目前,,我國(guó)多個(gè)地區(qū)出現(xiàn)霧霾,,令大氣污染治理迫在眉睫。公眾普遍認(rèn)為,,燃煤污染是霧霾形成的元兇,。煤炭作為一種常規(guī)的化石能源,在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占有重要地位,。在2013年世界能源消費(fèi)增量中,,煤炭依然是增長(zhǎng)最快的能源品種,占全球能源消費(fèi)增量的57.8%,。隨著全球低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,,越來越多的發(fā)達(dá)國(guó)家選擇更為清潔的能源,但對(duì)許多國(guó)家尤其亞洲國(guó)家來說,,“煤依賴癥”依然十分嚴(yán)重,。日本、韓國(guó)的煤炭消費(fèi)都占各自能源消費(fèi)的相當(dāng)比例,,其中日本煤炭消費(fèi)約占一次能源消費(fèi)的25%,。2012年亞洲能源消費(fèi)占全球煤炭消費(fèi)的70%,其中中國(guó)占50.2%,、印度占8%,。 既然煤炭依賴的局面短時(shí)間內(nèi)不可能改變,煤炭清潔利用就顯得尤為重要,。我國(guó)推出一系列措施,,鼓勵(lì)清潔用煤。本文從煤炭和霧霾之間撇不清的關(guān)系入手,,揭露霧霾真面目,,介紹煤炭使用對(duì)霧霾形成的貢獻(xiàn),并提出清潔煤炭使用之道,。 “情侶逛街走,,必須手牽手;撞上一棵樹,,被迫暫松手,;過樹不見人,,情人被牽走�,!狈_手機(jī),,微信圈里充斥著對(duì)首都霧霾天氣的調(diào)侃。PM2.5爆表的冬天,,能見度驟降,,隔街相望卻看不見臉,在重度污染的北京市區(qū),,這一點(diǎn)都不夸張,。 霧霾,它的魔抓不知不覺地伸入到我們的生活中,,而煤炭,,這個(gè)正處于下滑期的昔日巨人,更是成為眾矢之的,,被看作是霧霾天氣的元兇,。近年來,煤炭行業(yè)被“妖魔化”的現(xiàn)象正在日益加劇,。 那么,,霧霾是什么?霧霾和煤炭是什么關(guān)系,?我們?cè)撛鯓討?yīng)對(duì),? 霧霾是什么? 根據(jù)中國(guó)氣象局的定義,,霧是指在接近地球表面,、大氣中懸浮的由小水滴或冰晶組成的水汽凝結(jié)物,是一種常見的天氣現(xiàn)象,。當(dāng)氣溫達(dá)到露點(diǎn)溫度時(shí)(或接近露點(diǎn)),,空氣里的水蒸氣凝結(jié)生成霧。根據(jù)凝結(jié)的成因不同,,霧有數(shù)種不同類型,。當(dāng)氣溫高于冰點(diǎn)時(shí),,水汽凝結(jié)成液滴,。當(dāng)氣溫低于冰點(diǎn)時(shí),水汽直接凝結(jié)為固態(tài)的冰 晶,,比如冰霧,。因?yàn)槁饵c(diǎn)只受氣溫和濕度影響,所以霧的形成主要有兩個(gè)原因:一是空氣中的水汽大量增加,,使得露點(diǎn)升高至氣溫,,從而形成霧,,比如蒸汽霧和鋒面 霧。二是氣溫下降至低于露點(diǎn)而生成霧,,比如平流霧和輻射霧,。 霾,也稱灰霾(煙霞),,是指原因不明的因大量煙,、塵等微粒懸浮而形成的渾濁現(xiàn)象。霾的核心物質(zhì)是空氣中懸浮的灰塵顆粒,,氣象學(xué)上稱為氣溶膠顆粒,。 空氣中的灰塵、硫酸,、硝酸,、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘W右材苁勾髿饣鞚幔曇澳:?dǎo)致能見度惡化,,如果水平能見度小于10000米時(shí),,將這種非水成物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成的視程障礙稱為霾(Haze)或灰霾(Dust-haze),香港天文臺(tái)稱煙霞(Haze),。一般相對(duì)濕度小于80%時(shí)的大氣混濁視野模糊導(dǎo)致的能見度惡化是霾造成的,,相對(duì)濕度大于90%時(shí)的大氣混濁視野模糊導(dǎo)致的能見度惡化是霧造成的霾,相對(duì)濕度介于80%~90%之間時(shí)的大氣混濁視野模糊 導(dǎo)致的能見度惡化是霾和霧的混合物共同造成的,,但其主要成分是霾,。霾的厚度比較厚,可達(dá)1公里~3公里左右,。由于灰塵,、硫酸、硝酸等粒子組成的霾,,其散射波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光比較多,,因而霾看起來呈黃色或橙灰色。 所以說,,霧霾非“霧”而是“霾”,,我們恐慌的實(shí)際上是“霾”。目前看來,,在我國(guó)的部分區(qū)域存在著4個(gè)灰霾嚴(yán)重地區(qū):黃淮海地區(qū),、長(zhǎng)江河谷、四川盆地和珠江三角洲,。 霧霾從哪里來,? 由霾的定義和判別的方法可知霾是現(xiàn)象,懸浮的灰塵顆粒是形成霾的重要直接內(nèi)因,,而這種顆粒我們稱之為PM2.5,。霾雖然可以是自然因素形成,,但通常情況下主要是人為排放污染物形成,這也是各國(guó)研究它們的關(guān)鍵原因,。霾形成也與天氣密切相關(guān),,在有風(fēng)、雨等天氣過程以及大氣擴(kuò)散條件好時(shí)難以形成霾,,而且也易于消除已產(chǎn)生的霾,,但解決霾的關(guān)鍵還是要減少PM2.5形成。 在《國(guó)家環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)方法》中PM2.5的定義為:懸浮在空氣中,, 空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于和等于2.5微米的顆粒物,。《氣象觀測(cè)規(guī)范》中它的定義為: 空氣動(dòng)力學(xué)等效直徑小于和等于2.5微米的大氣氣溶膠質(zhì)量濃度,。雖然定義的角度有所不同,,但本質(zhì)是指能懸浮在空中的細(xì)顆粒物。 那空氣動(dòng)力學(xué)直徑又是怎么理解呢,?其實(shí)就是實(shí)際粒子與假想的一種單位密度為1克/立方厘米的球體,,在靜止空氣中達(dá)到相同的沉降速度時(shí),假想粒子的直徑即為實(shí)際粒子的空氣動(dòng)力學(xué)(等效)直徑,。所以PM2.5中2.5并不是顆粒物的幾何直徑,,相同空氣動(dòng)力學(xué)直徑的顆粒,比重越大幾何直徑越小,。 要弄明白PM2.5的成因,,首先要清楚,PM2.5不是一種單一成分的空氣污染物,, 而是由來自許多不同的人為或自然污染源的大量不同化學(xué)組分組成的一種復(fù)雜并且可變的大氣污染物,。 就其來源而言,一是由污染源直接排出,,稱為一次顆粒物,,其成分主要為元素碳、有機(jī)碳,、土壤塵等,,主要產(chǎn)生于化石燃料和生物質(zhì)燃料的燃燒,此外還包括工業(yè),、礦物質(zhì)的加工和精煉,、建筑、農(nóng)田耕作,、風(fēng)蝕,、植物孢子,、植物修剪過程等,。二是由各污染源排出的氣態(tài)污染物經(jīng)過冷凝或在大氣中由多相化學(xué)反應(yīng)而形成的復(fù)合體,,稱為二次顆粒物,其成分主要有硫酸鹽,、硝酸鹽,、銨鹽和半揮發(fā)性有機(jī)物等,在大多數(shù)地區(qū),,硫和氮為主要組分,,在一些地區(qū)有機(jī)氣溶膠也可能是重要組成部分。 在城市集中區(qū),,汽車尾氣是重要的一次和二次源,,既直接排放顆粒物,也可以是排放出來的氮氧化物轉(zhuǎn)化形成的,,尤其是重型柴油車排放大量顆粒物和氮氧化物是城 市PM2.5的重要來源,;另外,一些溶劑和涂料排放的揮發(fā)性有機(jī)物也轉(zhuǎn)化成有機(jī)物進(jìn)入到PM2.5,。因此,,不同國(guó)家、地區(qū),、城市的PM2.5其來源,、組成 也是各不相同的。 PM2.5對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響很大,。主要影響在兩個(gè)方面,,一是對(duì)人體健康的影響,因?yàn)轭w粒物非常小,,容易穿越鼻腔和支氣管系統(tǒng)進(jìn)入到肺泡中,,對(duì)人體健康的影響是非常明顯的。二是對(duì)光的消解作用明顯,,影響能見度,,造成嚴(yán)重的視程障礙。 故而我們可以說,,霧霾活在我們的生活中,,就在我們身邊,無時(shí)無刻不影響著我們的身體健康和生活質(zhì)量,。根據(jù)官方調(diào)查,,霧霾天氣易誘發(fā)多種疾病,一是心血管疾病,。霧霾天氣時(shí)氣壓低,,濕度大,人體無法排汗,誘發(fā)心臟病的幾率會(huì)越來越高,。二是呼吸道疾病,。霧霾中含有大量的顆粒物,這些包括重金屬等有害物質(zhì)的顆粒物 一旦進(jìn)入呼吸道并粘著在肺泡上,,輕則會(huì)造成鼻炎等鼻腔疾病外,,重則會(huì)造成肺部硬化,甚至還有可能造成肺癌,。三是上呼吸道感染,。持續(xù)的霧霾天氣籠罩著全國(guó)十 余個(gè)省份,霧霾天氣,,空中浮游大量塵粒和煙粒等有害物質(zhì),,會(huì)對(duì)人體的呼吸道造成傷害,空氣中飄浮大量的顆粒,、粉塵,、污染物病毒等,一旦被人體吸入,,就會(huì)刺激并破壞呼吸道黏膜,,使鼻腔變得干燥,破壞呼吸道黏膜防御能力,,細(xì)菌進(jìn)入呼吸道,,容易造成上呼吸道感染。 霧霾和煤炭的關(guān)系 從霧霾的形成因素看來,,霧霾多在秋后開始加重,,進(jìn)入10月份之后,北京等多個(gè)城市連續(xù)多日被嚴(yán)重的霧霾籠罩,,這與污染排放有著密切的聯(lián)系,。而作為我國(guó)主要的能源—煤炭,便被推到了風(fēng)口浪尖之上,。 國(guó)際環(huán)保機(jī)構(gòu)自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)(NRDC)去年在京發(fā)布的《煤炭使用對(duì)大氣污染的“貢獻(xiàn)”》顯示,,在PM2.5的“一次污染”中,煤炭的直接燃燒貢獻(xiàn)率為31%,,相關(guān)行業(yè)的非直接燃燒貢獻(xiàn)率為31%,,總和為62%。 煤是高污染高碳的能源品種,。在我國(guó),,煤炭占一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)量的比重接近70%,遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家20%左右的均值,。2013年,,我國(guó)的煤炭消費(fèi)量已占到全球煤炭消費(fèi)總量50.3%,,分別是美國(guó)和歐盟的4.2倍和6.7倍。 我國(guó)以煤為主的能源結(jié)構(gòu)帶來了日益嚴(yán)重的環(huán)境污染,、公眾健康和溫室氣體問題,。根據(jù)《中國(guó)氣候公報(bào)》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),由大氣污染導(dǎo)致的全國(guó)年均灰霾日數(shù)隨煤炭消費(fèi)總量的變化明顯增加,。 2003年以前,,我國(guó)年均灰霾日數(shù)均低于常年值9天,,但是2004年以來增長(zhǎng)迅速,,年均值達(dá)到12~20天;2013年我國(guó)年均灰霾日數(shù)高達(dá)36天,,全國(guó)范圍內(nèi)有二十多個(gè)�,。▍^(qū)、市)出現(xiàn)了持續(xù)性灰霾,。 煤炭,,在其使用過程中,對(duì)霧霾形成的顯而易見的貢獻(xiàn),,使其成為眾矢之的,,日益被嫌棄和妖魔化。 我們?cè)撛鯓討?yīng)對(duì),? 煤炭是基礎(chǔ)性能源,,煤炭工業(yè)是關(guān)系國(guó)家經(jīng)濟(jì)命脈和能源安全的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),新中國(guó)的工業(yè)從建立,、發(fā)展到壯大,,一直都離不開它的支持。新中國(guó)成立初期,,沒有機(jī)械裝備,,缺乏資金和技術(shù),煤礦工人硬是憑借一雙大手,、一把鐵锨,,“一鎬加一炮”,恢復(fù)了煤炭生產(chǎn),,建起一個(gè)個(gè)新礦區(qū),,源源不斷地向整個(gè)工業(yè)提供著烏金。煤炭可以說是我們國(guó)家發(fā)展起來的大功臣,。 然而今非昔比,,這個(gè)功臣如今飽受爭(zhēng)議,如今烏金貶值,,煤炭市場(chǎng)哀鴻遍野,�,?墒牵覀儾坏貌豢辞逡粋(gè)現(xiàn)實(shí),,那就是在我國(guó),,以煤炭為主體的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)短期內(nèi)難以發(fā)生重大改變。山東能源集團(tuán)董事長(zhǎng)卜昌森認(rèn)為,,近年來霧霾肆虐,,許多人把空氣污染的罪魁禍?zhǔn)字赶蛎禾浚@完全是誤解,。煤炭對(duì)環(huán)境的影響主要在利用過程中,,實(shí)際上是產(chǎn)煤的替用煤的背黑鍋。 所以說,,與其將大功臣一棒子打死,,不如講究合理地使用。時(shí)任中國(guó)能源研究會(huì)常務(wù)副理事長(zhǎng)的周大地在今年1月9日在北京舉辦的“文津圓桌論壇”上建議,,煤炭 未來的發(fā)展須實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保和低碳,。他說,目前我國(guó)的煤炭清潔利用,,只能說在大型電廠鍋爐的集中管理方面,,采取了一些措施,實(shí)現(xiàn)了常規(guī)污染物的清潔化,,但并 未在低碳化方面取得明顯成效,。大型電廠鍋爐尚且如此,更不用說分散的,、小型的工業(yè)窯爐,、鍋爐,以及許多散布在家庭和農(nóng)村的煤炭利用了,。我們?cè)?a target="_blank" style="color:rgb(0, 66, 118);">煤制油,、煤制氣領(lǐng)域,仍然面臨著清潔化和低碳化的重大戰(zhàn)略挑戰(zhàn),。若完全市場(chǎng)化發(fā)展煤化工,, 容易出現(xiàn)一擁而上的亂象,投資風(fēng)險(xiǎn)很大,。工信部原部長(zhǎng),、全國(guó)政協(xié)經(jīng)濟(jì)委員會(huì)副主任、中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì)會(huì)長(zhǎng)李毅中也指出,,大力提高煤炭的清潔高效利用,。建 議減緩新建,減少進(jìn)口,,繼續(xù)關(guān)閉整合小煤礦,,淘汰落后產(chǎn)能,。建議提高煤炭入洗率,積極開發(fā)煤層氣,,構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)型煤礦,,發(fā)展煤電一體和超高壓輸電,改進(jìn)提 升煤制氣,、煤制油,、煤化工,提高燃煤熱效率,,強(qiáng)制煙氣脫硫脫硝除塵,,尤其注重散燒煤的治理性。 由此可見,,既不傷筋動(dòng)骨,,又能解決煤炭污染問題的關(guān)鍵措施是煤炭的清潔利用,。兩會(huì)期間,,全國(guó)工商聯(lián)的提案建議,立足國(guó)內(nèi),,大力發(fā)展煤炭清潔高效利用技術(shù),, 不斷提高煤炭利用水平,才是保證我國(guó)能源安全的首要選擇,。兩會(huì)之外,,煤炭的清潔利用同樣受到政府部門的高度重視。3月4日,,工信部印發(fā)《2015年工業(yè)綠 色發(fā)展專項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案》,,方案提出,提升重點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)行業(yè)煤炭清潔高效利用水平,,提升重點(diǎn)行業(yè)能效水平,,加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)區(qū)域工業(yè)清潔生產(chǎn)工作的指導(dǎo)。印發(fā)煤 炭清潔高效利用行動(dòng)計(jì)劃方案,,指導(dǎo)煤炭消耗大的城市,,結(jié)合本地產(chǎn)業(yè)實(shí)際,圍繞焦化,、煤化工,、工業(yè)爐窯和工業(yè)鍋爐等編制具體實(shí)施方案,加大地方政府組織協(xié)調(diào)力度,,實(shí)施燃煤鍋爐節(jié)能環(huán)保綜合提升工程,。 與此同時(shí),國(guó)家能源局等3部門日前也印發(fā)了《關(guān)于促進(jìn)煤炭安全綠 色開發(fā)和清潔高效利用的意見》,。意見提出,,要切實(shí)提高煤炭加工轉(zhuǎn)化水平,,加快煤炭由單一燃料向原料和燃料并重轉(zhuǎn)變。要按照節(jié)水,、環(huán)保,、高效的原則,繼續(xù)推 進(jìn)煤炭焦化,、氣化,、煤炭液化(含煤油共煉)、煤制天然氣,、煤制烯烴等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和示范,,提升煤炭綜合利用效率,降低系統(tǒng)能耗,、資源消耗和污染物排放,,實(shí) 現(xiàn)清潔生產(chǎn)。 具體說來,,煤炭清潔利用實(shí)際上是一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的概念,,它涵蓋了煤炭產(chǎn)業(yè)上游的煤炭(及煤層氣)開采、洗選,,煤炭產(chǎn)業(yè)中游的運(yùn)輸,、發(fā)電、冶金,、 化工生產(chǎn),,以及煤炭產(chǎn)業(yè)下游“三廢”的處理回收、二氧化碳的捕集和封存,。在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中,,煤炭清潔化可以集中關(guān)注三部分:一是處于最前端的入爐以前的煤炭 洗選;二是爐內(nèi)清潔化,,如低氮燃燒,、循環(huán)硫化床爐內(nèi)噴鈣、中小型煤粉工業(yè)鍋爐與水煤漿鍋爐改造,、燃煤氣化清潔技術(shù)應(yīng)用等,;三是末端脫硫脫硝除塵等煙氣治 理。 中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)王顯政在日前召開的中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)四屆理事會(huì)第三次會(huì)議上提到,,近年來,,國(guó)內(nèi)一些大型燃煤電廠進(jìn)行燃煤發(fā)電機(jī)組超低排放技術(shù)創(chuàng)新, 取得了很好的效果,,氮氧化物(19.8毫克/立方米:50毫克/立方米),、二氧化硫(2.76毫克/立方米:35毫克/立方米)及粉塵濃度(2.47毫克 /立方米:5毫克/立方米) 的排放值均優(yōu)于燃?xì)鈾C(jī)組污染物排放限值,實(shí)現(xiàn)了超低排放,。經(jīng)過多年技術(shù)示范與推廣,,高效煤粉型工業(yè)鍋爐技術(shù)具有節(jié)能效果好,、系統(tǒng)熱效率高、污染排放低,、操 控簡(jiǎn)單等突出特點(diǎn),,系統(tǒng)熱效率比普通燃煤鍋爐提高二十多個(gè)百分點(diǎn),發(fā)展前景廣闊,。 但相關(guān)媒體對(duì)煤炭利用改革存在的疑慮值得我們深思,,目前煤化工項(xiàng)目不但需要?jiǎng)虞m上百億元的投入,還需要6年至7年的建設(shè)周期,,還有技術(shù)潛力的不斷挖掘和研 發(fā)問題,。按照我國(guó)現(xiàn)有的技術(shù)水平測(cè)算,在煤化工項(xiàng)目理想運(yùn)行狀態(tài)下,,煤制油的盈虧平衡點(diǎn)可以提高到50美元/桶,。 作為世界第二大經(jīng)濟(jì)體的中國(guó),經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的號(hào)角已經(jīng)全面吹響,,中國(guó)煤炭清潔化的道路究竟如何走,,值得我們拭目以待。 |
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