雾霾治理与能源结构调整

牛禄青

英国文豪、《雾都孤儿》的作者狄更斯曾在他的另外一部小说《荒凉山庄》中写过这么一段话：到处是雾。雾笼罩着河的上游，在绿色的小岛和草地之间飘荡；雾笼罩着河的下游，在鳞次栉比的船只之间，在这个大而脏的都市河边的污秽之间滚动，滚得它自己也变脏了。

狄更斯生活在19世纪的英国，那时候还没有“雾霾”这个词。如果狄更斯看到现在的北京，他一定会在“雾”后面加上“霾”，并且惊讶于北京与伦敦之间的相似。

自去年入冬以来，雾霾频频在北京、天津、河北、河南、山东、山西、东北等长江以北地区肆虐。最严重时，十面霾伏，窗外什么也看不见，红绿灯都看不清，多地空气污染指数爆表，多条高速公路遭封路或限流，首都机场大面积航班取消。

根据中国气象局发布的《2016年中国气候公报》，尽管2016年雾和霾过程总次数少于2015年，但也先后出现了8次大范围、持续性中到重度霾天气过程。其风云三号气象卫星监测显示，2017年1月2日我国中东部霾区面积超过70万平方公里。2017年1月3日，中央气象台发布大雾红色预警，这是自我国2014年大雾预警标准修订后，中央气象台首次发布大雾红色预警，同时继续发布霾橙色预警。

世界卫生组织之前发布的报告显示，从2005年到2010年，全球因空气污染的死亡率上升了4%，其中中国上升了5%。2010年，北京、上海、广州、西安四城市因PM2.5污染造成7770人早死。

空气污染不仅侵蚀着人们的生命健康，也消耗着辛苦积累的物质财富。据经合组织（OECD）研究，仅2010年，空气污染给中国和印度造成的经济损失就分别高达1.4万亿和0.5万亿美元。

为了与雾霾抗争，有人用着昂贵的空气净化器，但你不可能永远待在家里；可能戴着高科技过滤口罩，但你也会面临吸入氧气不足和细菌侵袭的风险；可能到空气清新的海南购房逃避雾霾，但高昂的费用和旅途的奔波也不见得有多划算。上述这些被动的抗争是微不足道的，而且还有点掩耳盗铃的感觉，根本不可能解决雾霾，只有全社会以壮士断腕的精神和釜底抽薪的决心，从根源上主动来科学治理雾霾，才有可能让霾远离我们。

霾从何来？

雾霾是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。高密度人口的经济及社会活动必然会排放大量细颗粒物（PM 2.5），一旦排放超过大气循环能力和承载度，细颗粒物浓度将持续积聚，此时如果受静稳天气等影响，极易出现大范围的雾霾。PM2.5（空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物）被认为是造成雾霾天气的“元凶”。

多方数据表明，华北等地PM2.5与化石能源燃烧有很大关系。2016年7月8日，环保部环境规划院发布2015年度全国PM2.5跨省输送矩阵。2015年，北京PM2.5来源中，本地污染排放贡献66%，其中，河北输送占18%，天津、山东输送分别占4%。这个数据残酷地告诉我们，即使河北完全不向北京输送污染物，按照平均水平，北京的污染物水平也只能减少1/3，本地产生的污染物足以造成严重的雾霾。

2014年4月，北京市环保局局长陈添介绍了北京大气细颗粒物（PM2.5）来源的解析结果。通过模型解析，北京全年PM2.5来源中，区域传输约占28%—36%，本地污染排放占64%—72%。而在本地污染源中，机动车占比高达30%以上。

北京市环保局2017年1月3日介绍，2016年北京空气质量持续改善，PM2.5年均浓度73微克/立方米，同比下降9.9%。PM2.5主要來自于燃煤、机动车等的一次排放和二次转化，空间分布呈现由南向北浓度逐渐降低的梯度特征。

就具体的污染物来源来看，北京市环保监测中心主任张大伟介绍，北京的二氧化硫主要来自于燃煤一次排放，非采暖季燃煤问题已得到较好解决，采暖季燃煤仍为北京二氧化硫的主要来源。北京的主要污染物中，氮氧化物主要来源于机动车等污染排放，二氧化氮成为北京非采暖季大气污染治理的重点。北京二氧化氮空间分布特征为城区和南部地区浓度较高，且交通站二氧化氮浓度明显高于城市环境，平均浓度为城市环境的1.5倍，反映了机动车排放的影响，全年秋冬季平均浓度明显高于春夏季节。

据介绍，随着社会经济的发展，北京的机动车保有量呈逐年增加趋势，机动车污染已成为北京市本地PM2.5的首要来源；其中，挥发性有机物、氮氧化物排放量分别占全市排放总量的38%、50%左右。

北京市环科院副院长潘涛曾表示，北京本地PM2.5主要来源于两类污染物，一个是氮氧化物，另一个是挥发性有机物（PM2.5的前提物）。这两类污染物排放来源占第一位的都是移动源，包括小客车、大货车、渣土车等。

北京市环保局披露的数据显示，机动车、燃煤、工业生产、扬尘成为北京市大气细颗粒物（PM2.5）的主要来源。

欧洲能源管理师、中德可再生能源合作中心执行主任陶光远从2015年开始，参与了河北省提高能效和大气污染治理的中德合作研究。他撰文透露说，河北省现在每年烧3亿多吨煤炭，烧几千万吨汽油和柴油。

众所周知，中国（除了河北）的钢铁产量位居世界第一，而河北省的钢产量位居第二。2016年，河北省生产了2亿多吨钢，2亿吨左右的生铁。河北省约1亿吨左右的煤，用于钢铁厂和炼焦。这就占了河北省燃煤消耗的1/3左右，毫无疑问，是煤耗的第一大户。而钢铁厂烧结机的烟气排放，炼焦的熄焦工艺、炼焦炉炭化室的焦油烟气泄漏、炼焦烟气的排放，是这个领域最大的大气污染源。

其次是工业和供暖的燃煤锅炉，每年要烧几千万吨煤。这个领域的环保改造已经进行了3年多，现在大部分锅炉的烟气排放都经过了污染物减排处理，说通俗一点儿，就是给烟囱戴了口罩，因而污染物排放下降的速度也很快，不过各个锅炉的技术改造水平差异很大，因此各个锅炉之间污染物的排放量差异较大。在这个领域，还有很大的减排潜力。一些中小企业的小锅炉，污染物排放量很大。但是，这些小锅炉的数量特别大，因此环保管理工作特别困难。

河北省燃煤电厂每年的煤耗还略多于工业和供暖燃煤锅炉的煤耗，不过燃煤电厂的锅炉烟气处理最近几年来有了很大的改进。因此，总的污染物排放量反而低于工业和供暖燃煤锅炉的排放。中央政府已经决定燃煤发电厂还要进行超净排放改造。在超净排放改造完成后，河北省燃煤发电厂的污染物排放在全省大气污染物排放总量所占的比例，就微乎其微了。

河北省水泥厂的燃煤烟气排放也是一个污染物排放大户，其排放总量估计不会超过工业和采暖燃煤锅炉。下来就是机动车了。河北省的机动车每年烧几千万吨汽柴油。

陶光远介绍说，原西德的霾是在上世纪90年代初基本得到治理的，那时德国的小汽车采用的还是欧2标准，德国单位国土面积上的小汽车密度比今天的河北要密集。而京津冀地区绝大多数小汽车已经采用欧3、欧4和欧5的标准了，尾气污染物的排放应该比90年代初德国小汽车的尾气污染物排放低得多。

燃油中硫含量过高会使三元催化剂中毒，而所谓的三元催化是降解尾气中的一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）和有机挥发物（VOC）的，现在生产的小汽车都带有尾气三元催化器。因此，降低燃油中的硫含量是机动车尾气治理的前提。不过，中国小汽车的三元催化器是否更换的及时，实际的尾气排放中各种污染物是否在标准的上限之下，很多专家是心存疑虑的。

在机动车污染方面，陶光远指出，大的问题还是出在柴油机动车，特别是柴油大货车上。中国的柴油，过去硫含量是很高的，为800～2000ppm，是小汽车用汽油的80～200倍；加上柴油大货车的单位里程油耗是小汽车的好几倍，因此，其尾气中的二氧化硫排放量自然就是小汽车的几百倍了。只有一些大城市的公交车公司，能够用到硫含量上限为300ppm的所谓清洁柴油。

自2013年中国政府决定大规模治理大气污染以来，中国的炼油产业大规模地建设加氢裂解装置，降低柴油中硫含量。柴油的平均硫含量在不断地下降，不过现在平均下降到什么水平，从公开媒体上，鲜见得到。

最后一个大的污染源是农村、城中村和城乡结合部的家庭小燃煤炉/锅炉的采暖——即所谓的散煤燃烧采暖。陶光远说，尽管这个污染源的煤耗只有全省煤耗的1/10左右，却居然是河北最大的大气环境污染源，而且污染物排放量巨大：一次烟气颗粒物排放量达到几十万吨/年，二氧化硫接近100万吨/年。

以上几个大的污染源，陶光远估计占到了河北省煤耗的大约70%左右，大气污染物的排放量估计占到80%左右。总的来说，京津冀地区的大气污染，主要还是化石能源燃烧惹的祸。

能源结构调整势在必行

全国性的雾霾问题，让大家进一步认识到现有的能源结构调整势在必行。国务院做出加快调整能源结构、实施跨区送电项目、合理控制煤炭消费总量等决定，表明国家把“加快调整能源结构”作为治理雾霾的一个重要举措来推进。

中国水利水电规划设计总院副总工程师易跃春表示，建设特高压输电通道，对长三角、珠三角、京津冀、环渤海等重点地区的雾霾治理，能够起到积极的缓解作用。打个比方，京津冀地区的装机在6000万千瓦左右，通过一回特高压直流或两回特高压交流，可输送电力800万至1000万千瓦，可替代当地装机10%以上，相当于把超过当地10%的能源生产排放物分散到远方更大范围，避免过于集中排放，这对减少当地的雾霾将起到显著效果。

华北电力大学经济与管理学院院长牛东晓认为，要有效治理雾霾，应该增加清洁能源發电占比，减少煤炭的低效直燃，对火电机组进一步“上大压小”，用先进环保高效的大型超临界火电机组替代落后低效发电机组，进一步发展风电、核电、太阳能发电、燃气发电、页岩气发电、煤层气发电等新型能源。

为了有效地调整能源结构，我们要大力发展坚强智能电网，包括多种清洁能源发电与先进环保煤电的联合输送，高电压、远距离、大容量的跨区送电，因地制宜的分布式清洁能源发电以及灵活电价引导下的智能用电，发挥各自所长、互相补充，大力推广新能源汽车、家用电能替代等。

中国环科院副院长柴发合建议，将来要进一步调整能源结构，加大清洁能源供给，优化煤炭使用方式，提高清洁煤技术和燃煤污染防治水平。“开工一批水电、核电项目，增加天然气供应，加快页岩气技术研究和资源开发，因地制宜发展风电、太阳能、生物质能、地热能，推动分布式能源发展。”

中国工业环保促进会会长杨朝飞指出，大气污染源头治理的关键在于技术突破。“当前光伏发电技术飞快发展，世界发电效率最高、连续3年世界前6名都是中国企业，预计2025年太阳能发电成本会低于煤炭。”

在河南省十二届人大七次会议郑州代表团会议上，省人大代表、郑州市长程志明提出，今年治霾注重源头治理，即燃煤、燃油（汽车尾气）等，促进能源使用结构的调整。他举了一个例子，郑州一年煤炭消耗量是2800多万吨。现在，北京年煤炭消耗量已经降低到1000万吨以下，成效很大。

PM2.5在线源解析结果表明，导致郑州市空气污染的主要来源依次是燃煤源（占比25%～37%）、机动车（占比为19%～26%）、工业源（占比9%～11%）、扬尘（占比6%～13%）。

今年两会，河南省政协委员刘红军带来“关于治理大气雾霾，加大对生物柴油推广示范企业支持力度”的建议。

他说，生物柴油是以废弃动植物油脂为主要原料生产的清洁可再生液体燃料，使用后排放的少量二氧化碳与植物光合作用时能被完全吸收，可以减缓温室效应，减少雾霾天气。但是河南目前生物柴油基本上都是直销供应，很难进入中石油、中石化销售渠道。

他建议相关部门加大对生物柴油推广示范企业的支持力度，促进河南生物柴油进入成品油销售体系，实现改善空气环境质量的目的。比如：选好选准生物柴油推广示范企业，对其有针对性地进行一对一扶持；由省能源局牵头，协调中石油、中石化签订收购协议，解决产品销售后顾之忧；打造全省生物柴油应用推广亮点城市，起示范带头作用。

1月5日，在《能源发展“十三五”规划》及《可再生能源发展“十三五”规划》新闻发布会上，国家能源局副局长李仰哲从六个方面点出了《能源发展“十三五”规划》的核心内容：

第一，在能源消费总量和强度方面，规划提出，到2020年把能源消费总量控制在50亿吨标准煤以内；“十三五”能源消费总量年均增长2.5%左右，比“十二五”低1.1个百分点；“十三五”期间单位GDP能耗下降15%以上。

第二，在能源结构调整方面，规划明确，“十三五”时期非化石能源消费比重提高到15%以上，天然气消费比重力争达到10%，煤炭消费比重降低到58%以下。按照规划相关指标推算，非化石能源和天然气消费增量是煤炭增量的3倍多，约占能源消费总体增量的68%以上。清洁低碳能源将是“十三五”期间能源供应增量的主体。

第三，在能源发展布局方面，规划将风电、光伏布局向东中部转移。新增风电装机中，中东部地区约占58%；新增太阳能装机中，中东部地区约占56%，并以分布式开发、就地消纳为主。同时，放缓煤电建设节奏，严格控制煤电规模。

第四，在能源系统效率和发展质量方面，规划提出，一是有效化解过剩产能，更加注重运用安全、环保、技术、质量等标准，淘汰落后产能；二是加快补上能源发展的短板，包括加快抽水蓄能電站、天然气调峰电站建设，加大既有的热电联产机组、煤电机组灵活性改造力度，统筹推进油气管网建设等；三是推进煤电超低排放和节能改造，“十三五”期间要完成煤电机组超低排放改造4.2亿千瓦，节能改造3.4亿千瓦；四是严格控制新投产煤电规模，力争将煤电装机控制在11亿千瓦以内。

第五，在能源安全战略保障方面，规划明确，一是加大新疆、鄂尔多斯盆地等地区的勘探开发力度，加强非常规和海上油气资源开发；二是有序推进煤制油、煤制气示范工程建设，推广生物质液体燃料。在利用国际资源和市场方面，规划提出，抓住“一带一路”建设机遇，推进能源基础设施互联互通，加大技术装备和产能合作。同时，规划还要求，着力推进相关领域石油消费减量替代，大力推广新能源汽车，大力推进港口、机场等交通运输“以电代油”、“以气代油”。

第六，在创新引领方面，规划强调，加快推进关键领域的技术装备研发和示范，推动电网、油气管网等基础设施公平开放接入，有序放开油气勘探开发等竞争性业务。在产业模式创新方面，规划提出，积极推广合同能源管理、综合能源服务等，构建能源生产、输送、使用和储能体系协调发展、集成互补的智慧能源体系。

雾霾治理难点

燃煤排放是华北地区污染的第一大来源。整个华北地区每年要消耗的燃煤是4亿吨，占全国的1/10。环保部的统计数据显示，我国常规煤炭占到能源消费的67%，清洁能源占比只有13%，为发达国家占比的1/3到1/4，这是导致雾霾的根本原因。

曾被称为“雾都”的伦敦，也是在煤炭使用上发力治理，才恢复天清气朗的。美国佐治亚大学历史系副教授麦赫姆指出，伦敦摆脱雾霾的主要手段是禁止家庭和工厂烧煤。为此，它于1956年颁布了《清洁空气法》，自上而下加强监管。此外，当时正值英国传统制造业生产向海外转移，国内开始产业转型，几年时间雾霾状况便减轻，城市的空气质量明显改观。《金融时报》曾引述美国加利福尼亚州空气资源理事会一名前负责人的言论，称这些治理雾霾的经验表明，真正的成功秘诀是“政府选择不需烧煤的经济增长”。

在我国，治理雾霾最大的难点也在于“煤炭”。国内的能源结构以煤炭为主，短期内难以下调煤炭的比重。若改变现有能源结构，就意味着对既有的经济发展模式产生冲击，不仅影响到相关地方的GDP政绩和既得利益，而且操之过急还会影响到就业和社会稳定，实现起来颇为复杂。

中科院院士、国家气象局前局长秦大河分析，国家费了很大劲才将煤炭在能源消耗的占比从70%降到现在的66%，本世纪中叶将降到55%左右。煤是二氧化碳排放的主要来源，煤的问题短时间解决不了，雾霾也难以治好。

大力压减工业燃煤，强化重点污染企业治理和改造，积极采取措施促进煤炭清洁高效利用，同时要整治散煤燃烧，成为大家的共识。除此之外，他认为雾霾的根治需要重大科学技术的突破来助力。尽管在中美两国共同发表的《中美气候变化联合声明》里，中国明确将清洁能源使用率在2030年提高到20%左右。但他认为，这对彻底解决雾霾问题作用甚微。要解决雾霾，必须要降低每一样产品的能源消耗量。单位GDP能源消耗量如果能够降到1/3、1/4，就需要有重大发明。“可惜现在从教育到科学都做得不够，实用技术这部分也不够。”

中国环境保护部总工程师万本太认为，除了能源结构调整这一根本性措施，治理雾霾也应在汽车尾气上发力。

美国洛杉矶也曾受雾霾之困。洛杉矶于1975年通过立法实现了所有汽车都安装尾气净化器，这在治理当地雾霾上是一关键性的技术举措。实践证明，这项举措得到了很好的效果。

万本太具体举例称，基于北大、清华等高校专家们的研究，对于北京来说，汽车排放量是主要的污染物，占一次排放30%左右。为了从源头上控制这类污染，就需要使用清洁能源作为替代。“现在是国家通过各种政策鼓励大家用清洁能源，不是不鼓励。包括车，像北京你要买一辆电动车，国家出钱补助你很多钱的。所以方方面面的政策鼓励你搞清洁能源。”

但目前的困局是，国内“盘子太大”，清洁能源的推广使用难以在朝夕之间完全实现。而且，清洁能源的推广还需要解决投资不足以及技术水平有限两方面的问题。

治理空气污染，各国都经历了一个较为漫长的过程。英国花了50多年，德国花了30多年，日本花了20多年……尽管硬性类比并不科学，但我们可以从这些国家的经验和教训中窥得一二，对自己身处的状况有更清晰的认知。产业转型和能源结构优化之难，也决定了我国雾霾治理不可能毕其功于一役。正因如此，必须标本兼治，久久为功。