四川省工业企业热污染防治现状与对策分析

龙 泉，刘 勇

（四川省生态环境科学研究院，四川 成都 610041）

0 引言

能源利用过程中，通常有很大一部分没有得到有效利用，而是以废热的形式释放到了环境中，这些未得到有效利用的废热所造成的环境热化即为热污染。当前，随着能源消费量的不断增加，热污染问题也日趋严重，但由于热污染的隐蔽性，人们对热污染的研究还较少，尚未被人们普遍重视。

1 热污染的危害

1.1 热污染对水体的危害

火力发电厂、核电站、钢铁厂等的循环冷却系统排除的热水以及石油、化工、铸造、造纸等工业排放出的主要废水中均含有大量废热，排入地表面水体后，导致水温升高，以致水中溶解氧含量降低，水体处于缺氧状态的同时又因水生生物代谢率增高而需要更多的氧，造成一些水生生物在热力作用下发育受阻或死亡，从而影响环境和生态平衡。

1.2 热污染对大气的危害

大气中的含热量增加，还可影响到地球上天气气候的变化。按照大气热力学原理，现代社会生活中的气体能量都可转化为热能，使地表面反射太阳热能的反射率增高，吸收太阳辐射热减少，促使地表面上升的气流相应减弱，阻碍水汽的凝结和云雨的形成，导致局部地区干旱少雨，影响农作物生长。

地球大气中的二氧化碳不断增加，气候变暖，导致海水热膨胀和极地冰川融化，海平面上升，加快生物物种灭绝。一些沿海地区及城市将被海水淹没，桑田变成沧海，一些本来十分炎热的城市，将变得更热。

1.3 热污染对人类的危害

热污染全面降低了人体机理的正常免疫功能，与此同时治病病毒或细菌对抗生素的耐药性缺越来越强，从而加剧各种新、老传染病大流行。热污染使温度上升，为苍蝇、蚊子等其他传染病昆虫以及病原体微生物等提供了最佳的滋生繁衍和传播条件，形成一种新的“互感连锁反应”，导致一些传染病的扩大流行和反复流行。特别是以蚊子为传播媒介的传染病，目前已呈现急剧增长的趋势。

此外，热污染导致的气温升高，使得电器不断向城市大气中排放热量，导致城市的气温更高。有研究表明，夏季城市热岛强度每增加1℃，办公建筑空调能耗平均增加17.5%。

2 四川省工业企业热污染现状

四川省工业企业热污染现状评估依据2018—2020年环境统计数据，选取纳入环境统计的工业企业作为评估背景。由于环境统计数据未对热污染的全部因子进行统计，故本次评估仅选取能够反应热污染现状的因子进行不完全评估。主要评估指标为二氧化碳（根据化石能源消费情况计算）、二氧化硫、氮氧化物及主要行业废水产排情况等。

2.1 化石能源消费及二氧化碳排放情况

2018—2020 年，四川省工业企业化石能源消费量如图1 所示。2018 年化石能源消费结构为煤炭78.13%、燃料油0.33%、焦炭17.28%、天然气4.26%；2019 年为煤炭76.47%、燃料油0.32%、焦炭16.12%、天然气7.09%；2020 年为煤炭65.17%、燃料油0.26%、焦炭13.08%、天然气21.49%。可以看出，煤炭是全省工业企业消费最多的化石能源，天然气作为一种清洁能源，其消费量增长显著，其余类型化石能源的消费量变化幅度较小。

图1 2018—2020 年四川省工业企业化石能源消费量分布

综合各行业化石能源消费量，2018—2020 年四川省工业企业化石能源消费主要集中在黑色金属冶炼和压延加工业、非金属矿物制品业、电力、热力生产和供应业、石油、煤炭及其他燃料加工业、化学原料和化学制品制造业，其占比分别为85.14%、83.88%、89.52%。

参考《综合能耗计算通则》（GB/T 2589—2008），2018—2020 年四川省工业企业化石能源消费二氧化碳排放量分别为20375.49 万t、24707.59 万t、42253.84 万t，2020 年由于天然气消费量剧增，导致化石能源消费二氧化碳排放量增长了71.02%。

2.2 其他大气污染物排放情况

2018—2020 年，四川省纳入环境统计的工业数量分别为7866 家、10139 家、9707 家，其二氧化硫、氮氧化物及烟（粉）尘的排放量如图2 所示。可以看出，2018—2019 年四川省工业企业数量虽增长了28.90%，但其二氧化硫、氮氧化物的排放量分别下降了1.61%、1.31%，烟（粉）尘的排放量增长了0.09%；2019—2020 年四川省工业企业数量减少了4.26%，二氧化硫、氮氧化物、烟（粉）尘的排放量分别下降了29.02%、24.72%、50.03%。

图2 2018—2020 年四川省工业企业其他大气污染物排放量分布

2018 年，四川省重点调查的涉气企业共6842 家，有4400 家企业安装了废气治理设施14449 套，企业废气治理设施安装率64.89%。废气治理设施中脱硫设施占比12.69%，脱硝设施占比3.76%，除尘设施占比38.72%，脱VOCs 设施占比44.83%。

2019 年，四川全省重点调查的涉气企业共8764家，有5982 家企业安装了废气治理设施20093 套，企业废气治理设施安装率68.26%。废气治理设施中脱硫设施占比11.07%，脱硝设施占比3.69%，除尘设施占比37.37%，脱VOCs 设施占比47.87%。

2020 年，四川全省重点调查的涉气企业共8817家，有6453 家企业安装了废气治理设施15736 套，企业废气治理设施安装率73.19%。废气治理设施中脱硫设施占比13.21%，脱硝设施占比5.01%，除尘设施占比47.96%，脱VOCs 设施占比33.83%。

可以看出，四川全省涉气企业废气治理设施安装率呈逐年上升的趋势，但废气治理设施主要集中于脱VOCs 及除尘，其次是脱硫和脱硝，对环境热污染贡献最大的污染因子二氧化碳却未纳入治理。

2.3 主要行业废水产排情况

由于四川省环境统计数据未对企业生产过程中与热污染直接相关的水蒸气、冷却水两种因子进行统计，本次评估选取取水量排名前10 的行业中，生产过程中产生大量冷却水的非金属矿物制品业、黑色金属冶炼和压延加工业、电力、热力生产和供应业、有色金属冶炼和压延加工业、石油、煤炭及其他燃料加工业5 大行业进行分析。

根据表1 中5 大行业废水处理排放情况，2018—2020 年非金属矿物制品业、黑色金属冶炼和压延加工业、石油、煤炭及其他燃料加工业的废水回用率较高，且相对稳定，特别是黑色金属冶炼和压延加工业，其废水处理后回用率达98%以上；而电力、热力生产和供应业和有色金属冶炼和压延加工业废水回用率低，其中电力、热力生产和供应业2020 年废水处理后回用率仅55.52%，有色金属冶炼和压延加工业回用率不足50%。

表1 2018—2020 年5 大行业工业废水处理及排放量统计

2.4 工业余热总体产排量估算

参考《2022—2026 年中国余热回收利用行业竞争格局及发展趋势预测报告》中的相关参数，对四川省工业企业化石能源消耗所排放的余热进行评估，其中工业余热按工业能耗发热量的50%计，可回收利用的余热资源按余热总资源的60%计，全省工业余热利用率按30%计。根据《综合能耗计算通则》（GB/T 2589—2020），2018—2020 年四川省工业企业化石能源消费工业余热产排情况如表2 所示。

表2 2018—2020 年四川省工业企业余热产排量统计 单位：万亿kJ

2018—2020 年四川省工业企业化石能源消费产生工业余热共2888.77 万亿kJ，排放的可回收利用余热高达866.62 万亿kJ，约合2957.08 万t 标准煤的热值。

3 结论与建议

（1）四川省工业企业热污染因子排放主要集中在黑色金属冶炼和压延加工业、非金属矿物制品业、电力、热力生产和供应业、石油、煤炭及其他燃料加工业、化学原料和化学制品制造业。

（2）煤炭是四川省工业企业消费最多的化石能源，占比73%以上，天然气作为一种清洁能源，其总体占比仍不足11%，因此需进一步优化能源结构，构建清洁的能源体系。

（3）四川全省工业企业大气污染物排放量总体呈下降趋势，涉气企业废气治理设施配套率逐年上升，但废气治理设施类型分布不均，应继续加强工业企业脱硫、脱硝设施配套建设。

（4）实施重点行业企业的清洁生产改造，加大电力、热力生产和供应业、有色金属冶炼和压延加工业、石油、煤炭及其他燃料加工业等高耗水行业企业废水的处理回用，对高耗水行业中超过四川省用水定额的企业，可考虑采取暂停其新增取水许可审批的措施督促企业加强废水的处理回用。

（5）人类的生活离不开热能，热污染的防治应是如何在利用热能的同时减少热污染，以及对余热的资源化利用。因此，可考虑一定的奖励措施，鼓励企业结合其所处环境和工艺流程，新建余热回收利用设备，如余热锅炉、空气预热器、窑炉蓄热室、低温汽轮机等。