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2.3数据来源
本研究中工业部门污染物排放量的数据来源于第一次全国污染源普查数据,数据的时间跨度为2006年到2009年。从范围来看,污染源普查包括工业源、农业源、生活源和集中式污染治理设施四大部分。从对象来看,全国总的普查对象为592.6万个,其中工业源157.6万个,农业源289.9万个,生活源144.6万个,集中式污染治理设施4790个。用电数据方面,本研究获取上海市工业企业每日96点用电数据(每15分钟一个数据)用于替代上海市工业生产产量数据,作为上海市工业企业生产的直接变量。
3分析结果及应用
根据计算所得的企业15分钟内的电力消耗水平,结合污染物排放系数可以得出各类污染物排放量,及时对污染排放严重的企业给予警示,甚至使用行政手段控制其生产活动,以保证空气质量维持在一定水平之上。
以宝钢集团上海五钢有限公司为例。该公司属于其他金属制品制造行业,大工业用电交流电压为10kV,位于同济路305号,电表编号为H00271。2008年表号H00271全年用电量:9237924kWh,在2008年全年煤炭投入量为100Wt的情况下,可计算出单位用电量的污染物排放系数:
结合电表提供的每十五分钟用电量数据,可画出该企业一天之内每十五分钟的污染物排放量曲线。
图2展示了根据以上算法得到的上海五钢2009年9月1日的PM2.5排放量随时间变化的曲线。
本文选择了上海9家代表性工业企业作为样本,计算其单位用电量的污染物排放系数。表1展示了上海市若干工业企业每千瓦时用电量各类污染物排放量的计算结果。观察表中数据,可以发现不同企业单位用电量污染物排放量差异很大,不同企业的各类污染物排放比重也不相同。工业企业的单位用电量污染物排放量、污染物排放构成与企业的生产内容、生产过程、生产方式、生产技术等紧密联系。例如,电机制造业、炼焦业和纸制品制造业二氧化硫、氮氧化合物的排放量比较大,而电子和电工机械专用设备制造业则会排放大量可悬浮颗粒物,是导致雾霾的重要源头。钢铁行业、氯碱行业虽然能源消耗量很大,但伴随单位用电量的各类污染物排放却比较小,这与上海的经济结构是有关系的,上海地区的大型钢铁、氯碱企业往往采用很先进的节能减排技术,因而这些大型工业企业并不一定是造成上海市空气污染的主要原因。
通过上传工业用户每15分钟采集的用电量数据与污染物排放数据,建立工业企业污染物排放实时监测热力图应用于上海市工业企业污染物排放监测。当上海市日空气污染指数超标,或天气污染严重时,即可通过热力图追踪重点污染点源,建议相关企业调整生产计划,通过对企业自身的排放行为进行调整,达到督促企业节能减排,指导企业节能降耗的效果。
根据前一部分的污染物排放系数计算方法和高频企业污染物排放量数据的计算方法,可以建立污染物排放的监测机制。企业污染物排放的高频数据可以以两种形式展示。一种形式是各类污染物排放量随时间变化的折线图,可以反映同一企业污染物排放量在一天当中的变化,便于识别企业在一天中的生产、能源使用高峰期和低谷,体现出企业在一天当中的生产活动特征。另一种形式是热力图,本研究在估算各个企业污染排放系数的同时,也搜集了企业的经度、纬度信息,从而可以制作企业各类污染物排放量的热力图。在地图上标注调研范围内的工业企业的位置,用色彩显示出企业污染物排放量的差异。热力图可以将不同企业的同种污染物排放量展示在同一张地图上,便于比较出同一时间点上各企业对某种大气污染物的排放量大小(图3、图4)。结合实时空气质量监测,可以寻找浓度偏高的污染物源头,从污染源开始寻求解决方案并采取措施。
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