李麗平周國梅季浩宇

(1.環(huán)境保護部環(huán)境與經(jīng)濟政策研究中心，北京 100029;2.攀枝花市環(huán)境監(jiān)測站，四川 攀枝花 617000)

污染減排的協(xié)同效應(yīng)評價研究*
——以攀枝花市為例

李麗平1周國梅1季浩宇2

(1.環(huán)境保護部環(huán)境與經(jīng)濟政策研究中心，北京 100029;2.攀枝花市環(huán)境監(jiān)測站，四川 攀枝花 617000)

從來源和產(chǎn)生機理上看，傳統(tǒng)污染物控制措施會對溫室氣體減排產(chǎn)生一定的協(xié)同效應(yīng)。量度污染減排的協(xié)同效應(yīng)對成本有效地實現(xiàn)減排目標以及傳統(tǒng)污染物和全球溫室氣體減排“雙贏”具有重要意義。本研究以總量減排的“工程減排”、“結(jié)構(gòu)減排”和“管理減排”三種手段為出發(fā)點，根據(jù)污染減排項目種類和不同脫硫工藝，開發(fā)了分類式污染減排的協(xié)同效應(yīng)評價方法。并據(jù)此，以攀枝花市為案例，對其“十一五”29項總量減排措施進行了定量評價。研究表明，總量減排措施對減緩全球溫室氣體排放既有正效益，也有負效應(yīng)，還有0的情況存在，不同減排技術(shù)和措施產(chǎn)生不同的協(xié)同效應(yīng)，但總體上有顯著的正協(xié)同效益。

污染減排;協(xié)同效應(yīng);評價

2009年11月，中國公布了2020年控制溫室氣體排放的行動目標，即單位GDP二氧化碳排放將比2005年下降40%－45%，并將其作為約束性指標，納入國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中長期規(guī)劃。這也就意味著，中國將對傳統(tǒng)污染物和溫室氣體同時進行控制，減排成本將會相應(yīng)增加。但另一方面，從來源和產(chǎn)生機理看，傳統(tǒng)污染物控制措施會對溫室氣體減排產(chǎn)生一定的協(xié)同效應(yīng)。因此，開展污染減排的協(xié)同效應(yīng)評價研究對成本有效地實現(xiàn)減排目標以及傳統(tǒng)污染物和全球溫室氣體減排的“雙贏”具有重要意義。

“協(xié)同效應(yīng)”一詞最先出現(xiàn)在政府間氣候變化專業(yè)委員會(IPCC)于2001年發(fā)布的第三次評估報告，指“因各種理由而實施相關(guān)政策的同時獲得的收益”。很顯然，IPCC報告中提出的協(xié)同效應(yīng)定義比較寬泛，因此，不同國家、機構(gòu)對此有不同理解。本研究認為:環(huán)境保護與氣候變化關(guān)系中所討論的“協(xié)同效應(yīng)”包括兩方面內(nèi)容:一方面，在控制溫室氣體排放的過程中同時減少其他局域污染物排放(如二氧化硫等)的效應(yīng);另一方面，在控制局域污染物的排放及生態(tài)建設(shè)過程中減少或者吸收二氧化碳等溫室氣體的效應(yīng)。但本文僅考慮第二個方面的內(nèi)涵。

1 協(xié)同效應(yīng)評價理論與方法

本研究開發(fā)了“拉網(wǎng)式”和分類式污染減排的協(xié)同效應(yīng)評價方法。

1.1 目的

開發(fā)污染減排的協(xié)同效應(yīng)評價方法基本目的是:定量評價某時期內(nèi)某區(qū)域?qū)嵤┪廴緶p排措施同時對減緩溫室氣體排放的貢獻。

1.2 思路

污染減排的協(xié)同效應(yīng)評價方法的基本思路是:首先明確給定區(qū)域污染減排的對象主體和具體措施，然后，將污染物減排措施按污染減排的“工程減排”、“管理減排”和“結(jié)構(gòu)調(diào)整”三類進行分類，依據(jù)中國《主要污染物總量減排核算細則》(以下簡稱“細則”)對二氧化硫和COD的核算方法，對每一項污染減排措施通過二氧化硫和COD的減排量來定量計算其相應(yīng)溫室氣體的減排量。根據(jù)污染減排項目種類和不同脫硫工藝，采用不同類別的協(xié)同效應(yīng)評價方法，但是對于同類或類似的項目，則盡量歸類采用相同或類似的計算方法，以減少方法上的差異而有利于在不同地區(qū)應(yīng)用。本項目第一階段開發(fā)的評價方法僅涉及通過大氣污染治理中二氧化硫削減來計算相應(yīng)二氧化碳的削減量，不涉及COD減排措施，也不涉及甲烷等其他溫室氣體。

1.3 計算方法

根據(jù)“細則”，核算期新增SO2削減量等于工程措施減排量加上管理措施減排量和結(jié)構(gòu)措施減排量，基于同樣思路，協(xié)同效應(yīng)二氧化碳總減排量等于工程措施減排量加上管理措施減排量和結(jié)構(gòu)措施減排量。

1.3.1 工程減排

根據(jù)“細則”，工程減排措施減排量是現(xiàn)役燃煤機組脫硫工程新增削減量與黑色冶煉行業(yè)燒結(jié)機等煙氣脫硫工程新增削減量、工業(yè)燃煤鍋(窯)爐煙氣脫硫工程新增削減量、有色金屬行業(yè)各種冶煉爐煙氣脫硫(回收)工程新增削減量、煉焦行業(yè)焦爐煤氣等清潔燃料部分或全部替代原有燃煤(油)設(shè)施而新增的削減量、石化行業(yè)脫硫及硫磺回收工程新增削減量、其他脫硫工程新增削減量之和。用公式可以表示為:

再以現(xiàn)役燃煤機組脫硫工程新增削減量為例，現(xiàn)役燃煤機組脫硫工程新增削減量等于核算期新投運現(xiàn)役機組脫硫設(shè)施新增削減量與上年現(xiàn)役機組脫硫設(shè)施投運而在核算期滿負荷運行情況新增削減量、脫硫設(shè)施已運行滿一年的機組而在核算期發(fā)電量穩(wěn)定增加而形成的新增削減量、已運行滿一年的脫硫設(shè)施改造擴容或提高效率在核算期形成的新增削減量以及現(xiàn)役機組氣體燃料替代煤炭在核算期新增削減量之和。用公式可以表示為:

那么，核算期新投運現(xiàn)役機組脫硫設(shè)施新增削減量R電新為:

式中，Mi為核算期新投運第i個現(xiàn)役機組脫硫設(shè)施通過168小時移交后第二個月算起的煤炭消耗量，萬噸;η為綜合脫硫效率，%;S為煤炭平均硫份，%;n為新增現(xiàn)役發(fā)電機組建成并投運脫硫設(shè)施個數(shù)。

對于治理工程新增SO2削減量，是指老污染源采取的具有連續(xù)長期穩(wěn)定減排SO2效果的煙氣治理工程。由于是對已經(jīng)產(chǎn)生的煙氣進行治理，不會使燃料使用量減少，所以對于主要因為燃料使用量減少而產(chǎn)生的二氧化碳減排影響不大;但治理措施本身對二氧化碳的產(chǎn)生量可能有影響，例如:對于采用碳酸鈣(CaCO3)作為脫硫添加劑的脫硫項目，根據(jù)下面的脫硫反應(yīng)公式，CO2排放量反而增加。

因CO2和SO2分子量之比是44:64，所以每實現(xiàn)1噸SO2削減量時CO2排放量將為0.6875(=44/64)噸。

對于使用氨水(NH4OH)作為脫硫添加劑的脫硫項目，因溶解二氧化硫產(chǎn)生SO2削減量，也能因溶解CO2而產(chǎn)生CO2削減量。

二氧化硫氣體和二氧化碳氣體的水(20℃)溶度的容量比是39:0.88，換算成質(zhì)量比則為64×39:44×0.88= 2496:39，因此按氨水處理法每達成1t二氧化硫削減量時二氧化碳削減量為0.0156(=39/2496)t。

1.3.2 結(jié)構(gòu)減排

與工程減排類似，結(jié)構(gòu)減排可用關(guān)停小煤電機組新增削減量、小機組與大機組電量交易新增削減量、關(guān)停有燒結(jié)機的小鋼鐵新增削減量、同步關(guān)停涉水行業(yè)燃煤鍋爐新增削減量以及關(guān)停其他落后產(chǎn)能新增削減量之和。公式如下:

以關(guān)停小火電機組為例，“細則”中單臺小火電機組關(guān)停全年新增二氧化硫削減量核算公式:

式中:G當年、G上年分別為關(guān)停機組核算期當年和上年的燃料消耗量，萬t。

對于火力電廠，“細則”公式中當年機組二氧化硫排放量公式為:

式中:S為當年的煤炭平均硫份;1.6為煤炭硫份轉(zhuǎn)化為SO2的系數(shù)。同理上年機組二氧化硫排放量公式為:

因此，當機組關(guān)停，G當年=0，R結(jié)電=E上年=G上年×S×1.6

實施該結(jié)構(gòu)調(diào)整措施達到二氧化碳減排效果的思路，可采用上述公式，將煤中S的含量置換成C的含量，即「結(jié)構(gòu)調(diào)整」措施二氧化碳減排效果的核算公式為:

式中:G為機組關(guān)停前燃料煤消耗量;C為煤炭平均碳份;44/12為C和CO2質(zhì)量比;0.8為煤炭中碳份轉(zhuǎn)化為CO2的比例系數(shù)。

1.3.3 管理減排

根據(jù)“細則”，管理新增二氧化硫削減量主要考慮循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)脫硫設(shè)施在線監(jiān)測確認的新增削減量等。二氧化硫減排量用管理減排前后污染物排放系數(shù)的差異計算。例:

R(SO2)=［SO2－EF(減排前)－SO2－EF(減排后)］×P(t－產(chǎn)量/年)

同樣，使用二氧化碳排放系數(shù)代替上式中二氧化硫排放系數(shù)可以得到實施管理減排措施的二氧化碳減排量:

R(CO2)=［CO2－EF(減排前)－CO2－EF(減排后)］×P(t－產(chǎn)量/年)

8. 未騁培風(fēng)，俄驚溘露，頓此奇策，歸乎□墓，福善罔征，昊穹難訴，一喪文律，長隳武庫。(《王景之及妻崔氏墓志》)[8]

2 攀枝花市污染減排協(xié)同效應(yīng)的實證研究

2.1 攀枝花市污染減排總體情況

攀枝花市是四川省轄市，以鋼鐵工業(yè)為支柱產(chǎn)業(yè)，其他主要產(chǎn)業(yè)包括能源、釩鈦、電冶化工等。與其他大多數(shù)資源型重工業(yè)城市類似，攀枝花環(huán)保歷史欠賬較多、結(jié)構(gòu)性污染嚴重。為解決這些問題，《“十一五”期間四川省主要污染物排放總量控制計劃》規(guī)定到2010年底，攀枝花市二氧化硫排放總量控制在8.1萬t以內(nèi)等目標。

為實現(xiàn)上述目標，攀枝花市采取了一系列重要措施，包括制定減排實施方案和行動計劃，如《攀枝花市主要污染物總量減排實施方案》、攀枝花市2008和2009年《主要污染物總量減排行動計劃》，另外，將主要污染物總量控制指標進一步分解，落實到企業(yè)，市政府與各縣區(qū)、各主要企業(yè)簽訂《攀枝花市“十一五”主要污染物控制責(zé)任書》等。

2.2 攀枝花市污染減排的協(xié)同效應(yīng)評價

根據(jù)以上評價方法，攀枝花案例具體評價對象為《攀枝花市主要污染物總量減排實施方案》中所確定的削減二氧化硫的29項總量減排措施。由于攀枝花總量減排中不涉及管理減排，因此，本示范項目只限于對結(jié)構(gòu)調(diào)整減排措施和工程治理項目減排措施所產(chǎn)生的二氧化碳減排效果進行評價。評價的時間范圍為“十一五”期間的減排量。為力求結(jié)果準確，本項目所采用的源數(shù)據(jù)和系數(shù)等都盡可能采用實測數(shù)據(jù)。例如，對于不同煤的含碳量，不同項目中有0.8、0.7、0.5等的區(qū)別，而非采用單一默認值。

2.2.1 結(jié)構(gòu)減排

具體評價過程以四川華電攀枝花發(fā)電公司關(guān)閉1號50MW發(fā)電機組時的二氧化硫減排量，按下列公式計算。

式中，R(SO2)為關(guān)閉發(fā)電機組的二氧化硫減排量，t; M為發(fā)電煤耗，11.14萬t;S為燃煤平均硫份，0.72%。

同樣，由于二氧化硫和二氧化碳都產(chǎn)生于煤炭等燃料燃燒，因此，二氧化碳減排量可按下列公式計算:

式中，E(CO2)為關(guān)閉發(fā)電機組的二氧化碳減排量，噸;C為燃煤平均碳份，50%;44/12為C和CO2的質(zhì)量比;0.8為煤炭中碳份轉(zhuǎn)化為CO2的比例系數(shù)。

2.2.2 工程減排

二氧化硫溶解于氨水生成硫酸銨的反應(yīng)式如下:

SO2+1/2O2+H2O→H2SO4

H2SO4+2NH4OH→(NH4)2SO4+2H2O

二氧化碳溶解于氨水生成碳酸銨的反應(yīng)式如下:

CO2+H2O→H2CO3

H2CO3+2NH4OH→(NH4)2CO3+2H2O

另外，二氧化硫氣體和二氧化碳氣體的水(20℃)溶度的容量比是39:0.882，將其換算成重量比則成為64×39: 44×0.88=2496:39，按氨水處理法每達成1t二氧化硫削減量時二氧化碳削減量為0.0156(=39/2496)t。

攀枝花圣達焦化有限公司實施煙氣脫硫工程產(chǎn)生的二氧化硫削減量R(SO2)，采用實施脫硫工程前的二氧化硫排放速率、脫硫工程后的二氧化硫排放速率、焦爐生產(chǎn)時間得出下式:

式中，V上年為脫硫工程實施前的二氧化硫排放速率，3.83 kg/h;V當年為脫硫工程實施后的二氧化硫排放速率，1.61 kg/h;T為焦爐的生產(chǎn)時間，8，760 h。

二氧化碳削減量R(CO2)，采用實施煙氣脫硫工程的二氧化硫削減量R(SO2)和二氧化碳氣體:二氧化硫氣體的溶解度重量比(39/2496)得出下式:

總體評價結(jié)果如表1所示。

3 結(jié)論和建議

3.1 結(jié)論

結(jié)論一:攀枝花市“十一五”總量減排措施對減緩溫室氣體排放有顯著協(xié)同效應(yīng)，不容忽視。實施關(guān)閉四川華電攀枝花發(fā)電公司1號機組等減排措施可以削減二氧化硫5.58萬t，能夠?qū)崿F(xiàn)其“十一五”期間“二氧化硫排放總量控制在8.1萬t以內(nèi)，凈削減3.37萬t”的總量控制目標，同時，能夠減排二氧化碳210.4萬t，協(xié)同效應(yīng)系數(shù)為37.7。

結(jié)論二:攀枝花市實現(xiàn)“十一五”總量減排目標采取不同類型措施對減緩全球溫室氣體排放產(chǎn)生不同的協(xié)同效應(yīng)，既可能有正的協(xié)同效應(yīng)，也可能有負的協(xié)同效應(yīng)和協(xié)同效應(yīng)為0的情況存在。正協(xié)同效應(yīng)主要來自結(jié)構(gòu)減排，二氧化碳減排的協(xié)同效應(yīng)為210.6萬t。負協(xié)同效應(yīng)產(chǎn)生于工程減排，二氧化碳減排的協(xié)同效應(yīng)為－0.2萬t。主要原因是這些項目使用了石灰石脫硫等工藝和技術(shù)，在削減二氧化硫的同時產(chǎn)生了相應(yīng)的二氧化碳，比例為削減1摩爾的二氧化硫產(chǎn)生1摩爾的二氧化碳。沒有明顯協(xié)同效應(yīng)的項目也為工程減排項目，原因是這些項目使用了離子液吸收和Ca(OH)2吸收工藝，它們在削減二氧化硫的同時不會產(chǎn)生相應(yīng)的二氧化碳等溫室氣體。但是，如果

考慮用電則可能是負效應(yīng)，不過，負效應(yīng)很小。

表1 《攀枝花市主要污染物總量減排實施方案》的協(xié)同效應(yīng)評價結(jié)果

結(jié)論三:從行業(yè)看，攀枝花市實現(xiàn)“十一五”總量減排目標協(xié)同效應(yīng)最大的是電力和焦化兩個行業(yè)，約占協(xié)同效應(yīng)總量的91.5%，主要原因是這兩個行業(yè)采用的多為關(guān)停等結(jié)構(gòu)減排措施。

3.2 建議

(1)進一步完善評價方法，推廣對污染減排協(xié)同效應(yīng)的評估。本研究雖對攀枝花市“十一五”總量減排進行了初評估，但評估方法仍待進一步完善，例如，將考慮對象從單純考慮大氣擴展到大氣、水和固廢等的綜合考量;將單純計算二氧化碳推廣到考慮其他幾種溫室氣體。考慮制定協(xié)同效應(yīng)評估指南，將協(xié)同效應(yīng)定量評估進一步擴展到其他城市或地區(qū)。

(2)加強我國污染減排對全球溫室氣體減排的協(xié)同效應(yīng)宣傳。中國在氣候變化宣傳中一般只運用節(jié)能對減緩溫室氣體排放貢獻的數(shù)據(jù)，包括《中國氣候變化國家方案》，由于缺乏相關(guān)研究，污染減排對減緩氣候變化所做貢獻鮮被提及。加強污染減排對減緩氣候變化所做貢獻不僅能宣傳中國在氣候變化方面所做的努力，同時也可以宣傳中國污染減排和環(huán)境保護工作。因此，建議加大污染減排和協(xié)同效應(yīng)方面的宣傳，具體可考慮將此項目成果在氣候變化大會邊會上發(fā)布。

(3)加緊開展后京都時代的環(huán)境政策體系研究，制定協(xié)同控制政策。將傳統(tǒng)污染物和溫室氣體都納入國民經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃，而且都制定約束性目標，就意味著必須改善現(xiàn)有環(huán)境政策體系，制定協(xié)同控制政策。從技術(shù)政策角度考慮，根據(jù)攀枝花市“十一五”總量減排的協(xié)同效應(yīng)研究，下一步應(yīng)該考慮進一步加大結(jié)構(gòu)減排的力度，大力發(fā)展協(xié)同控制型技術(shù)，如在脫硫過程中減少石灰石法脫硫技術(shù)，大力發(fā)展離子液和氫氧化鈣吸收型脫硫技術(shù)。從經(jīng)濟政策角度，應(yīng)該在信貸、稅收等方面鼓勵和支持協(xié)同控制型技術(shù)發(fā)展，抑制那些異協(xié)同控制型技術(shù)發(fā)展。

(編輯:劉文政)

［1］國家環(huán)境保護總局總量控制辦公室編.主要污染物總量減排管理實用手冊［M］.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2008.

［2］胡濤，田春秀，李麗平.協(xié)同效應(yīng)對中國氣候變化的政策影響［J］.環(huán)境保護，2004，(9):56－58.

AbstractFrom the source and generation mechanism，the traditional pollution reduction measures have the co-benefits effects on greenhouse gas emissions control.To measure or quantitative analysis the co-benefits of the pollution reduction has great siginificance for cost-effective way to achieve emission reduction targets as well as achiving the“win-win”situation of traditional pollutants and global greenhouse gas emission reduction.In this study，an assessment methodology for co-benefits has been developed.The methodology made"engineering reduction"，"Structural reduction"and"management reduction，"three kinds of means and measures as a starting point，which are also the three measures for traditional pollution control.And the methodology was dividided into several types according to pollution abatement projects and different types of desulfurization technology.According to the methodology，to make Panzhihua City as a case，29 the total emission reduction measures for its“Eleventh Five-year”has been measured.The results have shown that the total emission reduction measures have great co-benefits on reducing global greenhouse gas emissions totally and can not be ignored，specifically，including negative effects，positive effects and no effects.The reason is that different technologies and measures have different effects.

Key wordspollution reduction;co-benefits;assessment

Study of Co-benefits Assessment of Pollution Reduction:A Case Study in Panzhihua

LI Li-ping1ZHOU Guo-mei1JI Hao-yu2
(1.Policy Research Center for Environment and Economy，Ministry of Enviornmental Protection，Beijing 100029，China; 2.Station of Environmental Monitoring in Panzhihua，Panzhihua Sichuan 617000，China)

X192

A

1002－2104(2010)05專－0091－05

2010-06-29

李麗平，主要研究方向為國際環(huán)境政策。

*該文為中日合作研究項目部分成果。