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深度丨尺度分析--工业污染治理在雾霾形成中的主宰作用一目了然

2016-12-23 14:51来源:科学青年关键词:污染物排放二氧化硫氮氧化物收藏点赞

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3烟(粉)尘排放情况

2013年,工业烟(粉)尘排放量1094.6万吨,占全国烟(粉)尘排放总量的85.6%。城镇生活烟尘排放量123.9万吨,占全国烟(粉)尘排放总量的9.7%。机动车颗粒物排放量59.4万吨,占全国烟(粉)尘排放总量的4.6%。

2013年,调查统计工业行业中,烟(粉)尘排放量位于前3位的行业依次为电力、热力生产和供应业,非金属矿物制品业,黑色金属冶炼及压延加工业,3个行业共排放烟(粉)尘722.6万吨,占重点调查工业企业烟(粉)尘排放量的70.7%。

结论3:烟(粉)尘污染物的主要排放源为工业生产,工业里最大来源为电力、热力生产。

工业在以上三种主要污染物二氧化硫氮氧化物和烟(粉)尘的排放量都远超过一半,而居民生活和机动车等都是分析中的小量,小量的含义在于如果要做减排和改善,只要最主要的排放源(工业排放)不改进,那么小量上的任何改进对总量而言都是微乎其微的。最大项哪怕只发生仅仅10%的变化,不仅有可能超过小量本身,而且也会远远大于小项上所有痛苦而艰辛的改善努力。

二、能源结构分析

对于污染物总量的分析,我们还可以从能源消耗结构上来进一步印证,

这里略过图表,直接给结论,如果对具体数据感兴趣,可以参考国家统计局(http://www.stats.gov.cn,网页中间“统计数计”à“数据查询”à”年度数据”)

结论4:我国能源消耗的最大项为煤炭(2014年比例为64%)。

结论5:我国煤炭的主要消费者为工业生产(2014年比例为95%)

结论6:我国的电力主要来自于火电(2014年比例为78%)。

结论7:工业消耗了电力的主要部分(2014年比例为72%)

三、治理大气污染的核心是工业脱硫、脱硝和除尘

目前脱硫、脱硝和除尘技术基本上已经成熟,技术上脱硫、脱硝和除尘效率分别达到90%、80%和95%以上都没有太大问题,以煤炭消耗量为例,工业虽然消耗了95%的煤炭,但是如果脱硫能够达到90%的效率,则排放的二氧化硫只有直接排放量的10%。

按照“尺度分析”的思路,如果第一大项工业污染不减小,生活消费上面的任何减排都是杯水车薪。比如生活消费即使不消耗任何煤炭(100%变化),对煤炭消耗总量的影响只有2%而已,但是工业只要脱硫技术效率变动2%,基本上就可以抵消掉生活消费的所有煤炭污染物。

因此,脱硫、脱硝和除尘也在国内主要的火电厂、炼钢厂强制执行,并且还有相关的法律保障和行业标准,比如2015年8月29日修订通过的《中华人民共和国大气污染防治法》,2011年7月29日发布《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011),火电行业推出的国家标准主要限制二氧化硫、氮氧化物和烟尘三种污染物,规定SO2和NOx排放标准都是100mg/m3,烟尘全部执行30mg/m3标准。

图2、3、4中二氧化硫、氮氧化物和烟(粉)尘图中得到的数据是经过脱硫、脱硝和除尘处理过的总量数据,如果因为某些原因,脱硫、脱硝和除尘并未正常执行,未经处理直接排放出来的数据起码会是各图中工业数据的5倍以上,各项中工业的比例都会迅速超过95%,成为绝对主宰项。如果一个脱硫效率90%的火电厂关闭脱硫设备,那么短时间之内排放的二氧化硫量会暴增到10倍;而一个除尘效率95%的工厂关闭除尘设备,那么短时间内排放的烟(粉)尘量会暴增到20倍,说到这里,你似乎能明白为什么早上明明蓝天白云,晚上会突然雾霾降临了。

我们可以不必担心这种暴增情况的出现,我国主要的电力热力企业都对脱硫、脱硝和除尘有严格控制,技术上有保障,法规上有限制,尤其是这些高耗能产业和工厂立项都是经过层层审批,尤其是对末端处理技术更是严格监控。似乎要控制雾霾,我们目前只能依赖于技术进步逐渐提高脱硫、脱硝和除尘效率,另外一方面严格限制居民消费方面散煤燃烧、私人机动车等一条艰苦的减排思路了。

然而情况却不是这样的

延伸阅读:

为什么北京雾霾中有高浓度的硫酸盐?终于有答案了

治霾应着重做好煤炭清洁高效利用这篇大文章

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