王小兵 韓 文 徐 濤 徐世柱

(山西省環(huán)境科學研究院山西太原 030027)

山西省二氧化硫減排“十二五”控制指標研究

王小兵 韓 文 徐 濤 徐世柱

(山西省環(huán)境科學研究院山西太原 030027)

本文首先調查了解了山西省二氧化硫排放現(xiàn)狀及近年變化趨勢,并深入分析、排比了具有典型代表性的 2007年度山西省工業(yè)及生活二氧化硫排放情況,同時分析計算了各重點行業(yè)排放量及排放比例,得出了山西省各重點行業(yè)二氧化硫排放規(guī)律及在全省二氧化硫排放中所占的比例。進而提出了合理的減排途徑,并結合山西省人民政府頒布的八大產(chǎn)業(yè)的"十二五"規(guī)劃產(chǎn)能,最終確定并提出山西省二氧化硫"十二五"減排控制指標。

二氧化硫;減排;控制指標

1 山西省 SO2排放現(xiàn)狀

1.1 山西省近年來 SO2排放量變化趨勢

從 2001年起山西省 SO2排放逐年升高,到2005年達到頂峰,從 2006年起開始逐年減少,近年來山西省 SO2排放量見表 1。

1.2 以 2007年為例山西省不脫硫 SO2排放量分析

2007年山西省一次能源-煤炭消耗量 27772萬 t煤,其中工業(yè)消耗占 95.88%,農林牧漁業(yè)占0.36%。建筑業(yè)、交通運輸、倉儲及郵政業(yè)、批發(fā)零售業(yè)和住宿餐飲業(yè)、人民生活及其他消耗占3.76%。

工業(yè)消耗中煉焦、煉鐵、水泥及一些建材生產(chǎn)中,SO2不是以燃料計算,其他消耗煤都是通過燃燒直接排 SO2。

煤燃燒作燃料煤 10830.68萬 t,排 SO2：190.62萬t。

煉焦排 SO2,2007年產(chǎn)焦煤 9723萬 t,噸焦耗原煤 1.33t,含硫平均 0.5%左右,焦炭帶走硫份占 72%,共排 SO231.86萬 t。

鋼鐵 2007年產(chǎn)生鐵 3427萬 t,燒結排SO2以噸鐵需燒結礦1.9t,噸燒結礦排SO21.5kg計排 SO29.765萬 t。生鐵以噸生鐵排 SO20.3kg計排放 SO21.038萬 t。2007年黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)作動力燃煤以總耗煤 20%計,排 SO25.86萬t。

表 1 近年來山西省 SO2排放量統(tǒng)計表 單位：萬 t/年

化學工業(yè)共用煤 1159.5萬 t,煤作原料、合成氨耗煤 650.5萬 t,電石消耗 132.6萬 t,合成氨脫硫 95%計,排 SO20.689萬 t,煤作燃料 374.4萬 t,排 SO26.625萬 t,計 7.314萬 t。

非金屬礦物制造業(yè)用標煤 750.88萬 t,生產(chǎn)水泥 2263萬 t,以噸水泥耗煤 0.15kg共計消耗339.45萬 t標煤,作燃料消耗的煤排放 SO27.241萬 t,噸水泥排 SO20.3kg,2263萬 t水泥排 SO20.679萬 t,總計 7.92萬 t。

以上不脫硫排 SO2254.374萬 t。

另外,2007年全省消耗焦炭作燃料 74.2萬 t,以含硫 0.6%計,排 SO20.712萬 t,2007年全省不脫硫排 SO2255.086萬 t。

1.3 以 2007年為例山西省工業(yè) SO2排放量分析

山西省按市統(tǒng)計工業(yè) SO2排放量,2005年排120.03萬 t,2006年排 117.73萬 t,2007年排111.85萬 t,2007年山西省工業(yè)和生活排 SO2138.68萬 t,逐年在減少。

2007年電力熱力的生產(chǎn)和供應業(yè) (主要是電力)排 SO253.82萬 t,占工業(yè)排 SO2總量的48.12%,名列第一。

石油加工、煉焦及核燃料工業(yè) (主要是煉焦)排 SO214.08萬 t,占工業(yè)排 SO2總量的 12.59%,名列第二。

黑色金屬冶煉及壓延工業(yè) (主要是鋼鐵)排SO212.44萬 t,占工業(yè)排 SO2總量的 11.13%,名列第三。

化學原料及化學制品制造業(yè) (主要是煤化工)排 SO25.15萬 t,占工業(yè)排 SO2總量的 4.6%,名列第四。

非金屬礦物制品業(yè) (新型)材料排 SO24.54萬 t,占工業(yè)排 SO2總量 4.06%,名列第五。

有色金屬冶煉及壓延加工業(yè) (鋁鎂及其合金)排 SO23.46萬 t,占工業(yè)排 SO2總量 3.09%,名列第六。煤炭開采和洗選業(yè)排 SO23.03萬 t,占工業(yè)排 SO2總量 2.71%,名列第七。

裝備制造業(yè)排 SO21.57萬 t,占工業(yè)排 SO2總量 1.4%,名列第八。

生活用品制造業(yè)排 SO20.58萬 t,占工業(yè)排SO2總量 0.52%,名列第九。

食品制造業(yè)排 SO20.55萬 t,占工業(yè)排 SO2總量 0.49%,名列第十。

本次山西省產(chǎn)業(yè)調整和振興規(guī)劃涉及的八大產(chǎn)業(yè)：電力、冶金、焦化、煤化工、新型材料、煤炭、裝備制造業(yè)、食品行業(yè),共排 SO298.66萬 t,占工業(yè)總排放量的 88.21%。

2007年山西省工業(yè)和生活排 SO2138.68萬 t,八大產(chǎn)業(yè)占總排放量的 71.14%。

2007年山西省不脫硫排 SO2255.086萬 t,實排 138.68萬 t,脫硫率 45.63%。

2 山西省 SO2減排控制對策

SO2排放量的控制是一個涉及多個因素的系統(tǒng)工程,SO2排放量的多少與國內生產(chǎn)總值 (G)、GDP年平均增長率、總能耗量或總煤耗量、總能耗量和總煤耗量年均增長率、能源組成、能源環(huán)境經(jīng)濟發(fā)展模式 (主要指能源消費彈性系數(shù) K的大小)、煤質含硫量 (%)、SO2總量控制目標、SO2控制政策 (如酸雨兩控區(qū)、區(qū)域減排、區(qū)域限批、排污權交易、治理措施、優(yōu)惠政策、獎牌政策等)、SO2去除率、SO2收費標準和清潔生產(chǎn)水平與科技含量有關。

因此,山西省 SO2減排控制對策為：

(1)盡快恢復經(jīng)濟、能源、環(huán)境和諧發(fā)展模式,使我省能源消費彈性系數(shù)盡快達到正常值0.5。建議將能源消費彈性系數(shù)正常值 0.5納入我省經(jīng)濟社會環(huán)境可持續(xù)發(fā)展構建和諧社會的重要控制指標,該指標是減排 SO2最關鍵措施。建議加快調整一、二、三產(chǎn)業(yè)的比例,擴大第三產(chǎn)業(yè)所占比例,限制第二產(chǎn)業(yè)中高耗能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模,加速產(chǎn)品更新?lián)Q代和推廣節(jié)能降耗的技術工藝和產(chǎn)品。

(2)必須控制 GDP年均增長率,使 GDP年均增長率控制在一位數(shù)增長水平上。確定我省GDP增長最合理的增長速度。

(3)大力開發(fā)利用新能源 (風電、太陽能、地熱能、生物能)使我省能源結構逐步降低煤炭占能源的比例。

調整一、二、三產(chǎn)業(yè)比例,我省第二產(chǎn)業(yè)比例占 60%,顯然過高,由于第二產(chǎn)業(yè)與 SO2排放量呈正相關。根據(jù)《國民經(jīng)濟行業(yè)分類》(GB/T 4754-2002),三次產(chǎn)業(yè)劃分范圍如下：第一產(chǎn)業(yè)是指農、林、牧、漁業(yè)。第二產(chǎn)業(yè)是指采礦業(yè),制造業(yè),電力、燃氣及水的生產(chǎn)和供應業(yè),建筑業(yè)。第三產(chǎn)業(yè)是指除第一、二產(chǎn)業(yè)以外的其他行業(yè)。相對第一和第三產(chǎn)業(yè),第二產(chǎn)業(yè)所耗能源量大,所以其占比例越大,尤其是第二產(chǎn)業(yè)中的高耗能產(chǎn)業(yè)所占比例越大,消耗的能源總量就越大,SO2排放量越大;反之,第二產(chǎn)業(yè)所占比例越小,消耗的能源總量就越小,SO2排放量越小。

第三產(chǎn)業(yè)與 SO2排放量呈負相關,第三產(chǎn)業(yè)包括：交通運輸、倉儲和郵政業(yè),信息傳輸、計算機服務和軟件業(yè),批發(fā)和零售業(yè),住宿和餐飲業(yè),金融業(yè),房地產(chǎn)業(yè),租賃和商務服務業(yè),科學研究、技術服務和地質勘查業(yè),水利、環(huán)境和公共設施管理業(yè),居民服務和其他服務業(yè),教育,衛(wèi)生、社會保障和社會福利業(yè),文化、體育和娛樂業(yè),公共管理和社會組織,國際組織?？梢姷谌a(chǎn)業(yè)都是能耗較小的行業(yè),所以所占比例越大,消耗的能源總量就越小,SO2排放量越小;反之,第二產(chǎn)業(yè)所占比例越大,消耗的能源總量就越大,SO2排放量越大。

(4)強化 SO2治理強度,迅速提高 SO2去除率。現(xiàn)有的、在建、新建、擴建的電力、冶金、焦化、煤化工一律配套建設脫硫治理措施基礎上,同時監(jiān)控脫硫措施的運行時間和脫硫效果。

(5)補充完善控制 SO2排放量的有關法規(guī)、政策、收費標準、稅收優(yōu)惠政策及獎懲制度 (包括地區(qū),廠家、負責人)。SO2排放不達標和超過排放總量的要重罰,SO2排放達標且低于總量控制指標的要獎勵。

(6)適當提高排放 SO2收費標準,有利于推動企業(yè)節(jié)能降耗,減排 SO2量。

(7)使我省煤質含硫量穩(wěn)定在 1%,嚴格控制高含硫量的煤炭開采,完善煤炭開采政策、規(guī)定。開展我省煤炭含硫量調查和抽樣工作,重新核算我省煤炭中的含硫量,對特高含硫量 (大于 3%)的煤炭、違反開采規(guī)定的煤礦要實施禁產(chǎn)或者提出洗煤除硫的要求,含硫量大于 3%的煤炭禁止進入消費市場,環(huán)保部門應與有關部門加強市場監(jiān)管。為“十二五”SO2減排提供經(jīng)驗。

(8)開展 SO2減排系統(tǒng)工程研究工作。在目前建立的 SO2減排量與 17個減排數(shù)學表達式基礎上,完善數(shù)學表達式和軟件程序,預測各減排指標的變化對 SO2減排量的影響。同時估算實現(xiàn)2010年 SO2減排目標的基本條件和治理投資。

3 山西“十二”五 SO2排放預測

山西省人民政府為了貫徹落實黨中央、國務院保增長、擴內需,調結構的總體要求,為積極應對國際金融危機的影響,確保山西省工業(yè)平穩(wěn)較快發(fā)展,加強結構調整,推動產(chǎn)業(yè)升級、增強工業(yè)競爭力,制定了：①“山西省煤炭產(chǎn)業(yè)調整和振興規(guī)劃”;②“山西省焦化產(chǎn)業(yè)調整和振興規(guī)劃”;③“山西省煤化工產(chǎn)業(yè)調整和振興規(guī)劃”;④“山西省電力產(chǎn)業(yè)調整和振興規(guī)劃”;⑤“山西省冶金產(chǎn)業(yè)調整和振興規(guī)劃”;⑥“山西省新興材料產(chǎn)業(yè)調整和振興規(guī)劃”;⑦“山西省裝備制造調整和振興規(guī)劃”;⑧“山西省食品產(chǎn)業(yè)調整和振興規(guī)劃”共八大產(chǎn)業(yè)調整和振興規(guī)劃。

在八大產(chǎn)業(yè)調整和振興規(guī)劃中,煤炭、焦化、電力、鋼鐵、新型材料以及煤化工產(chǎn)業(yè)調整和振興規(guī)劃中已規(guī)劃出 2015年的產(chǎn)能或是產(chǎn)能的總量控制。為預測“十二五規(guī)劃”SO2排放量提供依據(jù),近年來工業(yè) SO2排放量中八大產(chǎn)業(yè)占86.31%,全省SO2排放量中八大產(chǎn)業(yè)占 71.14%。

八大產(chǎn)業(yè)調整和振興規(guī)劃實施后,山西省SO2排放量預測見表 2。

表 2 山西省八大產(chǎn)業(yè)規(guī)劃實施后 SO2排放量預測匯總表單位 ：萬 t/年

從表中得知八大產(chǎn)業(yè)調整和振興規(guī)劃實施后,八大產(chǎn)業(yè)排 SO260.388萬 t,如按八大產(chǎn)業(yè)占工業(yè)排放量的 88.21%,那時全省工業(yè)排 SO268.459萬 t。2015年八大產(chǎn)業(yè)排 SO268.671萬 t,全省工業(yè)排 SO277.849萬 t。

4 山西省“十二五”SO2控制指標

山西省八大產(chǎn)業(yè)調整和振興規(guī)劃實施后到2015年八大產(chǎn)業(yè)排 SO268.671萬 t,以八大產(chǎn)業(yè)排 SO2占全省工業(yè)排 SO2的 88.21%計,全省工業(yè)排 SO277.85萬 t。

生活源 SO2排放量預測：山西省多年污染源統(tǒng)計數(shù)據(jù),生活源排 SO2占全省 SO2排放量的20%左右。目前統(tǒng)計生活污染源排 SO2主要是城鎮(zhèn),隨著城鎮(zhèn)化加速,大批農村人口進入城市,城市生活耗煤量將逐年增加。山西省正積極推進熱電聯(lián)產(chǎn),到 2011年確保每個地級市至少有一個大中型熱電廠、在有條件的地方積極利用天然氣、煤層氣等清潔能源,發(fā)展區(qū)域集中供熱、供熱水、制冷,到 2015年 10萬人口以上的縣級市及具備條件的地方實行熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱、城市熱電普及率達到 80%。

在預測 2015年全省 SO2年全省 SO2排放量控制指標時,仍然將生活源 SO2排放量定為占全省 SO2排放量的 20%。

現(xiàn)在將“十二五”山西省 SO2控制指標分以下幾個情景進行分析：

情景一 (最理想狀況)：按照山西省 SO2減排潛力分析,SO2脫硫率達到 71.9%,工業(yè)八大產(chǎn)業(yè)調整和振興規(guī)劃采用節(jié)能減排、節(jié)約煤炭消耗量,減少 SO2排放量的情況下,2015年全省工業(yè)排SO277.85萬 t,生活排 SO2占全省總排 SO2的20%時 ,全省排 SO297.31萬 t。

在 2005年全省排 SO2151.64萬 t基礎上共減排 35.8%,減去"十一五"期間減排的 14%,又減排 21.8%。

情景二：在全省平均 SO2脫硫率和節(jié)能減排措施達到理想狀況下的 90%時,工業(yè)排 SO286.5萬 t,生活源排 SO2仍占 20%時,全省排 SO221.63萬 t,全省排 SO2108.13萬 t。

在 2005年全省排 SO2151.64萬 t的基礎上共減排 28.7%,減去“十一五”期間減排 14%,又減排 14.7%。

情景三、在全省 SO2脫硫率和節(jié)能減排措施達到理想狀況下 85%時,全省工業(yè)排 SO291.59萬 t,生活源排 SO2仍按 20%計,全省排 SO2114.49萬t。

在 2005年全省排 SO2151.64萬 t的基礎上共減排 24.5%,減去“十一五”期間減排 14%,又減排 10.5%。

從以上分析,我省 SO2“十二五”期間控制指標的底限是 108.13萬 t,不能再低于這個數(shù)字,建議采用第三種情景：在 2005年 SO2排放量基礎上“十一五”、“十二五”共減排 24.5%,“十二五 ”期間再減排 10.5%。“十二五”期間山西省 SO2控制指標為 114.49萬 t左右。

[1]方利國主編.節(jié)能技術應用與評價[M].北京：化學工業(yè)出版社,2008.

[2]錢佰章.節(jié)能減排—可持續(xù)發(fā)展的必由之路[M].北京：科學出版社,2008.

[3]王星等.清潔發(fā)展機制開發(fā)與方法學指南[M].北京：化學工業(yè)出版社,2008.

[4]山西省統(tǒng)計年鑒[M].北京：中國統(tǒng)計出版社,2008.

[5]太原市統(tǒng)計年鑒[M].北京：中國統(tǒng)計出版社,2008.

X51

A

1673-288X(2010)06-0049-04

王小兵 (1965—),男,山西洪洞人,教授級高級工程師,現(xiàn)主要從事環(huán)境科研和環(huán)境影響評價工作,研究方向為環(huán)境科學。