中国北方地区农村家庭清洁取暖政策的汞减排效益评估

方 培,张 伟,宋玲玲,徐 曾,吴兆明,雷至宇,胡桐嘉,李明洋,陈 龙**,李佳硕

中国北方地区农村家庭清洁取暖政策的汞减排效益评估

方 培1,张 伟2,3,宋玲玲4,徐 曾5,吴兆明1,雷至宇1,胡桐嘉1,李明洋1,陈 龙5**,李佳硕6*

(1.山东大学澳国立联合理学院,山东 威海 264209；2.生态环境部环境规划院,国家环境保护环境规划与政策模拟重点实验室,北京 100012；3.生态环境部环境规划院,京津冀区域生态环境研究中心,北京 100012；4.生态环境部环境规划院,环境保护投资绩效管理中心,北京 100012；5.华东师范大学地理科学学院,上海 200241；6.山东大学蓝绿发展研究院,山东 威海 264209)

为评估北方地区农村家庭清洁取暖政策的汞减排效益,本文综合运用大气污染物排放清单编制方法和GEOS-Chem大气化学传输模型,编制了中国北方重点地区农村家庭清洁取暖汞减排清单,并分析因政策而产生的大气汞沉降削减效益.结果表明:“十三五”期间,重点地区共计替代民用散煤59.65Í106t,其中,Hg0、HgII和HgP三种不同汞形态的减排量依次为8.64,1.79和0.11t,由此避免10.54t(不确定性区间:-9.65%～6.94%)大气汞排放.“煤改气”,“煤改电”和“其他改造方式”等不同方式的汞减排贡献率依次为51.20%、38.02%和10.78%.同时,清洁取暖政策使重点地区避免了0.49t大气汞沉降.研究还发现,清洁取暖政策的外溢效应使非重点地区削减了0.66t汞沉降.据此,本文提出清洁取暖政策的优化策略,以期为促进农村地区能源转型和汞减排治理工作提供参考.

清洁取暖政策；农村家庭；民用散煤替代；汞减排；大气汞传输扩散

汞作为一种不可被降解且具有长期毒性作用的物质,在社会环境-经济循环系统中具有不可忽视的影响[1-4].相关研究已指出,汞暴露对于人体神经系统、呼吸系统和消化系统等的日常生理代谢过程均有不同程度的损害作用,如造成胎儿的神经系统发育失常、肺功能损伤和胃肠道功能紊乱等疾病[3,5-10].联合国环境规划署(UNEP)发布的2018年全球汞评估报告中曾明确指出了固定源燃煤活动占全球大气汞排放估计量的21%[5],是造成汞排放的最主要贡献源之一[7,11-12].因此,《水俣公约》中针对包括燃煤电厂在内的系列汞及其化合物大气排放点源提出了管控要求.而常见于中国北方农村地区炊事和取暖活动的散煤[13-15]却不被包括在内.然而,由于散煤燃烧效率低、煤质较差[13-17],以及相应燃烧设备缺乏末端排放处理设施[18-19],民用部门散煤燃烧供暖排放相当严重.最近一项研究表明,民用部门单位燃煤消耗产生的细颗粒物(PM2.5)污染导致的过早死亡人数估值约为电力和其他工业部门的40倍左右[20].因此,加快中国民用散煤治理对改善区域空气质量及实现汞风险控制目标意义重大.

近年来,中国政府投入了大量的时间和精力用于推动民用散煤治理[16,21-24],并于2017年先后出台了如《北方地区冬季清洁取暖规划(2017—2021)》[25]和《关于开展中央财政支持北方地区冬季清洁取暖试点工作的通知》[26]等文件,以通过减少民用散煤消费量帮助实现区域大气污染治理和农村家庭清洁能源转型的双重目标[15-16,27].截止2020年底,清洁取暖改造在北京和其他三批试点城市[28]陆续开展,其中,试点城市覆盖了除北京外的其余“2+26”城市及汾渭平原城市等在内的大部分平原地区农村家庭.据统计,“十三五”时期,中央政府共对三批试点城市划拨493亿人民币以支持地方制定清洁取暖规划,取得了一定治理成效[16,23-24].除推动常规污染物减排治理外,重点地区清洁取暖改造也势必削减民用散煤汞排放及其大气沉降风险[2-4,8].

当前,现有研究仍集中关注民用散煤治理对氮氧化物(NO)、二氧化硫(SO2)或PM2.5等常规大气污染物减排控制的环境、经济和健康效益评估[17,23-24,29-32],而民用散煤治理对大气汞减排及传输沉降影响的量化还较为缺乏.近期,中国政府正式向《水俣公约》秘书处提交了第一次(完整版)国家报告,向国际社会报告了中国的履约成果[33].尽管如此,国家报告中尚未关注民用部门散煤替代行动产生的汞减排贡献.因此,有必要评估因供暖方式清洁化改造而产生的散煤替代量及其相应的大气汞减排量,同时评估因汞减排而避免的大气汞传输、扩散与沉降风险.这不仅是履行《水俣公约》中关于控制燃煤过程汞排放的关键内容[12],也是评估人群因避免汞暴露而产生健康效益的重要组成部分[2,8].同时,汞减排清单也为识别不同地区民用散煤替代减汞的驱动因素[34-35]及预测未来不同情景下各地清洁取暖政策的汞排放控制优化路径[36-37]等提供研究基础.

综上,本研究对中国民用散煤治理的汞减排效益开展评估,通过编制2017～2020年民用散煤替代汞减排清单,结合GEOS-Chem大气化学传输模型定量评价北方重点地区农村家庭清洁取暖政策的汞减排效果.基于此,本研究将完善学界关于民用散煤治理行动对大气汞减排效益的认识,为进一步优化民用散煤治理策略以及为更好地履行《水俣公约》提供基础数据和方法支撑.

1 研究方法与数据来源

本文运用了自下而上的大气污染物排放清单编制技术[8,35,38-39],编制了基于中国北方重点地区清洁取暖政策背景下的城市级汞减排清单,并将其作为大气化学模式的输入数据,模拟了2017～2020年期间“2+26”城市(包括北京、天津两个直辖市,河北省石家庄、唐山、保定、廊坊、沧州、衡水、邯郸、邢台市,山西省太原、阳泉、长治、晋城市,山东省济南、淄博、聊城、德州、滨州、济宁、菏泽市,河南省郑州、新乡、鹤壁、安阳、焦作、濮阳、开封市等地级市及部分国家级新区和县级市)和汾渭平原城市(包括陕西省西安、咸阳、渭南、宝鸡、铜川、韩城市和杨凌示范区、西咸新区,山西省晋中、吕梁、运城、临汾市,河南省洛阳、三门峡等地级市、国家级新区和县级市)两个重点地区农村家庭因散煤替代而产生的区域大气汞沉降变化情况.汞减排清单由民用散煤替代活动水平和燃煤汞排放因子两部分组成,具体方法如下:

1.1 民用散煤替代活动水平

对于民用散煤替代活动水平的计算,本文定义式(1)进行估测:

1.2 燃煤汞排放因子

由于大多数的户用燃煤取暖炉具并未配备末端控制设备,且取暖过程不存在煤炭预处理环节.因此,本文参考动态排放因子模型[35-36,38,40]设置,对民用散煤燃烧供暖过程的排放因子作式(2)简化:

式中:EFHg,i为地区民用散煤燃烧过程中的汞排放因子,g/t;C为省消费煤中所含平均汞含量,g/t;为民用燃煤过程的汞释放率,%.结果如表1所示.

表1 各省民用燃煤汞排放因子(g/t)

1.3 民用散煤替代汞减排清单

通过确定政策实施前后不同地区民用散煤燃烧取暖的活动水平变化和对应的燃煤排放因子,即可快速获得对应的大气汞减排量,如式(3)所示:

式中:ΔHg为清洁取暖政策实施前后的大气汞减排量,t/a;ΔA为省市农村家庭实施政策前后的活动水平差值,t/a;EFHg,i为省农村家庭燃煤供暖过程的汞排放因子,g/t.

1.4 大气化学传输模型

使用大气化学传输模型GEOS-Chem,该模型是由哈佛大学大气化学模型组开发的三维大气传输模型,模型主要用于大气化学组分的物理和化学过程模拟,关于模型的详细介绍可参见模型官网(http: //geos-chem.org,v12.5.0).GEOS-Chem模型耦合了二维的海洋和陆地汞模型[41-44],已成功应用于大气汞的模拟.GEOS-Chem模拟的大气汞形态包括Hg0、HgII和HgP.其中,大气中Hg0经卤素自由基(Br×)氧化生成HgII,同时大气云滴中的HgII经光还原又会生成Hg0,HgII也会吸附到气溶胶颗粒物上形成HgP.大气汞可通过植被吸收等干沉降过程和对流降水等湿沉降过程到达地球表层,地表通过海气交换和地气交换过程将汞释放回大气.

GEOS-Chem模型使用的气象场数据选自美国空间宇航局(NASA)全球模型和数据办公室(GMAO)提供的遥感观测数据产品(GEOS-FP).该模型提供了适用于东亚区域大气化学传输模拟的高精度区域模型(60°E～150°E,10°S～55°N),其水平精度为0.5°´0.625°,如图1所示.东亚区域高精度模型也开发了大气汞的模拟,Chen等[2,35,45-46]利用东亚区域汞模型模拟了区域大气汞的排放、扩散、传输和沉降过程,评估了中国人为源大气汞排放的本地沉降和越境传输.该系列研究通过现有文献中具有代表性的东亚观测站的观测值对模型进行验证,获得了良好的模拟效果.本文采用上述系列研究发展的GEOS-Chem东亚区域汞模型来模拟中国北方重点地区清洁取暖政策背景下的大气汞扩散传输.研究首先进行4°´5°的全球模拟,模拟时段为2015～2017年,模拟结果为东亚区域高精度模型提供3h精度的边界条件.然后,研究进行2017年的东亚区域高精度模型的模拟,2016年的最后三个月作为模拟的平衡时间.全球模拟的排放清单采用联合国环境规划署编制的全球排放清单[5],其中中国区域则使用Liu等[47]编制的2017年中国大气汞排放清单进行替代.模型结果以月为单位进行输出,量化了研究区域的大气汞浓度和沉降通量.

图1 GEOS-Chem模型的模拟范围

模型模拟设置两种情景:(1)基准情景,该情景中的中国区域大气汞排放清单采用Liu等[47]编制的大气汞排放清单,包括民用燃煤在内的所有汞排放行业;(2)政策情景,该情景中的中国区域大气汞排放清单除民用燃煤之外的其他行业仍采用Liu等[47]编制的大气汞排放清单,而民用燃煤行业的汞排放执行本文编制的汞减排清单.除中国区域的排放清单进行情景设置之外,模型其余的配置诸如气象场、大气汞化学机制和全球汞排放清单等均保持一致.

1.5 汞减排驱动因素分解分析

清洁取暖政策产生的民用散煤替代汞减排的相关驱动因素分解分析如式(4)所示:

式中:ΔHg,l为地区因清洁取暖改造而产生的大气汞减排总量,t;为不同清洁取暖改造方式,无量纲;IM为地区采用改造方式的单位汞减排强度,单位为t/104t;RCC为地区采用改造方式的户均散煤消费量,单位为t/(户×a);H为地区采用改造方式的家庭户数,户.因此,当时间从0时刻变化至1时刻, ΔΔHg,l的变动可表示为:

基于LMDI法[34-35],上述三个因素对清洁取暖政策产生的大气汞减排影响程度的计算过程如下:

1.6 不确定性分析

使用采样设置次数为10,000次的蒙特卡洛模拟定量分析民用部门汞减排清单的不确定性[8,32,38,48-49].汞排放的不确定性被置于算术平均值±80%范围的置信区间内(10分位数和90分位数之间).在计算过程中,各地消费煤炭中汞的平均含量C和民用散煤燃烧取暖过程的汞释放率是清单不确定性的主要来源.对此,本文通过文献调研获取同类数据组成其不确定性区间,并作为统计分析的依据.

1.7 数据来源

2 结果与讨论

2.1 民用散煤替代汞减排清单及其时空分布特征

“十三五”时期,“2+26”城市和汾渭平原城市共有2119.90万户农村家庭完成改造,59.65´106t散煤被替代.清洁取暖政策帮助北方平原地区农村家庭减少了总计10.54t的汞排放(8.64t Hg0、1.79t HgII和0.11t HgP),约为Wu等[49]估算的2014年中国民用部门燃煤汞排放量的80%,也相当于美国、日本和韩国等国2015年汞排放总量的29.01%, 70.24%和151.65%[5].其中,“2+26”城市在2017～2020年间共完成46.40´106t散煤替代,减少了7.91t汞排放;而汾渭平原城市在2018～2020年间替代散煤13.25Í106t,产生了2.63t汞减排效益.这主要是由汾渭平原城市试点规划时间较晚、改造区域较少和改造任务工作量较轻等造成的.因此,汾渭平原城市的改造完成户数、散煤替代量及汞减排量均少于“2+26”城市.

由表2可知,“十三五”时期北京、天津、河北、河南、山东、山西和陕西七省(直辖市)实际完成改造户数依次为北方地区清洁取暖总改造量的3.26%、4.25%、35.25%、15.37%、14.86%、13.81%和13.20%,对应汞减排量分别为0.47t, 0.30t, 3.53t, 1.91t, 1.33t, 1.24t和1.76t.较Liu等[47]估算的七个省份的民用燃煤部门年均汞排放量结果(8.53t/a)而言,本文核算四年累计汞减排总量约为其年均汞排放量的1.24倍.此外,因清洁取暖改造产生的汞减排效益也因政策规划不同而具有时间关联性.比如,北京和天津两个直辖市均在2020年前基本完成了清洁取暖改造,分别占重点地区汞减排总量的4.46%和2.85%.对于山东省,因其出台《山东省冬季清洁取暖规划(2018—2022年)》[61]等政策文件,已连续四年在农村地区开展清洁取暖改造,累计减汞量占重点地区汞减排总量的12.57%,清洁取暖的汞减排成效显著.

表2 “十三五”时期北方清洁取暖政策下各省及重点地区的汞减排量(t/a)

图2 “十三五”时期重点地区城市尺度汞减排时空分布特征

如图2所示,2017年,北京市、廊坊市和保定市的汞减排量超过了0.20t.随着清洁取暖政策在各地逐步落实,汞减排量超0.20t/a的城市数量逐渐增加,例如:西安市在2018年实现了0.38t的汞减排;渭南、唐山和邯郸在2019年完成了0.31, 0.22和0.20t汞减排;而保定和唐山则为2020年新增汞减排量超0.20t的城市.从四年实施情况看,汞减排量超0.50t的四个城市依次为保定,邯郸,唐山和渭南,四年汞减排量分别为0.68, 0.59, 0.56和0.51t.

另外,“煤改气”、“煤改电”和“其他改造方式”的汞减排贡献率依次为51.20%、38.02%和10.78%.如表3所示,不同地区和不同改造技术路径的汞减排贡献率也存在区别.对“2+26”城市而言,“煤改气”、“煤改电”和“其他改造方式”的汞减排贡献率为57.53%、33.09%和9.38%;而在汾渭平原地区,三种改造技术方式的汞减排贡献率则分别为32.12%、52.86%和15.02%.同时,“其他改造方式”的推行力度也在逐年加大.例如,2018年之后,“其他改造方式”的汞减排量依次占当年汞减排总量的10.15%、15.10%和15.86%,这与地方政府针对地区资源禀赋特征而设计的取暖规划密切相关.整体上看,因非试点地区同样存在清洁取暖改造需求[23-24,28],改造的实际汞减排效益将高于本文估算结果.据不完全统计,“十三五”期间全国民用散煤替代量为59.8´106t/a[62],意味着民用部门每年归因于散煤燃烧替代的汞减排量将近10t.尽管民用散煤并未被纳入《水俣公约》的管控名单中,但考虑到中国每年用于炊事和供暖等活动的散煤消耗量高达1.5´108～1.7´108t[62],若实现完全替代,汞减排量约为本研究结果的2.5～2.9倍,在提升空气质量的同时,也将有效降低区域大气汞污染暴露风险.

表3 各省及重点地区不同清洁取暖改造路径的汞减排贡献率(%)

2.2 清洁取暖政策避免的大气汞沉降

大气汞扩散传输模拟结果表明,北方重点地区农村家庭的清洁取暖政策避免了东亚地区共计2.12t的大气汞沉降.其中,位于中国的大气汞沉降削减量为1.15t;其他国家的陆地汞沉降削减量为0.35t,而剩余29.25%的大气汞沉降削减则发生在东亚海洋区域.基准情景的大气汞沉降与大气汞浓度的空间分布分别如图3-A1和图3-B1所示;而政策情景下的大气汞沉降与大气汞浓度的空间分布则如图3-A2和图3-B2所示.由表4可知,大气汞沉降削减量较高的地区集中于北方重点地区,并向中部和东南部地区扩散,特别是湖北、湖南等中部地区.其中,北方重点地区各城市的大气汞沉降削减量占中国大气汞沉降削减总量的42.36%(0.49t),低于非重点地区的汞沉降削减量总和(0.66t),由此表明,大气汞沉降的削减效益存在广泛的跨区域特性.

表4 清洁取暖政策背景下各省区域大气汞沉降削减量(kg)

注: 因研究的空间栅格大小限制,两个特别行政区(即香港和澳门)的数值合并至广东省统计.

重点地区的七个省(直辖市)中,大气汞沉降削减量最多的省份为河北,为174.71kg;河南和陕西次之,其大气汞沉降削减量分别为141.79kg和128.75kg;而北京的大气汞沉降削减量仅有9.74kg,是北方重点地区中汞沉降削减量最少的省(直辖市).中部地区的湖北、湖南以及西南地区的四川的大气汞沉降削减效益也较为突出,分别为41.88, 35.49和47.16kg.同时,亦有少量大气汞沉降削减发生在非清洁取暖试点区域的其他北方地区.例如,西北地区的宁夏、青海和甘肃的大气汞沉降削减量依次为5.79, 9.17和31.76kg.而东北三省的吉林、辽宁和黑龙江的大气汞沉降削减量则依次为上述三个西北内陆省份的2.01, 1.85和0.58倍.除此之外,内蒙古和新疆的大气汞沉降削减量也相对较多,分别为51.38kg和20.35kg.显然,农村家庭清洁取暖改造项目不仅推动了北方重点地区民用散煤替代汞减排,而且也有效促进其他非重点地区的协同减排[2,8].

此外,如图3-A3与图3-B3所示,大气汞浓度下降地区主要集中于清洁取暖政策所覆盖的“2+26”城市和汾渭平原城市,而非重点地区的大气汞浓度变化并不显著.换言之,在政策影响下,大气汞浓度的总体下降趋势与民用散煤替代高度相关,这意味着政策对改善地区大气汞浓度具有直接驱动作用.

2.3 重点地区清洁取暖汞减排的驱动因素分析

如图4A所示,2017～2020年,“2+26”城市汞减排量增加了5.65t,其主要由改造户数的快速增长所驱动的.地区户均散煤消费量和单位汞减排强度对汞减排量的影响较小,表明地区单位燃煤活动水平处于相对稳定的状态.如图4B所示,对于汾渭平原城市而言,其在2018～2020年内增加了1.79t汞减排量,清洁取暖改造规模的扩大是其实现汞减排量增长的主要原因.LMDI分解分析结果表明,持续扩大农村家庭清洁取暖的覆盖区域,对长期实现区域民用散煤替代和降低燃煤供暖活动产生的大气汞排放等目标具有关键意义.

2.4 不确定性分析

蒙特卡洛模拟结果显示,2017～2020年,清洁取暖改造汞减排量不确定性范围为9.52～11.27t(±80%置信区间).由图5可知,分省分地区汞减排量的不确度区间分别为北京(-12.34%～10.07%),天津(-12.40%～10.24%),河北(-18.04%～15.88%),河南(-20.30%～17.86%),山东(-15.44%～13.12%),山西(-16.08%～13.90%),陕西(-25.30%～23.18%),“2+26”城市(-10.36%～8.04%)和汾渭平原城市(-18.04%～ 15.22%).其中,陕西的汞减排量不确定性区间较大,这是陕西民用散煤中汞含量的不确定性区间较大所导致的.民用散煤燃烧供暖过程的汞释放率是清单不确定性的另一重要来源.已有研究对该值界定处于80.77%～100%区间,且文献统计差异较大,在概率分布类型上呈现明显的Beta分布特征.

在实际燃煤供暖过程中,不同煤炭种类与炉具类型、燃煤温度与方式等因素均会影响汞的释放率[18,32,39].因此,为减少生活源燃煤汞排放研究的不确定性,应对民用燃煤供暖过程的汞释放率进行分煤种、分炉具和分燃烧方式的现场测试[62],并开展更详细的燃煤活动水平统计调查,及时更新民用燃煤排放过程的理化参数和物料信息,以支撑更精细的排放清单编制和更精准的大气化学传输扩散模拟.

图5 各省和重点地区汞减排清单的不确定性

2.5 政策建议

继续推广北方清洁取暖的先进经验,扩大清洁取暖政策的实施范围,并在资金、技术和资源加大投入[30-31],特别是强化部分地区能源基础设施的建设[23],从而规避因供暖设备落后或老化造成的供暖改造“改而不用”等问题.此外,未来国家进展报告中可另增设关于散煤综合治理减汞的相关进展,从而更好地实现中国汞治理目标.

重视并充分挖掘以可再生能源为主的供暖方式在区域清洁取暖改造建设中的潜力,结合区域发展特征和当地资源禀赋特性,开发除“煤改气”和“煤改电”之外的其他可再生能源供暖改造方式,例如,“煤改生物质热”、“煤改地热供暖”、“煤改光伏制暖”等[23,28].同时,2018年北方地区短期“气荒”问题表明,如果没有稳健的天然气输运存储体系,在地方推行单一的“煤改气”供暖改造模式将面临巨大的能源供应短缺风险[63].因此,为防止可能存在的能源供应紧张或替代能源成本过高而导致的散煤复燃问题[28],应建立全新的多能互补的供暖格局,并纳入后续政策规划中.

加快建立大气污染联防联控治理体系,依据取暖改造工程开支和大气污染治理收益综合制定横向生态补偿政策,统筹兼顾地区经济发展水平和财政负担能力,推进建设大气汞减排生态补偿机制,发挥好其在清洁取暖政策系统优化中的重要作用.例如,风电、光电资源丰富的新疆和甘肃等西北地区仍有20%的弃光率和弃电率[64],可在满足自身供暖能源需求的前提下为华北平原和汾渭平原等地区提供额外制热能源[8],以置换清洁取暖政策的跨地区汞沉降削减效益,并可减轻新能源产业消纳压力.

3 结论

3.1 “十三五”时期,北方重点地区的农村家庭共计替代民用散煤59.65´106t,并减少了10.54t(不确定性区间:-9.65%～6.94%)大气汞排放.其中,“煤改气”、“煤改电”和“其他改造方式”的汞减排贡献率分别为51.20%、38.02%和10.78%.

3.2 大气模型结果表明,北方重点地区农村家庭的清洁取暖改造避免了中国共计1.15t的大气汞沉降.其中,北方重点地区的大气汞沉降削减量占全国大气汞沉降削减总量的42.36%(0.49t),其他非重点地区同样因清洁取暖政策的外溢效应而获得0.66t的大气汞沉降削减效益.

3.3 改造户数的增加是汞减排最主要的贡献因素,因此,扩大清洁取暖覆盖范围仍是未来政策重点.

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致谢：本研究得到了华东师范大学公共创新服务平台(001)的计算支持,在此表示感谢.

Benefit assessment of mercury emission reductions under the cleaner heating policy for the rural households in northern China.

FANG Pei1, ZHANG Wei2,3, SONG Ling-ling4, XU Zeng5, WU Zhao-ming1, LEI Zhi-yu1, HU Tong-jia1, LI Ming-yang1, CHEN Long5**, LI Jia-shuo6*

(1.SDU-ANU Joint Science College, Shandong University, Weihai 264209, China；2.State Environmental Protection Key Laboratory of Environmental Planning and Policy Simulation, Chinese Academy of Environmental Planning, Beijing 100012, China；3.Center for Beijing-Tianjin-Hebei Regional Ecology and Environment, Chinese Academy of Environmental Planning, Beijing 100012, China；4.Center for Environmental Protection Investment Performance Management, Chinese Academy of Environmental Planning, Beijing 100012, China；5.School of Geographic Sciences, East China Normal University, Shanghai 200241, China；6.Institute of Blue and Green Development, Shandong University, Weihai 264209, China).2023,43(2)：981～992

To quantify the effects of mercury (Hg) emission reductions from the rural household cleaner heating policy (CHP) in northern China, the air pollutants emission inventory method and the GEOS-Chem model were employed to develop the Hg emission inventory and simulate Hg deposition reduction in the key regions during the 13th Five Year Plan period. Results show that the implementation of the CHP had avoided 59.65million tons of residential coal consumption and 10.54tons (Uncertainty Interval: -9.65%～6.94%) of Hg emissions in the study regions. More specifically, the Hg0, HgⅡand Hgpemission declined 8.64tons, 1.79tons and 0.11tons, respectively. The CHP programs of coal-to-gas, coal-to-electricity, as well as the other heating energy transition technologies contributed 51.20%, 38.02% and 10.78% of the total Hg reduction, and the CHP avoided 0.49tons of Hg deposition in key regions. Meanwhile, CHP’s spillover effect reduced Hg deposition by 0.66tons in the area around the key regions. Optimization strategies were proposed to further reduce Hg emissions and promote rural energy transition in the future.

cleaner heating policy (CHP)；rural households；residential coal substitution；mercury emission reductions；atmospheric mercury transportation and diffusion

TU832;X51

A

1000-6923(2023)02-0981-12

方 培(2000-),男,福建漳州人,山东大学本科生,主要从事区域环境过程与模拟相关研究.

2022-07-12

国家自然科学基金资助项目(72074137,72074155,42077200)

* 责任作者, 教授, lijiashuo@sdu.edu.cn; ** 研究员, chenlong@geo. ecnu.edu.cn