上海和北京能源消耗和污染情况对比

上海能源使用状况、污染情况以及解决对策,小组成员：谈晟荟、陈双、高可欣朱敏、陈啸,CONTENTS,目录,1,1.1煤炭,1.2石油,1.3天然气,1.4电力,从消费特征看，上海煤炭利用呈现出以下三个特点:,钢铁行业煤炭消费用途多、结构复杂但总量基本稳定。,011年上海煤炭消费总量达到6141.95万的历史高位，成为上海煤炭消费的饱和点，2012年上海煤炭消费迅速回落至5703.22万。上海煤炭的用途一般分为发电、供热、炼焦、直接燃烧、制气和工业原料等六类。2012年上海发电、供热、炼焦、制气、直接燃烧和工业原料依次占全市煤炭消费总量的59.6、5.7、17.3、0.2、14.5和2.8。,重点用煤企业是消费主体。目前，上海煤炭消费集中于发电、钢铁和化工行业。,用煤快速向先进燃煤发电机组集中。至2012年，上海高效燃煤机组（超临界、超超临界）的用煤量增加至1875.9万，占电力企业用煤量的51.43，占全市用煤总量的32%。,上海成品油消费按耗油部门分类，2012年交通部门油品消费量最大，达2007.8万标油，占60.9；其次为工业和建筑业，消费1092.0万标油，占33.1；商业和农业消费油品较少，分别占比5.6和0.4。交通部门耗油可进一步分解为陆路交通、水运及航运，其中陆路交通及水运耗油约占交通部门成品油消费量的80。2012年，上海陆路交通占交通用油的47.9，水运占交通用油的31.6，航运占交通用油的20.5。可见，陆路交通是上海交通部门的主要耗油方式。,财务与融资,上海成品油消费量从2000年的1121.4万增加到2012的3297.9万，年均增长率超过。按照上海能源统计年鉴的产业分类方法，2012年第三产业在上海油品消费中的占比最高，为1803.0万标油，占54.7；第二产业次之，为1173.8万标油，占35.6；居民生活占8.7；农业耗油最少，占比不足。,自1999年月起，东海平湖天然气开始向上海供气，上海天然气发展实现了零的突破。上海天然气消费量从2000年的不足亿，增加至2012年的65亿，年均增幅超过30。随着天然气发电和大工业用气的增加，上海用气结构从单一的城市燃气模式向多元化、均衡化模式转变。城市燃气用气占总用气量的比例由2012年的100降至2012年的42.2，而电厂用气则从无到有逐步提高至25.7，大工业用气比例增加至27，人工煤气用气近几年则下降至4.2。,随着上海经济的发展，全社会用电量继续增加。2012年上海全社会用电量达到1353亿，“十五”期间年均增长10.47，高出“九五”期间年均增长率3.47个百分点；“十一五”期间年均增长7.05，较“十五”期间的年均增长率低3.42个百分点。2012年上海发电结构如图所示，由图可知，区外来电占比为28.4，市内发电占比为71.6，其中燃气占比，燃煤占比63.4，其它占比2.2。在市内发电中，随着近年来对天然气使用的进一步增加，天然气发电量呈现大幅度增长，但整体占比依旧比较小，燃煤发电量依然占市内发电的近。,上海/北京平均（每天）各种能源消耗量对比,数据来源：上海/北京政府统计公报,上海/北京平均每人（年）生活能源消费对比,数据来源：上海/北京政府统计公报,2,2.1大气污染,2.2水污染,2.3土壤污染,大气污染检测,最常用的检测指标是空气污染指数（API），该指数是通过PM10、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）等三项污染物进行综合评价。但是随着污染越来越严重，API已经不能很好的发挥其作为空气污染的监测指标了。随后空气质量指标（AQI）应运而生，AQI不仅与PM10、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）等三项主要污染物相关，而且还与PM2.5、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）等污染物相关。因此，AQI能够更加准确、真实的反映出当前空气的污染状况。AQI共分六级，从一级优，二级良，三级轻度污染，四级中度污染，直至五级重度污染，六级严重污染。空气污染指数划分为050、51100、101150、151200、201300和大于300六档。,图2.12000-2014年APIAQI指数柱状图,20002014年间上海地区的空气污染状况，其中在20002012年间采用API统计，在20132014年采用AQI统计。,2013年和2014年上海地区各首要污染物出现日数,20132014年上海地区PM2.5（a）、PM10（b）、NO2（c）、03（d）浓度距平周变化不同地区存在差异，就现有研究来看，北京、上海、成都，周末效应明显。,周末效应,霾与pm2.5的关系,2014年上海地区霾日数、IAQI（pm2.5）100日数及IAQI（pm2.5）100时霾日数的月分布,可能机制探讨,2014年上海地区2.5污染的天气类型及影响频率,研究表明，地面天气形势对空气污染影响较大，地面风向和风速等气象条件对上海地区空气污染物扩散具有决定性的作用。2014年造成上海地区P2.5污染的主要天气类型为高压中的影响频率总和达46.5，可见影响上海地区空气质量的天气系统以高压系统为主。,气压场的划分方法,选用逐日08时地面天气图，依据天气学原理，及地面天气图上高、低压系统的配置和上海在气压场中所处的相对位置，将地面形势场分为以下11种：高压前、高压控制、副高控制、L型高压、高压后、高压底、低压槽、冷锋过境、东路冷空气、台风、均压场。,各天气系统在四季的分布百分比,本文统计了2.5的IAQI达污染等级时的天气类型，并统计了各天气类型对上海地区的影响频率，同时按照春季（月）、夏季（月）、秋季（月）和冬季（月和月）统计四季不同天气类型出现的频率，并分析其造成上海地区空气污染的频率。春季影响上海地区的主要天气系统为高压系统，影响频率超过50；夏季主要为高压中心和鞍型场造成2.5污染；秋季对上海地区影响最大的天气类型为高压楔型；冬季则为高压中心型和冷锋过境型对2.5污染影响较大。总体来看，春季和冬季造成上海地区2.5污染的天气类型较多，而夏季和秋季2.5污染的天气类型则相对单一。,以上海为例,AQI共分六级，从一级优，二级良，三级轻度污染，四级中度污染，直至五级重度污染，六级严重污染。空气污染指数划分为050、51100、101150、151200、201300和大于300，六档。AQI是空气质量指数（AirQualityIndex）的简称，是定量描述空气质量状况的无量纲指数。其数值越大、级别和类别越高、表征颜色越深，说明空气污染状况越严重，对人体的健康危害也就越大。针对单项污染物还规定了空气质量分指数。AQI针对单项污染物的还规定了空气质量分指数。参与空气质量评价的主要污染物为细颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳等六项。,01,02,03,04,05,水污染,从城市人类发展指数来看，前五名是广州、北京、南京、沈阳、深圳，上海为第六名，西宁为最后一名。,从生态投入指数排名来看，青岛、石家庄、合肥、长春、郑州为前五名，北京处于第10名，上海第23名，银川为最后一名。,土地资源消耗最多的五个城市是乌鲁木齐、南京、深圳、广州和厦门。其中深圳的土地利用强度高达50%，人均建筑面积为132.2平米。而国际上土地利用强度的警戒水平为30%。,水资源消耗指标最高的五个城市分别是银川、上海、南京、深圳和广州。水污染最严重的五个城市为南宁、银川、西宁、兰州、南京和大连。一线城市中水污染最严重的两个城市是上海和广州，分别排名第六、七名。,空气污染排放量最小的前五名分别是海口、深圳、长沙、厦门和成都。排名最后的是银川。,联合国开发署发布了2016年中国城市可持续发展报告：衡量生态投入与人类发展，公布了一套针对中国城市在可持续发展方面的评估系统，衡量每个城市在收入、健康、教育、环境污染、资源消耗等方面的表现。所选取的35个城市为中国的省会城市及直辖市。,长江口水源地分布示意,近10年来，长江口沿程水质监测数据显示，上海长江口水质主要指标为类，主要的超标因子是氨氮和总磷。受黄浦江汇入及沿岸污染物输入影响，长江口水质在吴淞口及以下断面明显恶化，氨氮和总磷浓度上升明显，至朝阳农场后，各项指标浓度基本下降至上游徐六泾断面浓度水平。入境污染物仍然是长江口污染物的主要来源，但其他陆源污染物也不容忽视。在长江径流相对较小的月份，长江口内的表层总氮和氨氮分布受黄浦江、排海支流以及排海污水厂影响较大。,氨氮指标超过类水质标准水域分布模拟图,取水口布设分区,土壤重金属含量与复合污染指数空间分布,01Optionhere,02Optionhere,土壤Cr的分布则表现为岛状区域分布，总体上看高值区都位于城郊接合部(闵行区)，以此为中心向四周辐射状递减这种岛状分布特征与处于城郊接合部的闵行区工业分布有关，密集分布的工业企业废弃物的排放，可能是造成Cr含量较高的主要原因。,研究区域内Cu的空间分布特征呈条带状，由北向南递减，徐汇区和闵行区北部出现较高的峰值区，奉贤区表现为低值区，土壤Cu含量总体表现为由中心城区向郊区递减的梯度变化。,研究区域内Cu的空间分布特征呈条带状，由北向南递减，徐汇区和闵行区北部出现较高的峰值区，奉贤区表现为低值区，土壤Cu含量总体表现为由中心城区向郊区递减的梯度变化。,土壤Mn的分布也表现为岛状分布，高值区位于城郊接合部，土壤Mn的背景含量比较高，从其空间变异结构来看，主要是受结构性因素的影响，如土壤母质、地形等因素。,03Optionhere,04Optionhere,土壤Pb、Zn的空间分布体现出条带状分布和岛状分布相结合的特点，总体上由徐汇、闵行到奉贤其含量递减，体现出城郊乡的梯度差异，反映了城市化对土壤重金属含量分布的影响但在城郊结合部，闵行区出现了部分高值区，呈现岛状分布，峰值区主要位于闵行区北部、徐汇区以及闵行区中南部这种分布与闵行闵北工业区和莘庄工业园区的分布以及交通密度、城市化过程有关。,1,3.1大气污染解决对策,3.2水资源保护,为了让人民群众切身感受到空气质量明显改善，上海已制定上海市清洁空气行动计划（2013-2017），立足当前、谋划长远，突出重点、协同控制，源头预防、强化治理，政府主导、全民参与，下更大决心，采取更有效措施，大幅度削减污染物排放，尽快减少霾污染天数，降低高污染日主要污染物浓度，分阶段改善空气质量，并逐步实现空气质量全面达标，让人民群众呼吸上清洁空气。,所采取的主要环保措施包括：提高工业污染物排放标准；提高工业污染防治水平；加大移动源污染治理力度；深化拓展扬尘污染控制；减少农业源污染排放；加大社会生活领域大气环境治理力度。,以上海为例,常规水资源利用,提高水资源利用率,调整用水结构,利用经济手段,再生水利用,海水利用是上海非常规源利用的主要形式，也符合上海濒江临海、电厂布局调整的实际状况，2015年上海全市火电工业取用海水16.13亿m3用于电厂水直流冷却。,沿海电厂海水利用,由于城市特点和水资源条件，上海历来没有建设规模化的再生水厂网，且大规模新建相关基础设施也不符合上海城市发展实际，上海市再生水利用主要根据国家相关要求并结合地区和城市实际开展，以探索鼓励和示范为主，包括工