王亞男，趙芳

(環(huán)境保護部環(huán)境發(fā)展中心，北京　100029)

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西北煤電基地規(guī)劃環(huán)評不確定因素分析及控制對策

王亞男，趙芳

(環(huán)境保護部環(huán)境發(fā)展中心，北京100029)

摘要：不確定性是規(guī)劃環(huán)評技術體系下不可避免的特性。通過分析西北地區(qū)煤電基地規(guī)劃的環(huán)境影響特征，識別了規(guī)劃環(huán)評的不確定因素，包括規(guī)劃情景的不確定性、區(qū)域背景的不確定性和環(huán)境目標需求的不確定性；借鑒測量學中不確定度的數(shù)學表達方式，提出了西北地區(qū)煤電基地規(guī)劃環(huán)評不確定度表達式；綜合分析了控制不確定性因素的對策。

關鍵詞：煤電基地；規(guī)劃環(huán)評；不確定分析

當前，我國規(guī)劃環(huán)評理論儲備不足，規(guī)范化、可操作的評價方法和技術體系尚未系統(tǒng)建立[1]。規(guī)劃及規(guī)劃環(huán)評不可避免地存在不確定因素，解決規(guī)劃環(huán)評評價結論準確性的根本方法是對區(qū)域進行整體評價。全面摸清評價區(qū)域的污染源特征、環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀以及區(qū)域資源環(huán)境稟賦條件，在此基礎上，疊加評價區(qū)各類產(chǎn)業(yè)及規(guī)劃新增環(huán)境污染壓力并依據(jù)可能出現(xiàn)的發(fā)展情景盡可能全面地設置預測條件，以區(qū)域環(huán)境質(zhì)量控制目標優(yōu)化調(diào)整規(guī)劃內(nèi)容，在此工作思路下，可最大程度地降低規(guī)劃實施的不確定性對規(guī)劃環(huán)評結論的有效性帶來的影響。規(guī)劃及規(guī)劃環(huán)評不可避免地存在不確定因素，充分分析這些因素，可以更好地提高規(guī)劃環(huán)評成果的科學性和可靠性[2- 4]。

煤電基地規(guī)劃中多采用情景分析法[5- 7]，評價多種規(guī)模、結構、布局的規(guī)劃情景的環(huán)境可行性。情景設置中既有區(qū)域環(huán)境可承載的情景，也會有區(qū)域環(huán)境不可承載的情景。煤電基地規(guī)劃實施后，真正的情景是否即為預測時的可行情景，存在較大的不確定性[5]。全面篩選煤電基地發(fā)展過程中的不確定因素并加以約束，作為下一階段煤電項目環(huán)評準入的前提條件，既是降低規(guī)劃環(huán)評不確定性的必要方法，也可為規(guī)劃環(huán)評和項目環(huán)評銜接提供科學依據(jù)[8]。

1西北地區(qū)煤電基地規(guī)劃環(huán)境影響特征

1.1　煤電基地規(guī)劃環(huán)境壓力

煤電基地規(guī)劃通常以火電為主要建設內(nèi)容，規(guī)劃實施后的直接環(huán)境影響主要包括大氣環(huán)境壓力、水資源壓力和固體廢物安全處置壓力。

大氣環(huán)境壓力主要來源于燃煤，可根據(jù)機組規(guī)模、煤質(zhì)情況、治理措施技術水平，依據(jù)《火電廠大氣污染物排放標準》進行估算。由于煤電基地通常規(guī)模較大，即使按最嚴格的特別排放限值計算，排放量也十分驚人。以西北某煤電基地為例，全部建成后，將新增SO2排放量1萬t/a、NOx2萬t/a、煙塵5 000t/a。這些大氣污染物不僅會對本區(qū)域大氣環(huán)境造成壓力，也會遠距離擴散，可能造成跨界影響。

燃煤電廠除消耗大量煤炭外，還需耗用大量水資源。近年來，火電技術發(fā)展迅速，西北缺水地區(qū)通常采用空冷技術，耗水指標可控制在0.1 m3/(s·GW)左右。仍以上述煤電基地為例，新增耗水量將達3 000萬t/a。在西北部地區(qū)，水資源是生態(tài)系統(tǒng)的關鍵制約因素，如果生產(chǎn)用水擠占了區(qū)域生態(tài)用水，將會造成區(qū)域生態(tài)環(huán)境破壞。

此外，燃煤電廠產(chǎn)生的灰渣及脫硫石膏數(shù)量巨大，其綜合利用和安全處置都面臨較大挑戰(zhàn)，處理不當可能會對區(qū)域環(huán)境造成影響，需統(tǒng)一協(xié)調(diào)、嚴格管理。

1.2　相關行業(yè)規(guī)劃協(xié)同效應

煤電基地依托豐富的煤炭資源。在同一區(qū)域內(nèi)，煤炭開采、煤炭下游產(chǎn)業(yè)(如煤化工行業(yè))發(fā)展與煤電基地的規(guī)劃具有高度關聯(lián)性。

煤化工行業(yè)主要環(huán)境壓力與煤電行業(yè)相似度很高，都會產(chǎn)生對大氣環(huán)境、水資源和煤炭資源的壓力，而且在建設煤化工項目時，經(jīng)常同步配套自備電源點，進一步加劇環(huán)境壓力的同質(zhì)性。在另一西北地區(qū)煤電基地規(guī)劃環(huán)評中，煤電基地新增SO2排放量1.5萬t/a、NOx3萬t/a，而同期煤化工新增SO2和NOx排放量分別達到1.9萬t/a和3.7萬t/a。煤化工行業(yè)會對區(qū)域造成同一性質(zhì)、相似程度的環(huán)境壓力，會不可避免地干擾煤電基地規(guī)劃的環(huán)評結論。因此，煤電基地建設與煤化工行業(yè)的協(xié)同效應不可忽視。

與煤電基地產(chǎn)生協(xié)同環(huán)境效應的還包括煤炭開發(fā)。煤炭資源是煤電基地建設的能源基礎，煤礦開發(fā)是煤電基地建設的前提條件。因此，可以將煤礦開發(fā)產(chǎn)生生態(tài)環(huán)境及地下水資源壓力的直接環(huán)境影響視同煤電基地的間接環(huán)境影響。

1.3　西北地區(qū)環(huán)境制約因素

西北部地區(qū)普遍具有生態(tài)脆弱、水資源短缺等環(huán)境特征。陜北、寧夏、內(nèi)蒙古西部一帶位于我國東北—西南走向的生態(tài)過渡帶上，氣候、水文、土壤、植被等生態(tài)因子呈現(xiàn)迅速過渡的特點，地理位置的獨特性和自然環(huán)境的過渡性決定了其生態(tài)環(huán)境的脆弱性。西北地區(qū)另一環(huán)境特征表現(xiàn)為水資源普遍性短缺。以黃河中上游為例，人均、畝均水資源量僅為黃河流域的一半，不足全國平均水平的六分之一。隨著人口的增長、經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，黃河流域及其鄰近地區(qū)對黃河提出了更高的供水要求，超過了黃河水資源的承載能力，造成供需矛盾日益尖銳[8]。

對比西北地區(qū)環(huán)境特征和煤電基地環(huán)境壓力，可以發(fā)現(xiàn)，水資源及由水資源帶來的生態(tài)影響與煤電基地高耗水之間、大氣環(huán)境質(zhì)量與煤電基地排放大量大氣污染物之間、生態(tài)環(huán)境脆弱與煤電基地固廢安全處置之間存在明顯沖突。同時，西北煤炭產(chǎn)區(qū)同步發(fā)展的煤礦開發(fā)的間接影響，以及煤化工行業(yè)發(fā)展與煤電基地產(chǎn)生的協(xié)同效應，加劇了對水資源、大氣環(huán)境以及生態(tài)環(huán)境的影響程度[9]。

2煤電基地規(guī)劃環(huán)評不確定因素識別

2.1　規(guī)劃情景設定的不確定因素

煤電基地規(guī)劃環(huán)評不同情景的選擇是造成規(guī)劃實施后不確定性的主要因素。結合煤電基地初始發(fā)展意愿、各利益相關方?jīng)Q策、社會經(jīng)濟發(fā)展需求以及區(qū)域環(huán)境保護目標等因素，煤電基地規(guī)劃階段可能涉及的情景可包括基準情景、規(guī)劃情景、環(huán)境目標情景、優(yōu)化情景。

基準情景是指按區(qū)域原有發(fā)展模式和初始發(fā)展意愿不加控制的發(fā)展情景，這種情景通常發(fā)展規(guī)模巨大、發(fā)展方式粗放。在上述兩個西北地區(qū)煤電基地規(guī)劃中，基準情景規(guī)模較最終優(yōu)化規(guī)模大一倍甚至更多。在規(guī)劃編制和規(guī)劃環(huán)評介入過程中，規(guī)劃編制單位通常會對基準情景進行合理化修改，縮小規(guī)模、提升技術水平，形成規(guī)劃情景。從另一角度出發(fā)，以區(qū)域資源環(huán)境承載能力及區(qū)域環(huán)境保護目標為基礎，情景設置中會提出對環(huán)境影響最小的環(huán)境目標情景，這一情景會確保區(qū)域資源環(huán)境協(xié)調(diào)、環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善，但規(guī)劃規(guī)模則可能是零甚至負數(shù)。為兼顧資源環(huán)境可承載、環(huán)境保護目標可達以及煤電基地發(fā)展需求，會對規(guī)劃提出優(yōu)化情景。為實現(xiàn)上述目標，優(yōu)化情景不僅會對煤電基地規(guī)劃的規(guī)模、布局、技術水平進行優(yōu)化，也會對區(qū)域現(xiàn)有煤電產(chǎn)業(yè)、其他關聯(lián)產(chǎn)業(yè)提出約束要求，成為規(guī)劃實施的重要補充。

優(yōu)化情景能否全面落實，特別是對規(guī)劃實施的約束條件是否能夠?qū)崿F(xiàn)，是煤電基地規(guī)劃環(huán)評情景分析環(huán)節(jié)的重要不確定因素。

2.2　區(qū)域背景設定的不確定因素

煤電基地規(guī)劃的優(yōu)化情景是否與區(qū)域資源環(huán)境承載能力相容，不僅取決于優(yōu)化情景自身的合理性，也受區(qū)域邊界條件制約。這些邊界條件包括煤電基地發(fā)展帶來間接環(huán)境影響的煤炭行業(yè)發(fā)展、與煤電規(guī)劃在資源環(huán)境需求方面會產(chǎn)生協(xié)同效應的煤化工行業(yè)發(fā)展、區(qū)域整體社會經(jīng)濟發(fā)展對區(qū)域生態(tài)資源、水資源的擠占和對區(qū)域大氣環(huán)境的疊加等。

煤電基地規(guī)劃的優(yōu)化情景在環(huán)境影響方面可接受的前提包括：確保區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展和依托的煤礦規(guī)劃在環(huán)境方面可行，同時需限定煤化工行業(yè)發(fā)展所需占用的環(huán)境資源量。

針對西電東送煤電基地規(guī)劃，受電區(qū)燃煤量減少及大氣污染物減排也應作為環(huán)境邊界條件，綜合分析供電區(qū)的環(huán)境破壞和受電區(qū)的環(huán)境改善，得到更加清晰的評價結論。

2.3　環(huán)境目標需求的不確定因素

環(huán)境目標需求的不確定因素，是指在不同規(guī)劃情景下，規(guī)劃實施后的環(huán)境影響的可接受度，即判斷各種情景環(huán)境可行的尺度。環(huán)境目標需求可大體分為環(huán)境質(zhì)量不降低、環(huán)境質(zhì)量全面達標、環(huán)境質(zhì)量全面改善等幾種尺度。西北地區(qū)，大氣環(huán)境以煤煙型污染為主，個別地區(qū)已出現(xiàn)二氧化硫、氮氧化物等因子超標，保持現(xiàn)有環(huán)境質(zhì)量不惡化，是環(huán)境目標的最低需求；借煤電基地規(guī)劃實施，壓縮現(xiàn)有污染嚴重的小機組，則有望實現(xiàn)空氣質(zhì)量全面達標甚至環(huán)境質(zhì)量改善，這是環(huán)境目標的較高需求。

不同的環(huán)境目標需求決定了各種規(guī)劃情景的環(huán)境可行性，也直接影響著規(guī)劃環(huán)評的結論。環(huán)境目標需求不僅取決于區(qū)域環(huán)境質(zhì)量，更是平衡區(qū)域經(jīng)濟、社會、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的重要手段；在不同地區(qū)、不同時期會有不同的選擇，成為規(guī)劃環(huán)評的不確定因素之一。

2.4　不同情景的不確定度分析

借鑒測量學中不確定度的概念：一個完整的測量結果，除了應給出被測量的估計值之外，還應給出測量結果的不確定度[10]。規(guī)劃環(huán)評評價結論在給出規(guī)劃情景環(huán)境可行與否的同時，還應明確結論的不確定度。套用GUM不確定度數(shù)學表達方式[11]：

Y=f(X1,X2,…，Xn)

對于煤電基地規(guī)劃環(huán)評，上式中，Y為煤電基地規(guī)劃環(huán)評的不確定度；X1為規(guī)劃實施目標不確定因素(不同規(guī)劃情景)；X2為規(guī)劃協(xié)同效應不確定因素(煤化工發(fā)展、煤礦規(guī)劃等)；X3為規(guī)劃區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展需求不確定因素(利益相關需求)；X4為規(guī)劃區(qū)域環(huán)境質(zhì)量需求不確定因素(環(huán)境質(zhì)量需求)；X5為外區(qū)域環(huán)境改善因素……

以上不確定因素中，對最終不確定度的影響程度有所不同，有些會產(chǎn)生質(zhì)的影響，如規(guī)劃目標等內(nèi)部因素；有些則影響較小，只產(chǎn)生量的影響，如區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展不確定因素。但這些因素在某一具體規(guī)劃中，也可能表現(xiàn)出不同的影響程度。

規(guī)劃目標不確定因素對規(guī)劃結論的不確定性影響較大，受不同情景與地方發(fā)展意愿的匹配度影響，不同情景的不確定度變化趨勢可用圖1示意。

圖1　不同情境下資源環(huán)境約束與不確定度關系趨勢圖Fig.1　The graph of the relation between constraints ofresources and environment and uncertaintyunder different situations

3加強規(guī)劃環(huán)評不確定性控制的對策

針對不確定因素，逐一加以協(xié)調(diào)控制，即可實現(xiàn)規(guī)劃環(huán)評結論的有效實施。只有這些控制措施得到切實執(zhí)行，才能得出煤電基地規(guī)劃環(huán)評中推薦的優(yōu)化情景環(huán)境可行的結論。

3.1　建立區(qū)域間規(guī)劃聯(lián)動機制

在西北地區(qū)建設煤電基地既可科學合理利用西北地區(qū)煤炭資源，也可實現(xiàn)西電東送、降低東部地區(qū)環(huán)境壓力。因此，綜合考慮煤電基地供電區(qū)和受電區(qū)的環(huán)境效益，并據(jù)此建立區(qū)域間規(guī)劃聯(lián)動機制顯得十分必要。在目前的煤電基地環(huán)境管理中，對供電區(qū)的資源占用量、環(huán)境影響程度已進行了較為全面的分析評價，但對受電區(qū)應同步減少的煤炭資源耗用量和發(fā)電能力等缺少要求。這就使得西電東送的整體環(huán)境效益沒有得到保障，容易出現(xiàn)單方面增加供電區(qū)環(huán)境壓力而不能同步降低受電區(qū)環(huán)境壓力的狀況。建立供電區(qū)煤電基地規(guī)劃和受電區(qū)電力發(fā)展規(guī)劃之間的聯(lián)動機制，將西北地區(qū)供電能力統(tǒng)一納入東部電力發(fā)展中，才能真正將西電東送的環(huán)境效益落到實處，這也是西北地區(qū)建設煤電基地的決定性前提。

3.2　明確區(qū)域內(nèi)環(huán)境資源分配機制

在西北地區(qū)建設煤電基地，水資源保障、生態(tài)環(huán)境和大氣環(huán)境質(zhì)量條件是確定其規(guī)模、布局的重要邊界條件。同時，煤礦開采帶來的對生態(tài)環(huán)境和地下水資源的間接環(huán)境影響，煤化工行業(yè)對水資源的擠占及大氣環(huán)境壓力疊加的協(xié)同效應，其他工農(nóng)業(yè)發(fā)展對區(qū)域水資源的占用和大氣容量的需求等，都是評價煤電基地環(huán)境影響的重要約束性條件。必須對這些約束性條件進行明確限定，在確定煤電基地發(fā)展規(guī)模的同時，同步約定相關行業(yè)的發(fā)展規(guī)模。只有這樣，在區(qū)域整體資源環(huán)境保障條件的基礎上分析煤電基地的規(guī)模、布局、技術水平等規(guī)劃內(nèi)容的環(huán)境合理性才有意義。否則，評價結論將可能出現(xiàn)顛覆性的變化。

因此，有必要明確區(qū)域內(nèi)資源環(huán)境分配方案，在煤化工、煤電、煤炭開采等行業(yè)之間建立資源關聯(lián)機制，在區(qū)域內(nèi)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，避免資源被多次占用，提高煤電基地規(guī)劃環(huán)評中環(huán)境資源承載力核算的準確度。

3.3　落實煤電行業(yè)升級改造要求

在邊界條件確定的情況下，煤電基地規(guī)劃實施仍存在眾多情景。通常，基準情景和規(guī)劃情景難以完全滿足各項環(huán)境資源制約要求，經(jīng)調(diào)整后的優(yōu)化情景成為綜合各方要求且符合環(huán)境質(zhì)量目標的最終方案。但優(yōu)化情景只是規(guī)劃實施過程中眾多情景中的一種，各種可能情景中還包含大量不符合環(huán)境資源制約要求的情況。由于優(yōu)化情景通常會提出對現(xiàn)有電廠進行技術改造甚至淘汰的要求，這一情景也是實施過程中不確定性較高的一種。換而言之，規(guī)劃環(huán)評對規(guī)劃方案給出可行結論，只是意味著優(yōu)化情景可行，而非任何一種情景均可行。所以，確保優(yōu)化情景的落實，是控制規(guī)劃結論不確定性的重要內(nèi)容。因此，有必要在規(guī)劃結論部分明確區(qū)域煤電行業(yè)升級改造和減排要求，明確區(qū)域替代和淘汰項目清單，這是煤電基地規(guī)劃環(huán)評結論可行的重要前提，也是規(guī)劃環(huán)評工作的重要成果。

3.4　細化項目環(huán)評準入門檻

在環(huán)境管理中，煤電基地規(guī)劃環(huán)評與煤電項目環(huán)評已建立了較好的銜接關系，煤電基地規(guī)劃已成為煤電項目環(huán)評最重要的準入條件。同時，因基地規(guī)劃的定位、規(guī)模、布局相對具體，也為細化項目環(huán)評要求提供了技術上的可能性。在煤電基地規(guī)劃環(huán)評中已得出的規(guī)模布局符合性、資源環(huán)境利用水平等結論，應作為項目環(huán)評的準入門檻，是項目環(huán)評開展工作時首先應考查的內(nèi)容。通過煤電基地規(guī)劃環(huán)評和煤電項目環(huán)評的銜接，可以實現(xiàn)規(guī)劃環(huán)評和項目環(huán)評的不同分工，突出規(guī)劃環(huán)評對項目環(huán)評的支撐和指導作用，完善環(huán)評技術體系。

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Uncertainty Analysis and Control Countermeasures on Planning Environmental

Impact Assessment for Northwest Region Coal-electricity Base

WANG Ya-nan, ZHAO Fang

(Environmental Development Center of the Ministry of Environmental Protection, Beijing 100029, China)

Abstract:Uncertainty is an inevitable characteristic in the technical architecture of planning environmental impact assessment. This paper analyzes the environmental impact characteristics of the planning for northwest region coal-electricity base, and identifies uncertainty factors in the planning environmental impact assessment, including uncertainties of planning situation, regional background and requirements on environmental goals. This paper studies the mathematical expression of uncertainty in metrology, puts forward the uncertainty expression in the planning environmental impact assessment for northwest region coal-electricity base, and comprehensively analyzes the countermeasures to control the uncertainty factors.

Key words:coal-electricity base; planning environmental impact assessment; uncertainty analysis

通訊作者：趙芳(1978—)，女，河北秦皇島人，高級工程師，碩士研究生，主要從事規(guī)劃環(huán)境影響評價研究，E-mail：zhaofang@edc-eia.org

作者簡介：王亞男(1975—)，女，河南焦作人，教授級高級工程師，碩士研究生，主要從事政策及戰(zhàn)略環(huán)境影響評價研究，E-mail：wangyanan@edc-eia.org

收稿日期：2015-06-23

中圖分類號：X821

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6444(2016)01-0040-04

DOI:10.14068/j.ceia.2016.01.011