河北省的雾霾治理与能源结构调整研究

温娟，王滢，宋海鸥

（河北环境工程学院，河北秦皇岛066102）

循环经济与可持续发展

河北省的雾霾治理与能源结构调整研究

温娟，王滢，宋海鸥

（河北环境工程学院，河北秦皇岛066102）

利用监测数据，研究了2013—2016年河北省空气质量变化状况，结果表明河北省冬季取暖期大气污染最为严重。河北省采取了燃煤减量化、替代化、清洁化等措施来调整以煤为主的能源结构、对减轻大气污染起到了重要作用。河北省能源结构调整进程中面临替代能源成本高、煤改气气源供应不足、新能源管理机制不顺等一系列问题，进一步提出了加大对替代能源扶持力度、建立长效经济机制、推动科技创新、理顺并网机制等对策和建议。

雾霾治理；能源结构；能源替代；煤炭清洁化

近年来，河北省一直面临着十分严峻的大气污染防控形势，相关部门采取各种措施积极应对雾霾频发的大气污染状况，然而自2016年10月份以来，河北省雾霾天气仍频繁发生，各种应对措施的效果不明显。

12013 —2016年河北省空气质量状况

为了更好地了解河北省的大气污染状况，笔者依据中国环境监测总站发布的每月空气质量状况报告中的空气质量综合指数数据，分析2013年1月至2016年11月近4年的河北省各地级市空气质量状况，变化趋势如图1所示。

图12013 —2016年河北省各市空气质量综合指数变化趋势

由图1可见，河北省各地级市近4年的空气质量变化规律呈现趋势基本一致，从时间上看，大致在每年10月左右空气质量综合指数骤然增高，次年3月左右迅速下降，即每年秋末至次年初春的取暖季节河北省的大气污染最为严重，雾霾频发且持续时间较长。

2 影响河北省空气质量的因素分析

雾霾产生的根本原因是人类的活动，如燃煤、机动车、建筑扬尘等。河北省一次能源以煤炭为主，以燃煤为主的能源结构是其雾霾高发的主要原因[1]。尤其在冬季取暖期，城市集中供热使煤炭消耗量增加，而在未实现集中供热的区域，多燃烧散煤，散煤的直燃直排也是河北省冬春季节雾霾频发的重要原因。

此外，气象因素影响雾霾天气过程中污染物的的集聚、扩散与转移。河北省地处北方，冬季时地面温度较低，大气高层受阳光作用温度升高，形成底层高密度高层低密度的稳定结构，污染物不易扩散。河北省冬春季的降水量较少，降低了雨水对污染物的洗净作用。

3 河北省能源结构现状及调整过程中存在的问题

河北省是用煤大省，图2为河北省2011—2014年的能源消费结构比例。由图可见，河北的能源构成中煤炭消费占比一直接近90%。2015年，河北省煤炭消费量为2.71亿t，占能源消费总量的89.6%，高于全国平均水平近20个百分点。

图22011 —2014年河北省能源消费结构

解决河北能源结构的“一煤独大”问题，主要有三个途径，即分别实现煤炭使用的减量化、替代化和清洁化。

3.1 燃煤的减量和替代

在《河北省大气污染深入治理三年（2015—2017）行动方案》中对能源结构调整提出的目标为：到2017年煤炭消费量比2012年净削减4000万t。河北省燃煤减量后伴随着巨大的能源缺口，需要其他能源形式的补充和替代。目前，河北省能源主要有“煤改电”“煤改气”以及风能、太阳能等可再生能源的替代。在能源替代过程中大多数措施产生了预期的的环境效益，同时也伴随着许多问题亟待解决。

3.1.1 煤改电

“煤改电”是指将发电用煤之外的煤炭消费转换为电力消费，是调整能源结构的重要手段，对于改善河北省的大气环境状况有积极意义。

煤改电需要足够的电力供应来支撑，河北省的电厂以燃煤为主，为了不增加燃煤减量的负担，可以采取引外电入冀的方法。河北省消费的煤炭中有72%来自于其他省份[2]，“变输煤为引电”是将其他地区（如我国西北地区）的由清洁能源发的电通过特高压输电线路输送到河北省，实施跨区送电，可以减轻河北省由于燃煤发电带来的环境污染，缓解雾霾治理的压力。

在河北省煤改电过程中，面临着改电成本高、相关配套设施建设滞后等问题。

3.1.2 煤改气

由于天然气燃烧时几乎不产生烟尘和二氧化硫，实施“煤改气”可以减少污染物排放，在一定程度上改善河北省的大气环境质量，在煤改气进程中，以下问题比较突出：

3.1.2.1 价格高

天然气的价格大大高于煤炭，产生同等热值的天然气价格大约是煤炭价格的3～4倍[3]，巨大的价格差距无疑会阻碍气代煤的过程。

3.1.2.2 天然气气源不足

我国天然气资源匮乏，京津冀地区冬季天然气使用集中且用量大，供需矛盾突出，河北省地区的气源供应经常受到影响，再加上输气管网建设滞后，部分地区管道铺设不到位，气源不能稳定保障，河北省燃煤量削减计划是4 000万t，大约有60亿m3天然气的缺口无法落实[4]。

3.1.2.3 补贴资金缺口较大

“煤改气”工程淘汰燃煤设备造成了大量固定资产投资的浪费，同时，重建燃气电厂也需要大量资金投入，而且燃气过程中会产生大量的氮氧化物，燃气脱氮设施的投资费用和后期运行维护费用都很高，目前河北省的煤改气主要由政府主导，势必加重政府财政负担。

3.1.2.4 减排效果不明显

部分地区实施煤改气后，空气质量改善效果不明显，以北京市为例，实施“煤改气”后北京市的PM2.5和臭氧浓度超标频度峰值均呈现上升趋势[5]。

3.1.3 可再生能源替代

在河北省的可再生能源中，风能、地热能、太阳能、生物质能较为丰富，在燃煤替代过程中起着重要作用，但也存在着不同的问题：（1）风电迅猛发展后大规模风电送出受阻，消纳能力不足，并网滞后，弃风情况时有发生；（2）地热能利用初期投资成本较高，设置地埋管换热器需要占用土地，对地下水资源有一定的扰动与污染风险；（3）太阳能装机规模偏小，商业化运营不成熟，并网机制不畅，存在弃光现象；（4）在河北省的秸秆能源化利用中，用于原料收集劳动力成本较高，造成原料收集难，并且河北省的秸秆随季节性产出，收购时间短，储存周期长，秸秆存储需要占用大量土地；秸秆资源化的产业化程度低，专业化和市场化程度不高。

3.2 煤炭的清洁化利用

煤炭清洁化利用即煤炭开采到利用的全过程中，通过各种措施尽量减少污染物的排放，并且提高其在加工、燃烧、转化及污染控制等方面的利用率。河北省煤炭清洁化利用的方法主要包括对煤炭进行洗选，推广使用型煤以及应用“微煤雾化”、高效煤粉锅炉等技术。

在煤炭清洁化利用进程中，河北省的型煤推广工作进展不顺利。2014年河北省洁净型煤推广工作完成预定任务的25.8%；2015年完成预定任务的29.5%[6]。河北省的型煤推广工作主要依靠行政推动和奖补激励来推动。但补贴后的型煤价格仍然高于散煤的市场价格，在市场上没有竞争力。

此外，民用型煤供应体系尚不健全。民用型煤生产布点较分散，而且目前从事洁净煤生产的多为近几年快速投建成的小型企业，普遍存在设计不合理、设备简陋、工艺落后、质量难保证、工作环境差等问题。

采用高新科技，如“微煤雾化”或高效煤粉锅炉等技术，对传统燃煤锅炉进行改造后，不仅燃料燃烧完全，而且污染物二氧化硫以及烟尘等排放指标可接近或优于天然气洁净燃烧指标。但微煤雾化等技术对所用煤种硫分的要求严格，而且投资和运营成本比较高。

4 对策与建议

在河北省的能源结构调整过程中，主要存在替代能源成本偏高、各种配套制度建设机制不健全、基础设施建设滞后等问题。成本高的问题短期内可以依靠政府补贴来解决，长远考虑则是要建立切实可行有效的经济机制。

4.1 解决清洁能源的高成本问题，加大对清洁能源的的扶持力度

目前，河北省可以替代煤炭的能源成本都比较高，如清洁煤炭的电厂比传统电厂发电的单位成本要高出近40%，天然气、风能和太阳能光伏发电的成本分别为煤炭的1.3倍、1.5倍和2倍[7-8]，型煤的价格也是普通燃煤的2～3倍。高成本制约了清洁能源与煤炭在市场上的竞争力，迫切需要相关部门在资金方面加大对各种清洁能源的扶持力度。

目前来看，凭借河北省一省之力解决能源结构调整问题很难短期见效，京津冀地区大气污染控制的重点和难点都在河北，因此，京津冀乃至中央都需要加大对河北省的扶持力度。从能源供应角度也建议加大对河北地区清洁能源的供应力度。此外，因煤改气受气源不足影响较难解决，建议河北只能适度发展。

4.2 实行税费改革，建立长效经济机制

依靠行政手段——政府补贴的方式推进河北省清洁能源对燃煤的替代，实现煤炭的减量化，只能是短期行为，并不符合市场经济的发展规律。要取得清洁能源的长效发展，只能建立切实可行的经济机制。这些经济手段包括大幅提高煤炭相关税费，如煤炭资源税和排污收费等，同时降低清洁能源的税率。建议通过逐步提高煤炭资源税税率，大幅度提高排污收费标准，给予清洁能源一定的税费优惠等政策，达到抑制煤炭过度消费的目的。

4.3 鼓励技术研发，推动技术进步与优化

以科技创新和技术进步推进清洁能源对煤炭资源的替代。生产企业通过技术改造提高能源利用效率和降低成本。三河电厂1号燃煤机组经过环保改造，实现“近零排放”，大气污染物排放达到并优于燃气发电机组大气污染物排放限值[9]。发达国家的煤炭消耗中有80%以上转换为电力，河北省的燃煤量虽高，但用于电力的燃煤比例仅为1/3[10]，所以提高河北省的电煤在煤炭消费中的比例有较大的发展空间。

鼓励研发低成本替代燃煤技术。鼓励可再生能源开发技术创新，突破太阳能、风能和生物质能等清洁能源的技术开发瓶颈。

4.4 理顺机制，严格煤炭质量管理，提高广大民众的环保意识

河北省可再生能源中的风能、太阳能和生物质能存在的问题主要是机制不顺，建议理顺机制，将其作为燃煤替代化的发展重点。加强煤炭市场准入管理，禁止不符合标准的劣质煤炭进入市场；制定有关政策，鼓励洁净煤销售、使用；强化各环节监管；提高政策法规的执行力度。加大宣传，提高全省人民的节能环保意识。积极倡导传统用能理念的改变，全社会形成节约、绿色、低碳、环保的生活方式和消费模式。

能源结构调整不是一夕之功，它的背后是能源的生产、消费、技术以及体制的深刻变革。河北省需要尽快解决能源结构调整中存在的问题，加快能源结构调整步伐，推进雾霾治理进程。

[1]张明华，谢文勇，唐晓青，等.河北省大气污染状况分析及对策研究[J].中国环境管理干部学院学报，2015，25（1）：47-50.

[2]王恺强，马寅秋.还京津冀碧水蓝天——民革中央探索通过能源结构调整促产业转型升级减生态环境压力的途径[N].团结报，2016-04-07（1）.

[3]李振宇，黄格省，黄晟.推动我国能源消费革命的途径分析[J].化工进展，2016，35（1）：1-9.

[4]郭晋晖.民建中央提案：治霾先提高河北燃煤质量[N].第一财经日报，2014-02-26（A03）.

[5]聂海亮，宋立丽，麦方代，等.对北京市空气重污染防治与应对的建议[J].区域供热，2016（4）：119-124.

[6]夏宏.河北省民用洁净型煤市场现状研究[J].煤炭经济研究，2016，36（6）：46-49.

[7]郑易.“煤改气”的两难选择[N].沧州日报，2013-12-10（5）.

[8]韩建国.能源结构调整“软着陆”的路径探析——发展煤炭清洁利用、破解能源困局、践行能源革命[J].管理世界，2016（2）：3-7.

[9]关欣，聂海亮，宋立丽等.北京市治理雾霾能源结构调整措施探讨[J].区域供热，2016（1）：23-27，53.

[10]蓝颖春.为首都治霾分忧？承接高污染企业造就河北“环首都雾霾圈”[J].地球，2015（2）：28-29.

（编辑：程俊）

A Study of Hebei Province's Haze Governance and Energy Structure Ad justment

Wen Juan,Wang Ying,Song Haiou
（HebeiUniversity of Environmental Engineering,Qinhuangdao Hebei 066102,China）

The air quality of Hebei Province in 2013-2016 wasstudied by themonitoring data.The results showed that the airwas pollutedmostseriously duringwinter.In recentyears,in order to control the air pollution,Hebei Province adjusted the coal-based energy structure through themeasure of reduction,replacement,and cleansing of coal using.The article also pointed out the challenges during the energy structure adjustment process,such as the high cost of alternative energy,the lack ofnaturalgas,the imperfectof new energymanagementmechanism,and pointed out themeasuresof increasing support for alternative energy,establishment of long-term economic mechanism,the promotion of technological innovation and straightening the Grid-connectedmechanism.

haze control,energy structure,energy substitute,coal cleaning

X513

A

1008-813X（2017）02-0048-04

10.13358 /j.issn.1008-813x.2017.02.13

2017-02-06

2015年河北科技厅项目《“十三五”期间我省环境承载力与经济发展研究》（15454220）；中国环境管理干部学院科研项目《一体化背景下加快京津冀‘治霾’进程的对策研究》（ZRZC201605）；2017年河北省高等学校科学技术研究指导项目《河北省秋冬季雾霾频发的原因探析和对策研究》（Z2017039）

温娟（1979-），女，河北昌黎人，毕业于华北电力大学环境工程专业，硕士，讲师，主要从事环境污染治理方面的研究工作。