是每噸無煙煤煤球的價格比煙煤貴了好幾百元。考慮到全省每年燃燒4000萬噸左右的散煤,如果全部補貼,每年就要補貼上百億元,這是個沉重的財政負擔。但是,如果不補貼,很多家庭就會繼續燒煙煤。如果控制煙煤的銷售,那個工作量和難度可想而知。煤改氣或者煤改電。天然氣和電力的單位能源價格,是燃煤的好幾倍,這無疑會大大增加采暖的能耗支出。一個家庭一年增加幾千元的采暖能耗支出,無論是由誰來承擔,都是一筆巨大的財政負擔。像北京這樣較為富裕的地區,財政還能夠負擔,對於河北這樣不是很富裕的地區,如果讓地方政府來承擔這筆巨額的支出,就非常困難了,因為這比補助老百姓購買無煙煤煤球的支出還要高出一至兩倍。
  治理散煤燃燒的污染,從長遠看,要根治還是要採用無煤化采暖。在河北,最佳的辦法是採用電力采暖,因為冬季下半夜的采暖高峰,正是華北風電過剩的高峰;同時,電力采暖,沒有燃氣采暖燃燒煙氣中的氮氧化物污染問題。但是前提是房屋需要做較好的保溫改造,否則采暖費用會過高。河北農村的房屋絕大多數沒有做保溫措施,散熱功率很大。如果對農村住宅進行有效的保溫改造,可以降低60%至80%的采暖能耗。這樣,燃煤改為電力采暖的同時,節省建築的采暖能耗,能耗費用就不會增加,甚至會減少。一個100平方米的農村建築,進行節省60%至80%采暖能耗的改造,要花費上萬元乃至幾萬元,具體的花費需要通過示範項目才能較準確地測定。這項工作,如果與新農村建設結合,也許會找到很好的融資模式。不過這已經超過了本文討論的範疇。

  建築保溫改造+煤改電是個投資較大的解決方案,整個河北省儘管長遠的經濟、環境和社會效益好,因此需要較長的時間周期。

  而散煤清潔燃燒,卻是可以在較短的時間內實現的,成本也比較低。目前在政府的支持下,正在緊張地進行這方面的技術開發和示範工程,進展順利。在這方面,由於有德國成功的經驗可供借鑒,因此我對項目的成功持樂觀態度。

  散煤燃燒污染的問題如果得以解決,京津冀地區的大氣污染治理,就成功了一半。一個小爐子,卻是京津冀地區大氣環境的最大污染源,也成為河北省治霾的最大工程!

它山之石,可以攻玉
  前年,互聯網上有一個很流行的關於霧霾的紀錄片,介紹了很多國家,包括英國和美國加州治霾的經驗。很遺憾,對德國的治霾經驗,卻一帶而過。實際上,德國的治霾經驗和教訓特別值得中國學習和借鑒。

  這是因為,德國有與中國很近似的能源結構,以煤為主,缺油缺氣。同時,與今天的中國有非常近似高能耗產業結構,重化工業特別發達,鋼鐵產業在最高峰時,人均年產鋼鐵700多公斤(而中國現在為600多公斤)。德國東部和西部各有一個褐煤田區,褐煤露天開採,又靠近電力負荷中心,因此發電的成本很低,與中國不相上下。而魯爾煤田的優質硬煤,促進了魯爾工業區鋼鐵工業的發展,使之成為二戰前全球最大的工業區。魯爾工業區的重點能源消耗領域與京津冀地區很相似。煉幾千萬噸鋼鐵,有焦化企業,煉鐵,包括鋼鐵工業中對大氣污染最嚴重的工藝燒結工藝。有巨大的石油化工企業。德國是1990年重新統一的。統一之前德國的西部地區是從1962年開始治霾的,重點地區就是污染嚴重的魯爾工業區。那時的魯爾工業區,污染程度與現今今河北省污染最嚴重的城市差不多。除了魯爾工業區,其它地區的空氣質量也不是很好。

  德國的治霾持續了大約30年。巴伐利亞州的第二大城市紐倫堡市,是在1987年經歷了最後一次霧霾天的。魯爾工業區告別最後一次霧霾天的日期晚了幾年,是在上世紀九十年代初期。這樣算下來,魯爾工業區的治霾用了大約30年。

  為何西德治霾會用如此長的時間?這裡有兩個原因,一是德國必須保住並發展重化工產業,那時德國從戰後的一片廢墟中爬出來不到20年,GDP正在高速增長期,每年的增長率都超過10%;各項恢復性的建設、特別是房地產的開發還在高峰期,重化工產業不僅不能去產能,還要繼續發展;德國是從1962年開始治霾的,而鋼產量的最高峰卻是在12年後的1974年達到的,而且主要產地是在大氣污染嚴重的魯爾工業區。二是那時全球都缺乏成熟可靠的環保技術,很多環保技術,特別是一些煙氣污染物的處理技術,幾乎都是從零開發,新領域可靠的技術開發可不是幾年就能完成的。

  西德治霾也是走過彎路的。當時所犯的一個錯誤就是用高煙囪排放含有大量未經淨化處理的污染物的煙氣。這種高架式排放雖然使得污染物對本地的大氣污染減輕,但卻將污染物擴散到更廣大的地區,甚至擴散到幾百公里之外。後來,人們才認識到這種方法的危害性,放棄了這種以鄰為壑的污染減排技術,改為燃燒煙氣全部經淨化處理排放。

  雖然兩德統一之前,東德也對環境污染進行了治理,但是直至兩德統一之前,欠賬依然很多,在一些重工業集中地,其大氣污染程度與今天的京津冀地區也不相上下。但是,在兩德統一後,原東德地區的大氣污染治理卻是特別的快。僅僅用了5年,原東德的大部分地區就與霧霾天告別了,污染特別嚴重的地區,在10年之內也告別了霧霾天。

  原東德地區快速治霾的經驗給了我們啟示,汲取國際先進的治霾技術和經驗,可以少走彎路,較快地治好霾。

  由於德國的主要能源資源是煤炭,出於能源安全的考慮,也出於保持煤炭相關行業的就業,在原西德大氣污染治理的30年中,和在原東德大氣污染治理的10年中,始終沒有把煤改天然氣作為減少大氣污染的主要選項。

  就像前面一篇中所述,德國家庭的采暖也沒有搞強行推廣煤改氣。只不過隨著人民生活水平的提高和中東石油價格的低廉,使得德國很多家庭轉而採用燃油采暖。而原蘇聯天然氣管道通到歐共體(歐盟的前身)和北海發現大量的天然氣後,很多家庭又改用天然氣采暖。直到今天,德國仍然有幾百萬個家庭採用固體燃料采暖,其中約一百萬個家庭主要用褐煤做的型煤采暖,大多數採用生物質采暖。生物質燃燒雖然不會排出二氧化硫,但是如果燃燒過程不環保,仍然會產生大量的顆粒物。

  直到2000年,德國政府宣布,將在半個世紀的時間裡,實現能源轉型,徹底告別核能,通過提高能效和使用可再生能源,基本告別化石能源,使得化石能源消耗造成的二氧化碳排放減少80%以上。德國才開始逐漸減少煤炭的使用,不過,這不是為了減少煤炭燃燒對大氣的污染,而是為了減少燃煤造成的二氧化碳的排放。

  從下面的這幾張德國PM10濃度的分布圖上,可以看到,即便是PM10,也是在1985年才有了全國普遍布點的測量,那時,西德的大規模治霾,已經開始了20多年了。儘管如此,從圖上還是可以看到1985年,西德魯爾工業區等一大片地區和東德的大部分地區,PM10年均濃度(那時德國還沒有PM2.5的全國普遍監測)還高於40微克/立方米,西德的個別地區和東德三分之一的地區高於60微克/立方米,原東德的哈勒地區甚至高於100微克/立方米。1990年德國統一後10年的2000年,經過10年的治理,德國全境絕大多數地區的PM10年均濃度低於40微克/立方米,只有幾個別地區高於40微克/立方米。

  原西德和原東德地區的霧霾天消失後,德國並沒有停止大氣污染治理的步伐。2015年,德國全境第一次所有的地區PM2.5年均濃度低於20微克/立方米。世界衛生組織的大氣質量健康標準是PM2.5的年均濃度低於10微克/立方米。今天德國只有一小部分地區達到了這個標準,大多數地區要達到這個標準,還有很多年的路要走。

  下面是德國2010年和2015年的PM2.5濃度的分布圖。

  在經過了半個多世紀持續的大氣污染治理後,2015年的魯爾工業區,大氣中PM2.5年均濃度12~17微克/立方米(2015年中國三亞的PM2.5年均濃度為17微克/立方米)。需要指出的是,僅僅4000多平方公里的魯爾工業區(相當於北京平原地區面積的約2/3,河北省面積的約1/45)現在每年還在煉約2000萬噸鋼,有燒結機,有高爐,轉爐、電爐、有煉焦爐,焦炭還是採用濕法熄焦——只不過使用的是比幹法熄焦顆粒物排放量還小的低排放濕法熄焦技術,有大型石化企業,德國硬煤(區別於褐煤)發電的大約一半(約1000萬千瓦左右的裝機功率)在魯爾工業區,只不過今天的魯爾工業區所採用的清潔生產技術和環保技術,與半個世紀前相比,一是天壤之別。而魯爾工業區,只有4000多平方公里,是河北省的約1/45,北京市的約1/4。下面是德國發電廠的布局圖,其中硬煤發電用灰黑色表示,黃圈所標的地區就是魯爾工業區。

  從上面的圖上,可以看到,在德國首都柏林,還有好幾個燃煤(熱電聯供)發電廠,其中的裝機容量為14萬千瓦,Moabit燃煤熱電聯供站,距德國總理府和國會大廈直線距離不到3公里。而2015年,柏林的PM2.5年均濃度為14~19微克/立方米,平均與中國的三亞相當。

  德國治霾實踐得出的經驗是:燃煤未必會造成嚴重的大氣污染;只有不清潔地燃煤,才會造成嚴重的大氣污染。

  2016年,我陪一個中國大型煤炭企業的代表團到凱澤斯勞滕市熱力站考察。讓我們吃驚的是,這個熱力中心居然使用鏈條爐,而且是前幾年才安裝的,這樣的鍋爐在京津冀今天根本不可能批准安裝。我向熱力中心的負責人詢問原因,他告訴我,這個熱力中心前些年接管了附近美軍基地(凱澤斯勞滕市是美軍在德國駐軍最集中的地方,有上萬名美軍駐扎)的熱力供應,但美軍與美國的煤礦原來簽訂了煤炭的長期供貨協議,這個熱力中心接管熱力供應時,必須接著執行這個長期供貨協議。而從這個美國煤礦進口的煤炭揮發份較低,沒法使用煤粉爐燃燒,所以不得不使用鏈條爐。儘管如此,通過先進的半幹法煙氣處理技術,我們在參觀時看到,燃燒煙氣中顆粒物的濃度低於1毫克/立方米,二氧化硫的濃度低於50毫克。我們在熱力站室外測量了大氣中PM2.5的濃度,只有6微克/立方米,在北京,用同樣的測量儀,室外這樣的測量值我從來沒有測得過。熱力站的負責人告訴我們,不久前,德國有關科研機構和企業得到了德國聯邦政府的科研經費支持,準備在這個熱力站現有的半幹法煙氣處理設備上,做二氧化硫近零排放的煙氣淨化示範工程。2015年,凱澤斯勞滕市PM2.5的年均濃度為13微克/立方米,要到達世界衛生組織的空氣質量標準,還需要再下降3微克/立方米。

  對於京津冀的大氣污染治理,有中國專家說:“減排必須在能源結構、產業結構調整上下更大功夫。”

  而德國魯爾工業區提供的治霾經驗恰恰是:不調整能源結構,不調整工業結構,霾也照樣是可治的,而且可以治得很乾淨。

  調整能源結構和產業結構?這談何容易?德國魯爾工業區調整能源結構和產業結構已經30多年了,燃煤發電裝機,前些年還略有增加,鋼鐵產量也就削減了一半左右。京津冀的大氣污染治理若主要通過能源結構和產業結構的調整來得到基本的改善,把燃煤和鋼鐵砍掉一半,需要多少年,至少得20年吧?人們能等得起嗎?且不說這將造成大量的失業和GDP的大幅下降。從經濟的角度,也是難於接受的。

  在德國,為了治理大氣污染,既沒有調整能源結構,更沒有調整產業結構。在原來污染嚴重的重化工領域,通過更清潔地更高效地使用能源、更清潔更節能地進行工業生產實現了大氣污染物的大幅度減排。德國也因此催生了能效、清潔生產和環保這個新的技術領域。

  在我們中德合作河北省治霾團隊的中國和德國專家們對河北省的治霾建議中,既不包括能源結構的調整,更不包括產業結構的調整;對於鋼鐵工業等重化工產業,更沒有通過減產能治霾的建議。鋼鐵工業是河北省辛勤建設了30多年才來之不易的規模領先於全世界的優勢產業,如果能夠更清潔更節能地進行生產,為何還要摧毀它?



(來源:中青在線)

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