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蓝天保卫战:能源行业的下一个挑战在哪里?

北极星电力网新闻中心  来源:能源杂志  作者:Lauri Myllyvirta  2020/3/19 15:03:34  我要投稿  
所属频道: 火力发电   关键词: 火电环保 清洁供热 蓝天保卫战

北极星火力发电网讯:蓝天保卫战似乎取得了阶段性的胜利,但是在雾霾渐渐不再之后,臭氧及二氧化氮的威胁仍在。与此同时,为了保住胜利的果实,清洁能源转型仍然十分必要。

(来源:微信公众号“能源杂志”ID:energymagazine 文:Lauri Myllyvirta)

能源与清洁空气研究中心分析师

自向大气污染宣战以来,中国以全世界最快的速度推进PM2.5空气污染的治理。2019年全国平均PM2.5浓度下降了27%。同时,二氧化硫平均浓度下降了55%。这让蓝天保卫战中提出的2020年治霾目标,即PM2.5浓度水平比2015年下降18%,提前一年达成。

能源领域的减排是大气质量改善的主要贡献者,这得益于2013年后中国的煤炭消耗量逐年下降,以及废气治理技术的升级。随着大型发电厂与工业源头废气排放控制措施落实率达到100%,相对容易实施的减排措施已经采取,2019年清洁能源投资亦已显著降温。

笔者认为,今后能源领域将要面临新的挑战,包括:1.聚焦新污染物,主要是持续恶化的臭氧污染,以及治理进展缓慢的二氧化氮污染;2.保持并加快向清洁能源转型;3.在供暖上,开拓“煤改气”以外的解决方案。

雾霾之外的威胁

与PM2.5和二氧化硫相比,另外两种威胁公众健康的污染物——臭氧及二氧化氮的污染治理进程令人担忧。

2019年,全国夏季臭氧浓度比2015年上升了11%。全国除了四个省,其余各省的臭氧水平都有增长,其中增长最多的是安徽、天津和山西省。二氧化氮平均浓度下降速度缓慢,四年间只下降了9%。

臭氧和二氧化氮会成为中国向大气污染宣战的下一批攻坚目标。加州、伦敦、西德和意大利等发达国家空气污染严重地区均有类似的发展历程。发达国家的氮氧化物排放在1990年代达到顶峰,比二氧化硫排放达峰晚了大概10年。

能源与工业排放是臭氧和二氧化氮污染的主要来源。其中氮氧化物主要来自电厂、工业以及机动车燃烧煤炭、燃油和天然气。

地面臭氧污染来自于氮氧化物与挥发性有机化合物(VOCs)在阳光下的反应。在中国,人为臭氧排放主要来源于工业(平均占31%)、交通(20%)和电厂排放(16%),可以看出,超过三分之二的臭氧污染来源于能源消费和工业排放。

“蓝天保卫战”和其他相关行动方案包含氮氧化物和挥发性有机物污染的防治措施,但缺乏大气臭氧和氮氧化物的污染具体减排目标。制定明确的臭氧与氮氧化物污染减排目标无疑有利于保障公众健康。

氮氧化物污染治理进展缓慢,臭氧污染日益严重,显示了末端治理政策的局限性——这些污染物很难通过过滤的手段来控制。例如,燃煤电厂脱硫率能达到99%以上,但是氮氧化物处理设施脱硝率最高只能到达90%。

能源转型的必要

在2013年大气污染防治攻坚战开始和《大气污染防治行动计划》发布之前,中国的煤炭消费平均每年增长7%,这意味着即使空气污染治理技术实施升级,空气污染也依然会恶化。

从2013年到2018年,煤炭消费减少了3%,而且主要减少的是工业锅炉和居民用煤等这些排放量最高的领域。在这种新趋势下,排放控制技术升级的减排效果不再被煤炭用量的增长抵消,空气质量快速好转。

但由于对建筑材料的需求激增,导致2019年煤炭消耗量有所回升。中国的经济政策从去杠杆化转为刺激内需,新建建筑项目的建筑面积刷新了记录,并刺激钢铁、玻璃和其他建筑材料的需求增长。

我们预测,2019年前11个月中国全年燃煤量同比增长3%,煤炭、钢铁和水泥产量分别增长4.5%、7%和6%。燃油消耗量在前9个月增长6%,而2017年和2018年同期增长率分别只为4%和5%。

能源需求增长的后果体现在空气质量数据上:2019年前11个月,全国PM2.5浓度下降了2.9%,降速同比去年慢了很多;臭氧浓度上升了6%;即使在钢铁厂和发电厂上大量投资实施了NOx排放控制措施,NO2浓度仅维持不变。京津冀及周边地区“2+26”城市,以及长三角这两大重点区域完成了秋冬季大气污染治理目标,在11月和12月维持 PM2.5浓度下降,但第三大重点区域汾渭平原在这两个月份PM2.5浓度都有所上升。

与此同时,2019年非化石能源和电动车投资呈下降趋势。2019年前11个月,新增风力发电装机容量下降4%,新增太阳能发电装机容量下降53%,新增水电装机容量下降53%,新增核电装机容量下降31%。经历前半年的增长后,电动车销量在7月到11月间同比下降了32%。

清洁取暖的挑战

加速清洁能源发电投资将会是保证能源领域对空气污染治理作出大力贡献的关键,充足的清洁发电量能够推进工业和民用煤改电、汽车油改电政策的实施。

京津冀地区工业和民用煤改电是驱动PM2.5和二氧化硫排放减少的主要因素,2019年该地区的农村清洁取暖率达到了43%。

采暖污染和工业锅炉排放减少主要依赖于煤改气政策。但中央开始重新关注能源安全,意味着政府不会鼓励天然气消费大幅增长。

在未来几年为成千上万的家庭提供清洁取暖将会是一个很大的挑战,因为天然气供应受限,而电热取暖对电网和发电系统的要求很高。这包括对地源热泵的高效利用,建筑能源效率的提高,在发电量较高时优先输送或使用风电和太阳能电的智能电网和智能取暖系统。

建筑能源效率是一个重要的投资契机,相关工程可以吸纳当地劳动力,刺激农村经济总需求,减少对当地补贴燃料的需求。

没有多少人会相信,以高度依赖煤炭和超大排放量而闻名于世的中国能源领域,能在过去几年的时间里对空气污染治理作出如此巨大的贡献。而清洁能源转型正是这场空气污染战中的获胜关键。

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