中电联秘书长专栏文章之一： 霾、PM2.5与电力.doc

在现阶段，以政绩为引导，以控制全国、数个行业或一个行业的污染物排放总量为主要目的的环保措施，并不能真正有效、经济地达到改善环境质量的目的。“一刀切”式的控制要求是粗放得不能再粗放、简单得不能再简单的措施、盲目得不能再盲目的控制手段，虽然“政绩”能够实现因为仅电厂的污染物减排的要求就可以达到全国减排总量的要求，但灰霾天却不为粗放的环境管理买账，“十一五”实践结果已经证明了这个结论。霾、PM2.5与电力中国电力企业联合会 王志轩去年入秋以来，由于“雾突突”的天气出现增多，公众对空气质量的实际感受与环保部门发布的空气污染指数相悖，越来越让人闹心。据媒体报道，环保部部长周生贤向全国人大常委会报告称，“珠三角、长三角、京津冀等区域性大气污染日益突出，广州、深圳、上海、南京、苏州、天津等大城市的灰霾（mi）天数已占全年的30%至50%。”一时间，“霾”，“PM2.5”成了热门词汇。社会的高度关注，使2011的最后一天，环保部原则通过的环境空气质量标准中增设了PM2.5平均浓度限值和臭氧8小时平均浓度限值，收紧了PM10、二氧化氮等污染物的浓度限值。为帮助读者科学了解有关灰霾、PM2.5与电力关系，笔者在北京的一个“灰霾”天气中写下如下文字。深入了解霾与PM2.5霾是什么？“霾”又称“灰霾”，香港和澳门称霾为“烟霞”，根据国家权威气象机构给出的定义，霾是大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度小于10千米的空气普遍混浊现象。霾使远处的亮物体微带黄、红色，使黑暗物体微带蓝色。在能见度小于10千米，相对湿度小于80%时，排除降水、沙尘暴、扬沙、浮尘、烟幕、吹雪、雪暴等天气现象造成的视程障碍，就可判断为霾。但相对湿度在8090%时，还要根据PM2.5、PM1的质量浓度以及气溶胶散射系数与气溶胶吸收系数之和三个大气成分指标来判别是否超过限值，且只要三个指标中有一种指标超过限值，即使能见度大于10千米也是霾。根据能见度大小，霾分为轻微、轻度、中度、重度4级，重度时能见度小于2千米，轻微时能见度大于5千但小于10千米。雾和霾的区别主要在于水分含量的大小，雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的、相对温度在90%以上，使水平能见度降到1千米以内。PM2.5是什么？在国家环境空气监测方法中它的定义为：悬浮在空气中，空气动力学直径小于和等于2.5微米的颗粒物；气象观测规范定义为：空气动力学等效直径小于和等于2.5微米的大气气溶胶质量浓度。虽然定义的角度有所不同，但本质是指能悬浮在空中的细颗粒。所谓空气动力学直径，即实际粒子与假想的一种单位密度为1克/立方厘米的球体，在静止空气中达到相同的沉降速度时，假想粒子的直径即为实际粒子的空气动力学（等效）直径。所以PM2.5 中2.5并不是颗粒物的几何直径，相同空气动力学直径的颗粒，比重越大几何直径越小。在实际测定环境空气中的PM2.5时用重量法、冲击法等，如用重量法时是采用一种将不同粒子粒径分离功能的设备称为“切割器”装在抽气装置上，将PM2.5截留在特定的滤膜上，然后称取重量，如同在家中的吸尘器口上装一个 只让PM2.5通过的 “切割器”和空气计量装置，把吸尘袋中尘称取重量一样，最后得到质量浓度。霾与PM2.5到底是什么关系呢？由霾的定义和判别的方法可知霾是现象，PM2.5是形成霾的重要直接内因，霾虽然可以是自然因素形成，但通常情况下主要是人为排放污染物形成，这也是各国研究它们的关键原因。霾形成也与天气密切相关，在有风、雨等天气过程以及大气扩散条件好时难以形成霾，而且也易于消除已产生的霾，但解决霾的关键还是要减少PM2.5形成。PM2.5的形成、危害和治理要弄明白PM2.5 的成因，首先要清楚，PM2.5不是一种单一成分的空气污染物，而是由来自许多不同的人为或自然污染源的大量不同化学组分组成的一种复杂并且可变的大气污染物。就其产生过程而言，来源一是由污染源直接排出，称为一次颗粒物，其成分主要为元素碳、有机碳土壤尘等，主要产生于化石燃料和生物质燃料的燃烧，此外还包括工业、矿物质的加工和精炼、建筑、农田耕作、风蚀、植物孢子、植物修剪过程等；来源二是由各污染源排出的气态污染物经过冷凝或在大气中由多相化学反应而形成的复合体，称为二次颗粒，其成分主要有硫酸盐、硝酸盐、铵盐和半挥发性有机物等，在大多数地区，硫和氮为主要组分，在一些地区有机气溶胶也可能是重要组成部分。在城市集中区，汽车尾气是重要的一次和二次源，既直接排放颗粒物，也可以是排放出来的NOx转化形成的，尤其是重型柴油车排放大量颗粒物和NOx是城市PM2.5的重要来源；另外，一些溶剂和涂料排放的挥发性有机物也转化成有机物进入到PM2.5。因此，不同国家、地区、城市的PM2.5其来源、组成也是各不相同的。PM2.5对人体健康和大气环境质量的影响很大。环境空气中空气动力学直径在100微米及以下的颗粒物统称为总悬浮颗粒物（TSP），其中，PM10也称为可吸入颗粒物，PM2.5也称为细粒子。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小且含大量的有毒、有害物质，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大，主要影响在两个方面，一是对人体健康的影响，因为颗粒物非常小，容易穿越鼻腔、穿越支气管系统进入到肺泡中，对人体健康的影响是非常明显的；二是对光的消解作用明显，影响能见度，造成严重的视程障碍。正因如此，对PM2.5 的治理就更加重要。2005年最新出版的世界卫生组织空气质量准则规定：年平均浓度超过0.01毫克/立方米，24小时平均浓度超过0.025毫克/立方米即被认定为PM2.5超标；我国新发布的环境空气质量标准将PM2.5年和24小时平均浓度限值分别定为0.035毫克/立方米和0.075毫克/立方米，与世界卫生组织过渡期第1阶段目标值相同；治理的目标就是达到质量标准的要求。由于PM2.5产生的复杂性，因此在污染控制上更难，关键是在指导思想上要以坚持以改善环境质量为目的分析原因，有的放矢。改善环境质量，要分清主次，并非是污染物排放量最大的源就是对环境影响最大，并非一定先抓或只抓排放“大个”，正如个子高的人不一定就是偷摘树上果子吃的人。事实上，虽然一个家庭用的煤炉一天只烧十多斤煤，一个小区供热的燃煤锅炉一天烧几吨煤，但其影响要比一个普通的一天烧一万吨煤的现代化电厂影响大得多。环境管理的关键是，抓住对环境质量影响最大、对人影响最直接的污染源，如居民用煤炉、工业锅炉等加以治理，才是提高环境质量且经济的有效方法。因此，在现阶段，以政绩为引导，以控制全国、数个行业或一个行业的污染物排放总量为主要目的的环保措施，并不能真正有效、经济地达到改善环境质量的目的。“一刀切”式的控制要求是粗放得不能再粗放、简单得不能再简单的措施、盲目得不能再盲目的控制手段，虽然“政绩”能够实现因为仅电厂的污染物减排的要求就可以达到全国减排总量的要求，但灰霾天却不为粗放的环境管理买账，“十一五”实践结果已经证明了这个结论。但是很可惜，我们仍然在这条道路上继续前行，如出台了全世界最严的火电厂大气污染物排放标准的要求，过严的标准将会使人们接受更高的电价且影响节能效果，而享受不到相应改善的环境质量的效果。控制PM2.5必须采取协同控制和复合控制的手段。协同控制就是要由以城市为主要控制对象，进入到城市为主的区域协同控制，既要区域联合也需要公民发挥作用，包括生活源排放的污染控制如烤羊肉串的污染也要控制以保护自己身边的环境。复合控制，就是多污染物控制，要对烟尘、气态污染物进行全面控制。如对交通污染源，不仅要在机动车本身的质量上下功夫，更要在使用的燃料的质量上、城市功能区划、交通道路的规划设计上、交通系统的优化上以及交通者行为引导上。再如，在建筑上不仅使用建筑涂料、油漆要环保，生产厂家也应加强产品密封各环节都加强严格控制。事实上，控制PM2.5 就是要打一场全民攻坚战。科学看待电力与PM2.5 的关系电力行业与PM2.5 休戚相关。首先，电力行业是减少PM2.5污染的重要行业。随着电力工业的不断发展，电力对改善环境质量的贡献越来越大，电力工业的科学发展将是解决PM2.5的强大物质基础和技术手段。电力行业对环境质量的贡献主要体现在三个方面，一是将低效率、高排放、高污染的直接燃烧煤炭的方式，转换为清洁的电能加以利用；二是提高可再生能源发电的比例，减少煤炭的使用；三是通过电气化水平的提高，促进全社会综合控制污染水平的提高。如当电动汽车在城市得到更大应用时，城市环境质量将发生质的改善。其次，电力行业是产生PM2.5的重要行业之一，但影响在不断减小。我国一次能源以煤炭为主，燃煤电厂是排放SO2、NOX、烟尘的重要部门，随着煤炭转换为电力比重的不断提高，大部分燃煤排放将更多转变为电力排放。目前，电力SO2排放占全国SO2排放总量的比例为42.4%，NOX排放约占三分之一强，但从文献来看，火电排放已不是影响城市环境质量和产生霾的主要原因，这得益于电力工业的结构、布局调整以及污染治理等综合措施。电力工业的污染控制在改革开放，尤其是“十一五”以来取得巨大成就。从烟尘控制看，新建电除尘器的效率一般高于99.5%，在“十一五”期间，在年均火电装机增长13.8%的情况下，烟尘排放由20多年来的年排放350万吨左右快速下降到160万吨，每千瓦时烟尘排放由1.8克下降到0.5克，根据欧盟委员会大型火力发电厂污染物控制最佳可行技术参考文件以及近年来国内学者对电厂细颗粒物排放特性进行实测分析，电除尘器和布袋除尘器对细颗粒捕集效率都能达到95%以上，加上湿法脱硫装置的除尘效果，对PM2.5的平均综合去除率可达97%以上。再从电力行业SO2、NOX治理来看，与2005年相比，2010年电力二氧化硫排放量下降374万吨（全国下降364万吨），火电单位千瓦时二氧化硫排放由2005年的6.4克下降到2.7克，好于美国2009年每千瓦时3.4克的水平。2010年全国电力NOx排放量约950万吨，相比2005年增加排放210万吨，但火电单位千瓦时NOx排放由3.62克下降至2.78克，减少0.82克。烟尘、SO2、NOx三项污染物合计年减少排放了360多万吨，且由于燃煤电厂布局也发生了重大变化，除供热电厂外，新建燃煤电厂已不在城市建设，原有的老厂通过“以新带老”、“上大压小”、“替代供热小锅炉”等措施，对于减少PM2.5的直接和间接影响发挥了重要作用。反观其他行业和社会的污染物排放量不降反升，尤其是汽车排放量大增，这也与我国霾天气的增多关系密切。从目前的环境形势尤其是PM2.5的问题可以看出，控制其他行业（如机动车行业）的污染排放才是改善环境质量，降低PM2.5影响的关