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德国治霾经验:不调能源结构照样可以治霾

发布时间:2017-01-18 14:36 来源:新华网 作者:陶光远

  从2015年开始,就河北省提高能效和大气污染治理,中德开展了一项合作研究。我有幸作为这个项目中德双方专家团队的协调人,从始至终参与了这项工作。本来,我不想在现在公开前一段工作中的所见所闻,而是希望通过即将开始的示范工程向社会提供具体的治霾实践和经验。但是,从2016年底至2017年初京津冀的这几场接二连三的大霾,严重地影响了所有人的健康,产生了巨大的社会影响,使得人们对大气污染的来源、治理方法、治理速度……等等,产生了一系列的疑问,一时间众说纷纭,甚至出现了很多离奇的说法。因此我觉得有必要把我们工作中得到的一些信息和结论与公众一起分享,以利于公众了解大气污染的问题,以利于公众理解和支持现在正在开展的治霾工程。

霾从何来?

  霾从何来?毫无疑问,这是治霾工程的基础。

  在调研工作开始之前,我对大气污染源的来源是有一些预判的。但在调研中发现的事实,却与我原来的预判有很大的出入。

  我们的调查方法比较简单,就是分析谁燃烧了化石能源?是如何燃烧的?燃烧后的烟气是否处理了?烟气时如何处理的?处理后的烟气中各种污染物的排放如何?因为有一点是肯定的,现在大气中浓度如此之高的PM2.5这样的微小颗粒物,绝大部分是由于化石能源的燃烧产生的。

  河北省现在每年烧3亿多吨煤炭,烧几千万吨汽油和柴油。下面我们就分析一下这些燃煤和燃油的大户和污染排放(受文章篇幅所限,仅以颗粒物为例),自然,它们也是污染排放的大户。

  众所周知,中国(除了河北)的钢铁产量位居世界第一,而河北省的钢产量位居第二。2016年,河北省生产了2亿多吨钢,2亿吨左右的生铁。河北省约1亿吨左右的煤,用于钢铁厂和炼焦。这就占了河北省燃煤消耗的1/3左右,毫无疑问,是煤耗的第一大户。而钢铁厂烧结机的烟气排放,炼焦的熄焦工艺、炼焦炉炭化室的焦油烟气泄漏、炼焦烟气的排放,是这个领域最大的大气污染源。不过,河北省钢铁和炼焦产业近年来环保改造的力度很大,颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物排放下降的速度很快。但尽管如此,由于产量特别巨大,因此钢铁和炼焦两个产业仍然毫无疑问地是河北省最大的工业大气污染源。

  需要说明的是,40年前,中国全国的钢产量仅为2000多万吨,河北省的钢产量为200万吨左右。40年的时间里,河北省的钢产量增加了100倍左右!这当然是一个了不起的建设成就,是今天中国现代化的重要标志之一。但另一方面,也成为一个重要的大气污染源。试想,即便在40年间,河北省生产单位钢铁和焦炭的污染物排放量减少90%,则由于产量增加了100倍,那么污染物排放总量也会上升10倍左右。因此,对于河北省来说,钢铁和炼焦产业的污染物减排,也就成为一件特别艰巨的工程。

  其次是工业和供暖的燃煤锅炉,每年要烧几千万吨煤。这个领域的环保改造已经进行了3年多,现在大部分锅炉的烟气排放都经过了污染物减排处理,说通俗一点儿,就是给烟囱戴了口罩,因而污染物排放下降的速度也很快,不过各个锅炉的技术改造水平差异很大,因此各个锅炉之间污染物的排放量差异较大。在这个领域,还有很大的减排潜力。一些中小企业的小锅炉,污染物排放量很大。但是,这些小锅炉的数量特别大,因此环保管理工作特别困难。

  河北省燃煤电厂每年的煤耗还略多于工业和供暖燃煤锅炉的煤耗,不过燃煤电厂的锅炉烟气处理最近几年来有了很大的改进。因此,总的污染物排放量反而低于工业和供暖燃煤锅炉的排放。中央政府已经决定燃煤发电厂还要进行超净排放改造。在超净排放改造完成后,河北省燃煤发电厂的污染物排放在全省大气污染物排放总量所占的比例,就微乎其微了。

  河北省水泥厂的燃煤烟气排放也是一个污染物排放大户。我对这个领域的情况不太了解,只是知道很多水泥厂都进行了烟气处理的改造,污染物的排放总量估计不会超过工业和采暖燃煤锅炉。

  下来就是机动车了。当然机动车不是烧煤炭,而是汽柴油。河北省的机动车每年烧几千万吨汽柴油。我们注意到,原西德的霾是在90年代初基本得到治理的,那时德国的小汽车采用的还是欧2标准,德国单位国土面积上的小汽车密度比今天的河北要密集。而京津冀地区绝大多数小汽车已经采用欧3、欧4和欧5的标准了,尾气污染物的排放应该比90年代初德国小汽车的尾气污染物排放低得多。

  中国的汽油算是比较清洁,北京上海等大城市使用的汽油,硫含量不到10ppm(ppm是英文百万分之一的缩写),达到了欧5的标准。燃油中硫含量过高会使三元催化剂中毒,而所谓的三元催化是降解尾气中的一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和有机挥发物(VOC)的,现在生产的小汽车都带有尾气三元催化器。因此,降低燃油中的硫含量是机动车尾气治理的前提。不过,中国小汽车的三元催化器是否更换的及时,实际的尾气排放中各种污染物是否在标准的上限之下,很多专家是心存疑虑的。

  不过在机动车污染方面,大的问题还是出在柴油机动车,特别是柴油大货车上。中国的柴油,过去硫含量是很高的,为800~2000ppm,是小汽车用汽油的80~200倍;加上柴油大货车的单位里程油耗是小汽车的好几倍,因此,其尾气中的二氧化硫排放量自然就是小汽车的几百倍了。硫含量在3000pp过去,只有一些大城市的公交车公司,能够到硫含量上限为300ppm的所谓清洁柴油。硫含量高的原因本文就不去细究了,得罪不起的人最好不要得罪。自2013年中国政府决定大规模治理大气污染以来,中国的炼油产业大规模地建设加氢裂解装置,降低柴油中硫含量。柴油的平均硫含量在不断地下降,不过现在平均下降到什么水平,从公开媒体上,鲜见得到。如前所述,硫含量高,会让三元催化剂中毒,于是柴油大卡车的一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和有机挥发物(VOC),比小汽车高得多,高多少,不知道。柴油车的尾气颗粒物浓度也比汽油车高得多。

  最后一个大的污染源是农村、城中村和城乡结合部的家庭小燃煤炉/锅炉的采暖——即所谓的散煤燃烧采暖。之前我万万没想到,尽管这个污染源的煤耗只有全省煤耗的1/10左右,却居然是河北最大的大气环境污染源,而且污染物排放量巨大:一次烟气颗粒物排放量达到几十万吨/年,二氧化硫接近100万吨/年。为何如此?我将在《河北治霾随记》的下一篇“散煤燃烧如何成为雾霾元凶”中,娓娓道来。

  以上几个大的污染源,估计占到了河北省煤耗的大约70%左右,大气污染物的排放量估计占到80%左右。虽然其它还有一些小的污染源,如玻璃、陶瓷、烧砖、农作物秸秆等,限于篇幅,本文就不讨论了。

  刮风带来的自然界中的风沙,虽然对环境有影响,但颗粒物的尺寸较大,其中鲜有危害性很大的PM2.5,二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等污染物。而工地和交通运输的扬尘污染,仅仅对局部地区的污染影响较大。

  总的来说,京津冀地区的大气污染,主要还是化石能源燃烧惹的祸。

散煤燃烧采暖为何成为重霾元凶?

  2015年12月1日,北京市发生了自有PM2.5监测值公布以来最大的一次大气污染,局部地区大气中PM2.5的浓度达到了1000微克/立方米以上,能见度只有几十米。

  在我们的工作中,让大家最为惊讶的发现就是:河北省最大的大气污染源不是工业污染源,而是农村住宅的采暖小燃煤炉/锅炉——即燃煤土暖气,而这项污染物,集中在冬季排放。

  中国北方上千年来都是用土炕采暖。在城市,由于生活水平较高,在上世纪初逐渐转为燃煤炉,现在大部分已经转为集中供暖,热源为热电联供站或燃煤燃气锅炉房。最近几年,这些燃煤锅炉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。而广大的中国北方农村从上千年前到20世纪末,冬季绝大多数家庭都是烧炕采暖。

  直至本世纪初,随着人民生活水平的提高,中国北方农村额农民才开始从烧炕采暖逐渐改为用小型燃煤锅炉——俗称土暖气(大部分)或燃煤炉(少部分)采暖,在2005年后,土炕采暖改为土暖气采暖达到高潮,现在用炕采暖的农村家庭已经很少。这种家庭用的小燃煤炉/锅炉采暖模式,就被称为所谓的散煤燃烧采暖。

  过去用土炕采暖,农村每家每年烧几百公斤农作物秸秆。而现在用土暖气采暖,农村每家一般每年要烧3至5吨平均热值约为5000大卡的煤。而且大多数燃煤是烟煤, 于是在短短的几年间,散煤燃烧采暖相继成为中国北方各地冬季最大的污染源。

  根据德国的经验,在中国的小煤炉或土暖气中燃烧烟煤,由于燃烧不充分,燃煤烟气中平均含大约700毫克/立方米的颗粒物和估计平均超过2000毫克/立方米的二氧化硫。其中,烟气中颗粒物的平均浓度是现在河北省工业和供暖燃煤锅炉烟气中颗粒物平均浓度的十几倍,更是燃煤发电厂烟气中颗粒物平均浓度的几十倍。燃烧烟气中有如此高的颗粒物的原因是,烟煤中所含煤焦油的比例较高,为5%至15%。如果焦油在炉膛中燃烧不完全,在高温下就会以气体状态通过煤烟中排出,煤烟的温度降低后,其中的煤焦油又凝结成液滴,这种液滴就是我们看到的烟囱中冒出的浓浓的煤烟。但实际上,烟气中的颗粒物含量波动极大。在炉子里的燃烧温度较高时,焦油的燃烧充分,烟气中残留的煤焦油比例较低;反之,烟气中残留的煤焦油比例就较高。在晚上“封火”后,在炉膛上部承担封火功能的煤炭,基本上处于干馏状态,估计一半以上的煤焦油都进入到烟气中了,这时候,烟气中的颗粒物含量会达到几千毫克/立方米,甚至上万毫克/立方米。这种现象用肉眼就能看出来,即晚上封火后,烟囱里冒出的煤烟特别浓——浓浓的都是煤焦油。

  需要说明的是,这种煤焦油凝结形成的液弟状颗粒物的毒性特别大,其中包括高致癌物苯并芘。

  河北省有3000多万人口居住在农村、城中村和城乡结合部,有大约1000万个家庭,现在是用家用小型燃煤锅炉/炉采暖,整个冬季要燃烧大约4000万吨左右的煤炭,烧的大部分是廉价的烟煤。如果燃煤烟气中平均含大约700毫克/立方米的颗粒物,则每年燃烧4000万吨燃煤,颗粒物的排放量就为约:700毫克颗粒物/立方米烟气x10,000立方米烟气/吨煤x40,000,000吨煤/年=280,000,000,000,000毫克颗粒物/年=280,000吨颗粒物/年。在河北省的所有污染源中,这是现在唯一超过10万吨颗粒物/年的污染源。

  当然这个估计并不准确,但也并不高?每年燃烧散煤4000万吨,按煤炭中煤焦油平均含量为7%计,就是280万吨煤焦油,如果其中的10%排入到煤烟中,就是28万吨。考虑到晚上封火时用的煤中大多数煤焦油都排入到大气中,应该说这个估计并不算高。

  这4000万吨燃烧排出的二氧化硫,按河北省散煤的平均硫含量为1%计算,则排出的二氧化硫就会达到好几十万吨。

  因此,尽管散煤燃烧仅仅占河北省整个煤炭消耗的10%左右,但是由于其燃烧时污染物排放的浓度高,因此其排放的颗粒物和二氧化硫,占整个煤炭燃烧所排放的50%左右。考虑到这4000万吨煤是在冬季采暖期的大约5个月内燃烧的,因此,在这个期间,散煤燃烧排放的颗粒物和二氧化硫的排放量肯定都超过排放总量的50%。

  去年年底的45天,石家庄市全市的污染企业停工,汽车也单双号行驶,结果大气污染仍然非常严重,也证明了散煤燃烧,是冬季最大的大气环境污染源。

  在中国,由于燃煤在这些小型燃煤炉/锅炉燃烧不充分,不仅造成燃煤烟气中的污染物排放较高,而且热效率很低,只有30%至50%。而能源效率低,不仅增加了能源消耗和相关的费用支出,而且也因为增加的煤耗使得大气污染物和二氧化碳的过多排放。

  顺便说一句,2015年至2016年这个冬天,北京市的散煤燃烧估计为400万吨左右,约为河北省的1/10,也肯定是北京市占总量超过50%的颗粒物和二氧化硫污染源。按单位国土面积计算,北京市平原上的散煤燃烧强度甚至高于河北省(北京市的平原土地面积不到7000平方公里,而河北省的平原土地面积超过10万平方公里)。

  人们已经注意到了,在非采暖季,京津冀地区的空气质量有了明显的改善。但是在采暖季,空气质量几乎没有改善,甚至感觉在恶化。原因很尴尬,工业污染治理的力度还是很明显的,而散煤采暖污染的治理并不顺利。由于农村生活水平的提高,人们花的起钱买更多的煤了,为了提高室内的舒适度,燃烧了越来越多的散煤。很多家庭的室内气温,原来只有摄氏10~14度,现在则提高到了摄氏16度至20度。须要知道,室内温度每上升摄氏1度,燃煤消耗就会增加6%左右!因此,近年来,散煤燃烧采暖的煤耗一直在增长。

  但这个污染责任并不在烧散煤的家庭——这些家庭大部分是农民家庭。问题出在燃煤设备和燃烧的煤炭上。

  我们与德国做个比较。

  德国是一个能源资源以煤炭为主的国家,硬煤与褐煤的资源都非常丰富。德国历史上也是一个以散煤燃烧采暖为主的国家。在二次大战以前,大部分家庭采用小型燃煤炉/锅炉采暖(德国以前为什么不烧炕,这是个谜),只有城市的少数家庭采用集中供暖。二次大战后,由于中东的廉价石油以及原苏联和北海的天然气的发现和大量进口,德国的很多家庭才改为燃油或天然气采暖。但是,在原西德的大气污染基本得到治理的1992年,德国仍有约16%的家庭燃烧固体燃料,其中相当大的比例是燃烧用褐煤(烟最大的煤)做的型煤,其余的燃烧生物质。需要指出的是,燃烧生物质只是在燃烧烟气中没有二氧化硫,而颗粒物的排放与燃煤不相上下。

  但是德国长期以来非常重视降低小型家用固体燃料采暖炉/锅炉的污染物排放,并提高燃烧效率。这也是德国国家科研机构弗朗霍夫研究院的长期科研题目和技术服务内容。在上世纪六十年代,德国生产的小型家用固体燃料采暖炉/锅炉的燃烧烟气颗粒物排放量标准上限即为150毫克/立方米;到上世纪九十年代,这个标准的上限已经降到75毫克/立方米;从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,这在中国,已经达到了燃煤发电厂的标准,只有京津冀地区家用小型燃煤炉/锅炉烟气中颗粒物排放浓度的1/20左右。而所燃烧的型煤用低硫褐煤作为原料,在燃烧时,褐煤所做的型煤中的大部分硫会与钙镁离子结合生成硫酸盐,固化在煤灰中,使得烟气中的二氧化硫含量进一步降低,烟气中的二氧化硫含量只有京津冀地区散煤燃烧烟气中二氧化硫平均含量的1/10左右。

  需要注意的是,京津冀地区的散煤污染源,是在上世纪末才出现的,本世纪开始才突然增长成为冬季京津冀地区的主要大气污染源。现在京津冀地区使用的大多数家用小型燃煤炉/锅炉,燃烧烟气中的颗粒物平均浓度,都在几百毫克/立方米。与德国相比,中国小燃煤采暖炉/锅炉的污染物排放水平落后了半个世纪。这是今天散煤燃烧采暖造成京津冀冬季严重污染的根本原因。当然,生产者和市场监管者的责任,不能推到消费者——广大农民的身上。

  为了减少燃烧散煤造成的大气污染,最近几年,京津冀地区的政府部门主要采用了两种方法:

燃烧由无烟煤压制的型煤(煤球)。无烟煤里的煤焦油含量低,因此在燃烧时排放出来的焦油颗粒物比起烟煤就大大减少。河北省的很多地区对无烟煤压制的型煤(煤球)进行了补助,鼓励烧散煤的家庭使用。但是每吨无烟煤煤球的价格比烟煤贵了好几百元。考虑到全省每年燃烧4000万吨左右的散煤,如果全部补贴,每年就要补贴上百亿元,这是个沉重的财政负担。但是,如果不补贴,很多家庭就会继续烧烟煤。如果控制烟煤的销售,那个工作量和难度可想而知。 煤改气或者煤改电。天然气和电力的单位能源价格,是燃煤的好几倍,这无疑会大大增加采暖的能耗支出。一个家庭一年增加几千元的采暖能耗支出,无论是由谁来承担,都是一笔巨大的财政负担。像北京这样较为富裕的地区,财政还能够负担,对于河北这样不是很富裕的地区,如果让地方政府来承担这笔巨额的支出,就非常困难了,因为这比补助老百姓购买无烟煤煤球的支出还要高出一至两倍。

  治理散煤燃烧的污染,从长远看,要根治还是要采用无煤化采暖。在河北,最佳的办法是采用电力采暖,因为冬季下半夜的采暖高峰,正是华北风电过剩的高峰;同时,电力采暖,没有燃气采暖燃烧烟气中的氮氧化物污染问题。但是前提是房屋需要做较好的保温改造,否则采暖费用会过高。河北农村的房屋绝大多数没有做保温措施,散热功率很大。如果对农村住宅进行有效的保温改造,可以降低60%至80%的采暖能耗。这样,燃煤改为电力采暖的同时,节省建筑的采暖能耗,能耗费用就不会增加,甚至会减少。一个100平方米的农村建筑,进行节省60%至80%采暖能耗的改造,要花费上万元乃至几万元,具体的花费需要通过示范项目才能较准确地测定。这项工作,如果与新农村建设结合,也许会找到很好的融资模式。不过这已经超过了本文讨论的范畴。

  建筑保温改造+煤改电是个投资较大的解决方案,整个河北省尽管长远的经济、环境和社会效益好,因此需要较长的时间周期。

  而散煤清洁燃烧,却是可以在较短的时间内实现的,成本也比较低。目前在政府的支持下,正在紧张地进行这方面的技术开发和示范工程,进展顺利。在这方面,由于有德国成功的经验可供借鉴,因此我对项目的成功持乐观态度。

  散煤燃烧污染的问题如果得以解决,京津冀地区的大气污染治理,就成功了一半。一个小炉子,却是京津冀地区大气环境的最大污染源,也成为河北省治霾的最大工程!

它山之石,可以攻玉

  前年,互联网上有一个很流行的关于雾霾的纪录片,介绍了很多国家,包括英国和美国加州治霾的经验。很遗憾,对德国的治霾经验,却一带而过。实际上,德国的治霾经验和教训特别值得中国学习和借鉴。

  这是因为,德国有与中国很近似的能源结构,以煤为主,缺油缺气。同时,与今天的中国有非常近似高能耗产业结构,重化工业特别发达,钢铁产业在最高峰时,人均年产钢铁700多公斤(而中国现在为600多公斤)。德国东部和西部各有一个褐煤田区,褐煤露天开采,又靠近电力负荷中心,因此发电的成本很低,与中国不相上下。而鲁尔煤田的优质硬煤,促进了鲁尔工业区钢铁工业的发展,使之成为二战前全球最大的工业区。鲁尔工业区的重点能源消耗领域与京津冀地区很相似。炼几千万吨钢铁,有焦化企业,炼铁,包括钢铁工业中对大气污染最严重的工艺烧结工艺。有巨大的石油化工企业。德国是1990年重新统一的。统一之前德国的西部地区是从1962年开始治霾的,重点地区就是污染严重的鲁尔工业区。那时的鲁尔工业区,污染程度与现今今河北省污染最严重的城市差不多。除了鲁尔工业区,其它地区的空气质量也不是很好。

  德国的治霾持续了大约30年。巴伐利亚州的第二大城市纽伦堡市,是在1987年经历了最后一次雾霾天的。鲁尔工业区告别最后一次雾霾天的日期晚了几年,是在上世纪九十年代初期。这样算下来,鲁尔工业区的治霾用了大约30年。

  为何西德治霾会用如此长的时间?这里有两个原因,一是德国必须保住并发展重化工产业,那时德国从战后的一片废墟中爬出来不到20年,GDP正在高速增长期,每年的增长率都超过10%;各项恢复性的建设、特别是房地产的开发还在高峰期,重化工产业不仅不能去产能,还要继续发展;德国是从1962年开始治霾的,而钢产量的最高峰却是在12年后的1974年达到的,而且主要产地是在大气污染严重的鲁尔工业区。二是那时全球都缺乏成熟可靠的环保技术,很多环保技术,特别是一些烟气污染物的处理技术,几乎都是从零开发,新领域可靠的技术开发可不是几年就能完成的。

  西德治霾也是走过弯路的。当时所犯的一个错误就是用高烟囱排放含有大量未经净化处理的污染物的烟气。这种高架式排放虽然使得污染物对本地的大气污染减轻,但却将污染物扩散到更广大的地区,甚至扩散到几百公里之外。后来,人们才认识到这种方法的危害性,放弃了这种以邻为壑的污染减排技术,改为燃烧烟气全部经净化处理排放。

  虽然两德统一之前,东德也对环境污染进行了治理,但是直至两德统一之前,欠账依然很多,在一些重工业集中地,其大气污染程度与今天的京津冀地区也不相上下。但是,在两德统一后,原东德地区的大气污染治理却是特别的快。仅仅用了5年,原东德的大部分地区就与雾霾天告别了,污染特别严重的地区,在10年之内也告别了雾霾天。

  原东德地区快速治霾的经验给了我们启示,汲取国际先进的治霾技术和经验,可以少走弯路,较快地治好霾。

  由于德国的主要能源资源是煤炭,出于能源安全的考虑,也出于保持煤炭相关行业的就业,在原西德大气污染治理的30年中,和在原东德大气污染治理的10年中,始终没有把煤改天然气作为减少大气污染的主要选项。

  就像前面一篇中所述,德国家庭的采暖也没有搞强行推广煤改气。只不过随着人民生活水平的提高和中东石油价格的低廉,使得德国很多家庭转而采用燃油采暖。而原苏联天然气管道通到欧共体(欧盟的前身)和北海发现大量的天然气后,很多家庭又改用天然气采暖。直到今天,德国仍然有几百万个家庭采用固体燃料采暖,其中约一百万个家庭主要用褐煤做的型煤采暖,大多数采用生物质采暖。生物质燃烧虽然不会排出二氧化硫,但是如果燃烧过程不环保,仍然会产生大量的颗粒物。

  直到2000年,德国政府宣布,将在半个世纪的时间里,实现能源转型,彻底告别核能,通过提高能效和使用可再生能源,基本告别化石能源,使得化石能源消耗造成的二氧化碳排放减少80%以上。德国才开始逐渐减少煤炭的使用,不过,这不是为了减少煤炭燃烧对大气的污染,而是为了减少燃煤造成的二氧化碳的排放。

  从下面的这几张德国PM10浓度的分布图上,可以看到,即便是PM10,也是在1985年才有了全国普遍布点的测量,那时,西德的大规模治霾,已经开始了20多年了。尽管如此,从图上还是可以看到1985年,西德鲁尔工业区等一大片地区和东德的大部分地区,PM10年均浓度(那时德国还没有PM2.5的全国普遍监测)还高于40微克/立方米,西德的个别地区和东德三分之一的地区高于60微克/立方米,原东德的哈勒地区甚至高于100微克/立方米。1990年德国统一后10年的2000年,经过10年的治理,德国全境绝大多数地区的PM10年均浓度低于40微克/立方米,只有几个别地区高于40微克/立方米。

  原西德和原东德地区的雾霾天消失后,德国并没有停止大气污染治理的步伐。2015年,德国全境第一次所有的地区PM2.5年均浓度低于20微克/立方米。世界卫生组织的大气质量健康标准是PM2.5的年均浓度低于10微克/立方米。今天德国只有一小部分地区达到了这个标准,大多数地区要达到这个标准,还有很多年的路要走。

  下面是德国2010年和2015年的PM2.5浓度的分布图。

  在经过了半个多世纪持续的大气污染治理后,2015年的鲁尔工业区,大气中PM2.5年均浓度12~17微克/立方米(2015年中国三亚的PM2.5年均浓度为17微克/立方米)。需要指出的是,仅仅4000多平方公里的鲁尔工业区(相当于北京平原地区面积的约2/3,河北省面积的约1/45)现在每年还在炼约2000万吨钢,有烧结机,有高炉,转炉、电炉、有炼焦炉,焦炭还是采用湿法熄焦——只不过使用的是比干法熄焦颗粒物排放量还小的低排放湿法熄焦技术,有大型石化企业,德国硬煤(区别于褐煤)发电的大约一半(约1000万千瓦左右的装机功率)在鲁尔工业区,只不过今天的鲁尔工业区所采用的清洁生产技术和环保技术,与半个世纪前相比,一是天壤之别。而鲁尔工业区,只有4000多平方公里,是河北省的约1/45,北京市的约1/4。下面是德国发电厂的布局图,其中硬煤发电用灰黑色表示,黄圈所标的地区就是鲁尔工业区。

  从上面的图上,可以看到,在德国首都柏林,还有好几个燃煤(热电联供)发电厂,其中的装机容量为14万千瓦,Moabit燃煤热电联供站,距德国总理府和国会大厦直线距离不到3公里。而2015年,柏林的PM2.5年均浓度为14~19微克/立方米,平均与中国的三亚相当。

  德国治霾实践得出的经验是:燃煤未必会造成严重的大气污染;只有不清洁地燃煤,才会造成严重的大气污染。

  2016年,我陪一个中国大型煤炭企业的代表团到凯泽斯劳滕市热力站考察。让我们吃惊的是,这个热力中心居然使用链条炉,而且是前几年才安装的,这样的锅炉在京津冀今天根本不可能批准安装。我向热力中心的负责人询问原因,他告诉我,这个热力中心前些年接管了附近美军基地(凯泽斯劳滕市是美军在德国驻军最集中的地方,有上万名美军驻扎)的热力供应,但美军与美国的煤矿原来签订了煤炭的长期供货协议,这个热力中心接管热力供应时,必须接着执行这个长期供货协议。而从这个美国煤矿进口的煤炭挥发份较低,没法使用煤粉炉燃烧,所以不得不使用链条炉。尽管如此,通过先进的半干法烟气处理技术,我们在参观时看到,燃烧烟气中颗粒物的浓度低于1毫克/立方米,二氧化硫的浓度低于50毫克。我们在热力站室外测量了大气中PM2.5的浓度,只有6微克/立方米,在北京,用同样的测量仪,室外这样的测量值我从来没有测得过。热力站的负责人告诉我们,不久前,德国有关科研机构和企业得到了德国联邦政府的科研经费支持,准备在这个热力站现有的半干法烟气处理设备上,做二氧化硫近零排放的烟气净化示范工程。2015年,凯泽斯劳滕市PM2.5的年均浓度为13微克/立方米,要到达世界卫生组织的空气质量标准,还需要再下降3微克/立方米。

  对于京津冀的大气污染治理,有中国专家说:“减排必须在能源结构、产业结构调整上下更大功夫。

  而德国鲁尔工业区提供的治霾经验恰恰是:不调整能源结构,不调整工业结构,霾也照样是可治的,而且可以治得很干净。

  调整能源结构和产业结构?这谈何容易?德国鲁尔工业区调整能源结构和产业结构已经30多年了,燃煤发电装机,前些年还略有增加,钢铁产量也就削减了一半左右。京津冀的大气污染治理若主要通过能源结构和产业结构的调整来得到基本的改善,把燃煤和钢铁砍掉一半,需要多少年,至少得20年吧?人们能等得起吗?且不说这将造成大量的失业和GDP的大幅下降。从经济的角度,也是难于接受的。

  在德国,为了治理大气污染,既没有调整能源结构,更没有调整产业结构。在原来污染严重的重化工领域,通过更清洁地更高效地使用能源、更清洁更节能地进行工业生产实现了大气污染物的大幅度减排。德国也因此催生了能效、清洁生产和环保这个新的技术领域。

  在我们中德合作河北省治霾团队的中国和德国专家们对河北省的治霾建议中,既不包括能源结构的调整,更不包括产业结构的调整;对于钢铁工业等重化工产业,更没有通过减产能治霾的建议。钢铁工业是河北省辛勤建设了30多年才来之不易的规模领先于全世界的优势产业,如果能够更清洁更节能地进行生产,为何还要摧毁它?(作者:陶光远,中德可再生能源合作中心执行主任)

【责任编辑:杨威】
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