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能源革命 去霧散霾

2013-10-31 08:24:07 浙江日報   作者: 葉瑞克  

2013年開始,“霧霾”一詞頻繁出現在公眾視野。我國140多萬平方公里的地區遭遇霧霾肆虐,8億以上人口受到侵擾。霧霾污染的范圍之廣、時間之長、影響之大,引起了公眾的擔憂和學界的關注。

罪魁禍首:

PM2.5

霧霾早已有之。近日發布的《氣候變化綠皮書:應對氣候變化報告(2013)》指出,1961年至2012年,中國中東部地區(東經100度以東)平均年霧霾日數總體呈增加趨勢,年代際變化特征明顯,20世紀80年代前,年霧霾日數呈增加趨勢,80年代和90年代,年霧霾日數呈現減少趨勢。21世紀以來,年霧霾日數又呈增加趨勢,其中珠三角地區和長三角地區增加最快,廣東深圳和江蘇南京平均每年增加4.1天和3.9天。中東部大部地區年霧霾日數為25天至100天,局部地區超過100天。

綠皮書同時指出,我國霧霾天氣呈霾增霧減趨勢明顯,中國中東部地區連續3天以上霾過程站次數在20世紀雖然略有增加,但總體變化不大,但進入21世紀后,連續霾過程站次數增加顯著。連續5天的霾過程由291.8站次增加到881.1站次,連續6天的霾過程由200.3站次增加到628.2次,分別是20世紀平均值的3.0倍和3.1倍。

霧霾天氣主要包括霧和霾兩種天氣現象,夜間及清晨空氣濕度較大時,空氣中的水珠或冰晶在天空形成霧,白天氣溫上升時各種固體粒子融入空氣中形成了霾。

不管是“霧”還是“霾”都與人類活動有關的氣溶膠粒子脫不了干系,人為排放的大氣氣溶膠顯著增加導致了我國近年來中東部地區的霾問題日益嚴重,而PM2.5就是其中重要的一種氣溶膠粒子。

所謂PM2.5,是指大氣中直徑小于等于2.5微米的顆粒物,也稱為可入肺顆粒物。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分,但它對空氣質量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比,PM2.5粒徑小,富含大量的有毒、有害物質,且細顆粒物能飄到較遠的地方,在大氣中的停留時間長、影響范圍大,并且直徑越小,進入呼吸道的部位越深,因此顆粒越小對人體健康的危害越大。

有研究表明,PM2.5 與人體惡性腫瘤、心臟病以及腦血管這三類死亡率極高的疾病也有著密切關系。中國工程院院士鐘南山直言:“霧霾比非典更可怕。非典人們可以隔離,可以有各種辦法,但是大氣的污染、室內的污染是任何人都跑不掉的。”

始作俑者:

不清潔的用能方式

中國科學院“大氣灰霾追因與控制”專題研究的成果顯示,2013年1月份京津冀共發生5次強霾污染過程。機動車為城市PM2.5的最大來源,約為四分之一。其次為燃煤和外來輸送,各占五分之一。油氣揮發和局地烹飪排放近年來有快速上升趨勢,應加緊控制,工業和地面揚塵應進一步改善。環境保護部副部長吳曉青曾表示,持續大范圍霧霾天氣和空氣質量下降是自然因素和人為活動共同作用的結果,除了地理環境、氣候特點等自然因素外,普遍認為,霧霾的主要原因還是地區污染的日益嚴重,包括汽車尾氣、煤炭燃燒、工業污染物、建筑工地揚塵等。

以北京市為例,在影響北京市PM2.5的各種因素中,能源使用因素約占四成,其中來自機動車的燃油排放占22.2%,來自燃煤使用的排放占16.7%,工業污染約占16.3%。此外,據環境部門監測,由燃煤帶來的二氧化硫、氮氧化物和粉塵等污染物的排放分別占全市總排放的95%、25%和15%。能源特別是煤炭、石油等化石能源的使用,是影響北京市空氣質量和PM2.5污染的重要因素。不清潔能源及其用能方式已經成為霧霾天氣形成的重要原因之一。

化石燃料尤其是煤炭的燃燒與運輸是粉塵等大氣污染物的重要來源。一方面,我國是以煤為主的能源消耗結構,除去鋼鐵煤炭,還有水泥、造紙等行業,化石能源占中國整體能源結構90%以上。浙江省在嘉興、湖州、溫州、金華等地仍然分布著十余家火力發電廠,煤電占到了全省電力裝機容量的60%左右,根據《浙江省“十二五”及中長期電力發展規劃》,到2013年仍將占到40%左右。高耗低效燃燒煤炭向空氣中排放出大量二氧化硫、二氧化碳和煙塵,造成以煤煙型為主的大氣污染。

另一方面,由于我國76%的煤炭資源主要賦存在華北、西北地區,能源基地與能源負荷中心的距離在1000公里到3000公里,“北煤南運”、“西煤東運”成為一種常態,2012年,僅浙江省就調入煤炭1.4億噸。煤炭運輸及其基礎設施建設不僅帶來了能源消耗,還帶來了煤場揚塵、運煤車撒煤撒灰等環境污染問題,2012年1至7月,全國鐵路煤炭發送量約13億噸,若以0.5%揚塵損失計算,向大氣中排放的煤塵就達650多萬噸之多。

以汽柴油等石油制品為直接動力來源的汽車是城市有毒顆粒物的重要來源。柴油車是顆粒物排放的“重犯”,而汽油車排放的氮氧化物遇上霧也很容易轉化為二次顆粒污染物,加重霧霾。汽車尾氣中包含一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、鉛等重金屬、懸浮顆粒物等多種有害物質,每輛汽車都是流動的污染源。

截至2012年底,全國機動車保有量已達2.4億輛,年增長1510萬輛。截至今年3月,杭州主城區的機動車保有量已經突破100萬輛,平均每3人就有一輛,人均機動車保有量已經超過北京,居全國第一。由于機動車數量的猛增,交通擁堵也愈演愈烈,而擁堵時汽車尾氣排放濃度比平時要高5倍左右。

撥霾見日:

用能方式的革命

中央氣象臺首席預報員馬學款認為,通過人工降雨、消霧或刮大風來消除污染“既不經濟也不現實”,根據已有的科技水平,人工降雨消霧都只能在局部很小范圍內進行,并且時間短暫,效果也不明顯。因此,要治理霧霾必須從減少大氣中的細顆粒物的產生著手,轉變發展方式、調整能源結構、改進用能方式已經成為降低PM2.5的戰略選擇。

首先,應大力發展清潔能源。避免霧霾天氣的治本之策,就是要使用清潔能源代替傳統能源,加快發展核能、太陽能、風能、海洋能等清潔能源和可再生能源,開展煤炭消費總量控制試點,降低對化石能源的依賴,從源頭上減少污染排放。國家“十二五”規劃中已明確提出,到2015年,我國一次性能源消費總量控制在40億噸標準煤,能耗強度下降16%,非化石能源占一次性能源消費比重為11.4%。2013年全國能源工作會議也指出,大力發展清潔能源將成為未來我國能源工作的重點。

其次,由輸送煤炭等一次性能源為主向輸送電力等二次性能源為主轉變。從煤炭利用方式看,通過建設坑口熱電聯產電站能夠減少煤炭運輸。研究表明,坑口每建100萬千瓦燃煤機組,每年就可減少200萬至250萬噸的煤炭消耗和運輸,在將清潔電能輸送給用戶的同時也能保證礦區不受污染,有利于礦區經濟建設和區域發展。與此同時,通過發電技術改進,提高能效,減少煤炭等化石能源的使用;通過發展潔凈煤技術,減少能源基地的環境污染;通過上大壓小,集中控制,用規模化來降低污染治理的成本。從輸電方式看,嚴峻的外部形勢和能源資源稟賦決定了我國中東部省份需要更加有效利用“電從遠方來”,通過大力發展特高壓輸電,促進西部省份能源基地集約高效開發和電力大規模輸送,全面提高能源開發利用的效率和效益,同時也減少中東部地區的火力裝機容量,減少帶來的污染。

最后,發展綠色交通,控制機動車尾氣污染成為當務之急。除了提高汽車燃油清潔能力、發展公共交通外,大力推廣新能源汽車是實現城市交通清潔低碳變革的戰略選擇。發展電動汽車是當務之急,因為電動汽車具有高能源轉化和使用效率,比傳統汽車的能源效率要高出4至5倍。同時,大量電動汽車的電池可以成為天然的分布式儲能單元,純電動汽車具有更大儲能空間,緩解電網高峰用電壓力—“削峰平谷”的能力也更強。據中國工程院院士楊裕生估算,中國的谷電就可供給1000萬輛轎車和100萬輛公交車充電,可替代20萬噸石油。如果電動汽車大規模普及,真正做到“以電代油”,那么人類的用能方式和能源結構將發生重大調整,霧霾天氣或將不治而愈。

(葉瑞克為浙江省未來研究會常務理事、副秘書長,浙江工業大學綠色低碳發展研究中心副主任)




責任編輯: 曹吉生

標簽:能源革命