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图7 雾霾天数与煤炭消费量变化趋势
(图7为山东省煤炭消费(黑线)和雾霾天数(蓝线)变化,2013年前后煤炭消费量没有多大变化,但雾霾天数则发生突变。因此,雾霾大暴发不可能是由于煤炭消费量突变引起的。)
2、其他常规变量都没有发生大的变化,即使其对当地PM2.5质量浓度贡献一直很大
散煤燃烧,可能雾霾大暴发之前烧的更多。减少农村散煤采暖、减少产业散煤燃烧等措施,有利于PM2.5质量浓度的下降,但也不是雾霾大暴发的原因。
机动车,就华北平原而言,一直在按照常规增长,其排放不可能引起突变。
建筑工地可能是PM10的主要来源,而不是PM2.5的主要来源。
燃煤发电机组或锅炉数量及其燃烧技术,在2013年前后也没有多大变化,不可能引起突变。
其他变量,如钢铁产量、电解铝产量、建材产量等以及经济产出变量都没有发生大的变化,都是正常范围内的变化。
图8 不同大气污染相关变量的变化率比较
(图8中只有霾和雾霾天数之和发生突变(不包括轻雾天数)。其他经济变量或重点耗能产品产出变量在2013年前后都是常规变化,没有任何突变。如果包括轻雾天数,更是难以置信)
3、华北平原较大城市市区或作为禁煤区的北京,机动车的排放有时可能是主要细颗粒物来源,但燃煤烟气治理产生的一次和二次颗粒物在每次的雾霾暴发前就已经随风迁入,燃煤烟气治理缺陷对其影响也不小
在北京这种周围有很大禁煤区的特殊城市或华北平原较大城市市区,机动车有可能在一定时段成为超细颗粒物的主要来源。
但是,由于北京几个方向的非禁煤区,都有大量的燃煤烟气治理设施,其排放的超细颗粒物能够在大气中长时间累积并随风漂移,足够引起雾霾发生。
雾霾发生前的风向或卫星反演,都能够显示这种超细颗粒物输送。可见,燃煤烟气治理缺陷也照样影响北京,只是程度小一些。北京没有煤炭燃烧,也就没有燃煤烟气治理设施,不会因为烟气治理的缺陷直接加快、加重当地的雾霾。
北京周围有很大的禁煤区,北面也属于山区,其雾霾治理与华北平原其他区域有很大的差别。主要是因为雾霾由燃煤烟气治理缺陷引发,北京作为禁煤区肯定大大好于非禁煤区。过去的奥运蓝、APEC蓝等也说明这个问题。禁煤区离北京越远,效果越好,因为每次雾霾即将暴发前和暴发中的时候,当地产生的致霾污染物对当地雾霾暴发影响很大。
搞清楚哪些因素可能是雾霾大暴发的原因,哪些不是,对于实现精准高效的雾霾治理很关键。
4、煤炭消费总量与PM2.5质量浓度2007年开始脱钩,以此为抓手治霾,并非精准
煤炭作为第一次工业革命蒸汽机和第二次工业革命电力的基础能源,逐渐成为在开发和利用过程中破坏生态环境和危害公众身体健康的代名词。但是,中国煤电作为煤炭消费最大部分,二氧化硫和氮氧化物排放量比其峰值下降90%,烟尘下降幅度也很大,达到国际领先水平。目前,供热、钢铁、焦化等在华北平原等重点区域已经基本实现超低排放。理论上这些区域的主要耗煤领域应该摆脱了污染环境、危害健康的诅咒,但事实并非如此。
2013年中国北方大面积严重雾霾突发,山东省雾霾天数连续两年翻番式上升,北京和济南的PM2.5质量浓度和前三年比没有明显变化。一般认为,PM2.5是雾霾产生的主要原因,但其内涵包括两个部分,一是质量浓度,而是数浓度。
2012年至今,PM2.5质量浓度下降50%。但是,以能见度为特征的霾、雾和轻雾的天数没有下降多少,仍在雾霾大爆发后的高位运行。结合湿法脱硫脱硝后的燃煤烟气治理导致PM2.5质量浓度降低,但PM2.5数浓度几十或上百倍暴升的证据,可以判断是PM2.5的数浓度导致2013年开始的雾霾大爆发,而不是质量浓度。
从煤炭消费量与PM2.5质量浓度的关系看,2001-2006年间二者同步增长,相关性很高。PM2.5质量浓度则是2006年达到峰值,之后逐渐下降。主要是这一段时间煤炭消费量快速增长,但相应的烟气治理技术没有跟上,除尘水平都较低。2007年到2013年,煤炭消费量在增加,并达到峰值,但PM2.5质量浓度不再增长,而是持续下降。2010-2013年,PM2.5质量浓度处于下降中的平台期。2013年之后PM2.5质量浓度则比雾霾大爆发前后的平台期下降50%。华北平原煤炭消费总量2013年之后处于稍微下降趋势;山东省的煤炭消费量还在增长,直到2019年。
2013年雾霾大爆发的原因是CPM排放、过度喷氨、含有水溶性盐的气溶胶和雾滴、湿烟囱排放的过量水汽等非常规污染物导致的PM2.5数浓度的暴升几十甚至到上百倍所导致的。
专家认为,PM2.5数浓度对人体健康和生态的影响更为关键和重要。在特殊的燃煤烟气治理技术和管理措施突变下,PM2.5质量浓度没有多大变化,但数浓度暴升上百倍,从而造成2013年开始的雾霾大爆发。这个暴升是因为湿法脱硫脱硝等技术缺陷、标准缺失和监管缺位等共同造成的烟气治理环节的次生污染或次生灾害,并非是煤炭消费量或PM2.5质量浓度变化所致,这是必须认清的雾霾大爆发的根本原因。否则,治霾很难对症下药。
严格控煤措施形成的煤炭消费总量小幅度下降,能够对PM2.5质量浓度起一点作用,但因为2007年二者就脱钩,所以作用很小;而相对雾霾天数几倍,或PM2.5数浓度几十倍甚至上百倍的变化,煤炭消费总量微小的变化作用不大。类似沈阳2013年雾霾大爆发,煤炭消费量当时已经比2000年前后下降很多。可见,通过控煤来治霾,并非对症下药。针对燃煤烟气治理缺陷造成的次生污染,才是快速、低成本、高效治霾的关键。
本文分四次刊载,第一次刊载为执行摘要和“一、对题目的进一步解读”、“二、2013年中国北方暴发大雾霾并持续至今,是可以确认的事实”两大点,请点击《周勇:雾霾大暴发根本原因是燃煤烟气治理缺陷(一)》阅读;本次刊载为文章的三、四、五大点。(在2021年2月2日召开的中国绿发会第三次大气污染精准治理讨论会上的主题报告)
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