污染减排的协同效应评价研究*——以攀枝花市为例

李丽平周国梅季浩宇

(1.环境保护部环境与经济政策研究中心，北京 100029;2.攀枝花市环境监测站，四川 攀枝花 617000)

污染减排的协同效应评价研究*
——以攀枝花市为例

李丽平1周国梅1季浩宇2

(1.环境保护部环境与经济政策研究中心，北京 100029;2.攀枝花市环境监测站，四川 攀枝花 617000)

从来源和产生机理上看，传统污染物控制措施会对温室气体减排产生一定的协同效应。量度污染减排的协同效应对成本有效地实现减排目标以及传统污染物和全球温室气体减排“双赢”具有重要意义。本研究以总量减排的“工程减排”、“结构减排”和“管理减排”三种手段为出发点，根据污染减排项目种类和不同脱硫工艺，开发了分类式污染减排的协同效应评价方法。并据此，以攀枝花市为案例，对其“十一五”29项总量减排措施进行了定量评价。研究表明，总量减排措施对减缓全球温室气体排放既有正效益，也有负效应，还有0的情况存在，不同减排技术和措施产生不同的协同效应，但总体上有显著的正协同效益。

污染减排;协同效应;评价

2009年11月，中国公布了2020年控制温室气体排放的行动目标，即单位GDP二氧化碳排放将比2005年下降40%－45%，并将其作为约束性指标，纳入国民经济和社会发展中长期规划。这也就意味着，中国将对传统污染物和温室气体同时进行控制，减排成本将会相应增加。但另一方面，从来源和产生机理看，传统污染物控制措施会对温室气体减排产生一定的协同效应。因此，开展污染减排的协同效应评价研究对成本有效地实现减排目标以及传统污染物和全球温室气体减排的“双赢”具有重要意义。

“协同效应”一词最先出现在政府间气候变化专业委员会(IPCC)于2001年发布的第三次评估报告，指“因各种理由而实施相关政策的同时获得的收益”。很显然，IPCC报告中提出的协同效应定义比较宽泛，因此，不同国家、机构对此有不同理解。本研究认为:环境保护与气候变化关系中所讨论的“协同效应”包括两方面内容:一方面，在控制温室气体排放的过程中同时减少其他局域污染物排放(如二氧化硫等)的效应;另一方面，在控制局域污染物的排放及生态建设过程中减少或者吸收二氧化碳等温室气体的效应。但本文仅考虑第二个方面的内涵。

1 协同效应评价理论与方法

本研究开发了“拉网式”和分类式污染减排的协同效应评价方法。

1.1 目的

开发污染减排的协同效应评价方法基本目的是:定量评价某时期内某区域实施污染减排措施同时对减缓温室气体排放的贡献。

1.2 思路

污染减排的协同效应评价方法的基本思路是:首先明确给定区域污染减排的对象主体和具体措施，然后，将污染物减排措施按污染减排的“工程减排”、“管理减排”和“结构调整”三类进行分类，依据中国《主要污染物总量减排核算细则》(以下简称“细则”)对二氧化硫和COD的核算方法，对每一项污染减排措施通过二氧化硫和COD的减排量来定量计算其相应温室气体的减排量。根据污染减排项目种类和不同脱硫工艺，采用不同类别的协同效应评价方法，但是对于同类或类似的项目，则尽量归类采用相同或类似的计算方法，以减少方法上的差异而有利于在不同地区应用。本项目第一阶段开发的评价方法仅涉及通过大气污染治理中二氧化硫削减来计算相应二氧化碳的削减量，不涉及COD减排措施，也不涉及甲烷等其他温室气体。

1.3 计算方法

根据“细则”，核算期新增SO2削减量等于工程措施减排量加上管理措施减排量和结构措施减排量，基于同样思路，协同效应二氧化碳总减排量等于工程措施减排量加上管理措施减排量和结构措施减排量。

1.3.1 工程减排

根据“细则”，工程减排措施减排量是现役燃煤机组脱硫工程新增削减量与黑色冶炼行业烧结机等烟气脱硫工程新增削减量、工业燃煤锅(窑)炉烟气脱硫工程新增削减量、有色金属行业各种冶炼炉烟气脱硫(回收)工程新增削减量、炼焦行业焦炉煤气等清洁燃料部分或全部替代原有燃煤(油)设施而新增的削减量、石化行业脱硫及硫磺回收工程新增削减量、其他脱硫工程新增削减量之和。用公式可以表示为:

再以现役燃煤机组脱硫工程新增削减量为例，现役燃煤机组脱硫工程新增削减量等于核算期新投运现役机组脱硫设施新增削减量与上年现役机组脱硫设施投运而在核算期满负荷运行情况新增削减量、脱硫设施已运行满一年的机组而在核算期发电量稳定增加而形成的新增削减量、已运行满一年的脱硫设施改造扩容或提高效率在核算期形成的新增削减量以及现役机组气体燃料替代煤炭在核算期新增削减量之和。用公式可以表示为:

那么，核算期新投运现役机组脱硫设施新增削减量R电新为:

式中，Mi为核算期新投运第i个现役机组脱硫设施通过168小时移交后第二个月算起的煤炭消耗量，万吨;η为综合脱硫效率，%;S为煤炭平均硫份，%;n为新增现役发电机组建成并投运脱硫设施个数。

对于治理工程新增SO2削减量，是指老污染源采取的具有连续长期稳定减排SO2效果的烟气治理工程。由于是对已经产生的烟气进行治理，不会使燃料使用量减少，所以对于主要因为燃料使用量减少而产生的二氧化碳减排影响不大;但治理措施本身对二氧化碳的产生量可能有影响，例如:对于采用碳酸钙(CaCO3)作为脱硫添加剂的脱硫项目，根据下面的脱硫反应公式，CO2排放量反而增加。

因CO2和SO2分子量之比是44:64，所以每实现1吨SO2削减量时CO2排放量将为0.6875(=44/64)吨。

对于使用氨水(NH4OH)作为脱硫添加剂的脱硫项目，因溶解二氧化硫产生SO2削减量，也能因溶解CO2而产生CO2削减量。

二氧化硫气体和二氧化碳气体的水(20℃)溶度的容量比是39:0.88，换算成质量比则为64×39:44×0.88= 2496:39，因此按氨水处理法每达成1t二氧化硫削减量时二氧化碳削减量为0.0156(=39/2496)t。

1.3.2 结构减排

与工程减排类似，结构减排可用关停小煤电机组新增削减量、小机组与大机组电量交易新增削减量、关停有烧结机的小钢铁新增削减量、同步关停涉水行业燃煤锅炉新增削减量以及关停其他落后产能新增削减量之和。公式如下:

以关停小火电机组为例，“细则”中单台小火电机组关停全年新增二氧化硫削减量核算公式:

式中:G当年、G上年分别为关停机组核算期当年和上年的燃料消耗量，万t。

对于火力电厂，“细则”公式中当年机组二氧化硫排放量公式为:

式中:S为当年的煤炭平均硫份;1.6为煤炭硫份转化为SO2的系数。同理上年机组二氧化硫排放量公式为:

因此，当机组关停，G当年=0，R结电=E上年=G上年×S×1.6

实施该结构调整措施达到二氧化碳减排效果的思路，可采用上述公式，将煤中S的含量置换成C的含量，即「结构调整」措施二氧化碳减排效果的核算公式为:

式中:G为机组关停前燃料煤消耗量;C为煤炭平均碳份;44/12为C和CO2质量比;0.8为煤炭中碳份转化为CO2的比例系数。

1.3.3 管理减排

根据“细则”，管理新增二氧化硫削减量主要考虑循环流化床锅炉内脱硫设施在线监测确认的新增削减量等。二氧化硫减排量用管理减排前后污染物排放系数的差异计算。例:

R(SO2)=［SO2－EF(减排前)－SO2－EF(减排后)］×P(t－产量/年)

同样，使用二氧化碳排放系数代替上式中二氧化硫排放系数可以得到实施管理减排措施的二氧化碳减排量:

R(CO2)=［CO2－EF(减排前)－CO2－EF(减排后)］×P(t－产量/年)

8. 未骋培风，俄惊溘露，顿此奇策，归乎□墓，福善罔征，昊穹难诉，一丧文律，长隳武库。(《王景之及妻崔氏墓志》)[8]

2 攀枝花市污染减排协同效应的实证研究

2.1 攀枝花市污染减排总体情况

攀枝花市是四川省辖市，以钢铁工业为支柱产业，其他主要产业包括能源、钒钛、电冶化工等。与其他大多数资源型重工业城市类似，攀枝花环保历史欠账较多、结构性污染严重。为解决这些问题，《“十一五”期间四川省主要污染物排放总量控制计划》规定到2010年底，攀枝花市二氧化硫排放总量控制在8.1万t以内等目标。

为实现上述目标，攀枝花市采取了一系列重要措施，包括制定减排实施方案和行动计划，如《攀枝花市主要污染物总量减排实施方案》、攀枝花市2008和2009年《主要污染物总量减排行动计划》，另外，将主要污染物总量控制指标进一步分解，落实到企业，市政府与各县区、各主要企业签订《攀枝花市“十一五”主要污染物控制责任书》等。

2.2 攀枝花市污染减排的协同效应评价

根据以上评价方法，攀枝花案例具体评价对象为《攀枝花市主要污染物总量减排实施方案》中所确定的削减二氧化硫的29项总量减排措施。由于攀枝花总量减排中不涉及管理减排，因此，本示范项目只限于对结构调整减排措施和工程治理项目减排措施所产生的二氧化碳减排效果进行评价。评价的时间范围为“十一五”期间的减排量。为力求结果准确，本项目所采用的源数据和系数等都尽可能采用实测数据。例如，对于不同煤的含碳量，不同项目中有0.8、0.7、0.5等的区别，而非采用单一默认值。

2.2.1 结构减排

具体评价过程以四川华电攀枝花发电公司关闭1号50MW发电机组时的二氧化硫减排量，按下列公式计算。

式中，R(SO2)为关闭发电机组的二氧化硫减排量，t; M为发电煤耗，11.14万t;S为燃煤平均硫份，0.72%。

同样，由于二氧化硫和二氧化碳都产生于煤炭等燃料燃烧，因此，二氧化碳减排量可按下列公式计算:

式中，E(CO2)为关闭发电机组的二氧化碳减排量，吨;C为燃煤平均碳份，50%;44/12为C和CO2的质量比;0.8为煤炭中碳份转化为CO2的比例系数。

2.2.2 工程减排

二氧化硫溶解于氨水生成硫酸铵的反应式如下:

SO2+1/2O2+H2O→H2SO4

H2SO4+2NH4OH→(NH4)2SO4+2H2O

二氧化碳溶解于氨水生成碳酸铵的反应式如下:

CO2+H2O→H2CO3

H2CO3+2NH4OH→(NH4)2CO3+2H2O

另外，二氧化硫气体和二氧化碳气体的水(20℃)溶度的容量比是39:0.882，将其换算成重量比则成为64×39: 44×0.88=2496:39，按氨水处理法每达成1t二氧化硫削减量时二氧化碳削减量为0.0156(=39/2496)t。

攀枝花圣达焦化有限公司实施烟气脱硫工程产生的二氧化硫削减量R(SO2)，采用实施脱硫工程前的二氧化硫排放速率、脱硫工程后的二氧化硫排放速率、焦炉生产时间得出下式:

式中，V上年为脱硫工程实施前的二氧化硫排放速率，3.83 kg/h;V当年为脱硫工程实施后的二氧化硫排放速率，1.61 kg/h;T为焦炉的生产时间，8，760 h。

二氧化碳削减量R(CO2)，采用实施烟气脱硫工程的二氧化硫削减量R(SO2)和二氧化碳气体:二氧化硫气体的溶解度重量比(39/2496)得出下式:

总体评价结果如表1所示。

3 结论和建议

3.1 结论

结论一:攀枝花市“十一五”总量减排措施对减缓温室气体排放有显著协同效应，不容忽视。实施关闭四川华电攀枝花发电公司1号机组等减排措施可以削减二氧化硫5.58万t，能够实现其“十一五”期间“二氧化硫排放总量控制在8.1万t以内，净削减3.37万t”的总量控制目标，同时，能够减排二氧化碳210.4万t，协同效应系数为37.7。

结论二:攀枝花市实现“十一五”总量减排目标采取不同类型措施对减缓全球温室气体排放产生不同的协同效应，既可能有正的协同效应，也可能有负的协同效应和协同效应为0的情况存在。正协同效应主要来自结构减排，二氧化碳减排的协同效应为210.6万t。负协同效应产生于工程减排，二氧化碳减排的协同效应为－0.2万t。主要原因是这些项目使用了石灰石脱硫等工艺和技术，在削减二氧化硫的同时产生了相应的二氧化碳，比例为削减1摩尔的二氧化硫产生1摩尔的二氧化碳。没有明显协同效应的项目也为工程减排项目，原因是这些项目使用了离子液吸收和Ca(OH)2吸收工艺，它们在削减二氧化硫的同时不会产生相应的二氧化碳等温室气体。但是，如果

考虑用电则可能是负效应，不过，负效应很小。

表1 《攀枝花市主要污染物总量减排实施方案》的协同效应评价结果

结论三:从行业看，攀枝花市实现“十一五”总量减排目标协同效应最大的是电力和焦化两个行业，约占协同效应总量的91.5%，主要原因是这两个行业采用的多为关停等结构减排措施。

3.2 建议

(1)进一步完善评价方法，推广对污染减排协同效应的评估。本研究虽对攀枝花市“十一五”总量减排进行了初评估，但评估方法仍待进一步完善，例如，将考虑对象从单纯考虑大气扩展到大气、水和固废等的综合考量;将单纯计算二氧化碳推广到考虑其他几种温室气体。考虑制定协同效应评估指南，将协同效应定量评估进一步扩展到其他城市或地区。

(2)加强我国污染减排对全球温室气体减排的协同效应宣传。中国在气候变化宣传中一般只运用节能对减缓温室气体排放贡献的数据，包括《中国气候变化国家方案》，由于缺乏相关研究，污染减排对减缓气候变化所做贡献鲜被提及。加强污染减排对减缓气候变化所做贡献不仅能宣传中国在气候变化方面所做的努力，同时也可以宣传中国污染减排和环境保护工作。因此，建议加大污染减排和协同效应方面的宣传，具体可考虑将此项目成果在气候变化大会边会上发布。

(3)加紧开展后京都时代的环境政策体系研究，制定协同控制政策。将传统污染物和温室气体都纳入国民经济和社会发展规划，而且都制定约束性目标，就意味着必须改善现有环境政策体系，制定协同控制政策。从技术政策角度考虑，根据攀枝花市“十一五”总量减排的协同效应研究，下一步应该考虑进一步加大结构减排的力度，大力发展协同控制型技术，如在脱硫过程中减少石灰石法脱硫技术，大力发展离子液和氢氧化钙吸收型脱硫技术。从经济政策角度，应该在信贷、税收等方面鼓励和支持协同控制型技术发展，抑制那些异协同控制型技术发展。

(编辑:刘文政)

［1］国家环境保护总局总量控制办公室编.主要污染物总量减排管理实用手册［M］.北京:中国环境科学出版社，2008.

［2］胡涛，田春秀，李丽平.协同效应对中国气候变化的政策影响［J］.环境保护，2004，(9):56－58.

AbstractFrom the source and generation mechanism，the traditional pollution reduction measures have the co-benefits effects on greenhouse gas emissions control.To measure or quantitative analysis the co-benefits of the pollution reduction has great siginificance for cost-effective way to achieve emission reduction targets as well as achiving the“win-win”situation of traditional pollutants and global greenhouse gas emission reduction.In this study，an assessment methodology for co-benefits has been developed.The methodology made"engineering reduction"，"Structural reduction"and"management reduction，"three kinds of means and measures as a starting point，which are also the three measures for traditional pollution control.And the methodology was dividided into several types according to pollution abatement projects and different types of desulfurization technology.According to the methodology，to make Panzhihua City as a case，29 the total emission reduction measures for its“Eleventh Five-year”has been measured.The results have shown that the total emission reduction measures have great co-benefits on reducing global greenhouse gas emissions totally and can not be ignored，specifically，including negative effects，positive effects and no effects.The reason is that different technologies and measures have different effects.

Key wordspollution reduction;co-benefits;assessment

Study of Co-benefits Assessment of Pollution Reduction:A Case Study in Panzhihua

LI Li-ping1ZHOU Guo-mei1JI Hao-yu2
(1.Policy Research Center for Environment and Economy，Ministry of Enviornmental Protection，Beijing 100029，China; 2.Station of Environmental Monitoring in Panzhihua，Panzhihua Sichuan 617000，China)

X192

A

1002－2104(2010)05专－0091－05

2010-06-29

李丽平，主要研究方向为国际环境政策。

*该文为中日合作研究项目部分成果。