柯文燦

(福建省環(huán)境科學(xué)研究院(福建省排污權(quán)儲備和技術(shù)中心),福建 福州 350001)

0 引言

污染物總量控制是落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重大舉措，也是排污權(quán)政策體系的基石。區(qū)域總量的確定直接影響到區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及排污權(quán)市場的運(yùn)行。

國家現(xiàn)行總量控制制度要求各省以特定時間節(jié)點(diǎn)為基數(shù)，定期內(nèi)實(shí)現(xiàn)一定比例總量減排，而對于不同環(huán)境質(zhì)量水平、工業(yè)發(fā)展水平的地區(qū)允許排放污染物總量控制要求未進(jìn)行合理的區(qū)分。對于環(huán)境質(zhì)量相對優(yōu)異的地區(qū)，一方面總量減排對于環(huán)境質(zhì)量提升作用有限，另一方面由于可減排空間有限，新建、擴(kuò)建項(xiàng)目缺少替代指標(biāo)，亦束縛地方發(fā)展，然而完全放開總量控制又存在超環(huán)境容量風(fēng)險(xiǎn)。支海宇等[1]認(rèn)為，區(qū)域允許排放污染物總量的確定應(yīng)同時考慮到經(jīng)濟(jì)增長及社會發(fā)展的需求，污染物排放量應(yīng)該有一個最佳數(shù)值，既保證環(huán)境質(zhì)量，同時又能確保經(jīng)濟(jì)增長。本文通過分析福州市2015—2021年大氣環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)，探討在保證環(huán)境質(zhì)量前提下該目標(biāo)區(qū)域大氣污染物的總量限值。

1 污染物總量控制

污染物總量控制，是將管理的地域或空間作為一個整體，根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)，確定該地域或空間一定時間內(nèi)可容納的污染物總量，通過對區(qū)域內(nèi)各種污染物的排放總量實(shí)施控制，使得排入這一地域或空間內(nèi)的污染物總量不超過可容納的污染物總量，以保證實(shí)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)的一種管理制度[2]。目前總量主要可分為目標(biāo)總量、容量總量兩種類型。

1.1 目標(biāo)總量

目標(biāo)總量是依據(jù)區(qū)域污染物排放總量目標(biāo)或區(qū)域污染物排放總量削減目標(biāo)，從當(dāng)前排放水平出發(fā)，依據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)資料等方式確定的區(qū)域總量，通過排污單位之間優(yōu)化分配污染物排放量或削減量，實(shí)現(xiàn)區(qū)域污染物排放總量目標(biāo)和區(qū)域污染物排放削減總量目標(biāo)。

1.2 容量總量

容量總量是指環(huán)境容量所允許的污染物排放總量控制，它是從環(huán)境質(zhì)量要求出發(fā)，在充分考慮環(huán)境自凈能力的基礎(chǔ)上，運(yùn)用大氣環(huán)境理論和環(huán)境質(zhì)量模型，計(jì)算環(huán)境允許的納污量，并據(jù)此確定污染物的允許排放量。容量總量控制的特點(diǎn)是將區(qū)域總量與環(huán)境質(zhì)量直接聯(lián)系。

1.3 現(xiàn)行總量控制要求及環(huán)境質(zhì)量

目前福州市區(qū)域總量的確定，主要采用目標(biāo)總量控制，即以福州市2020年為基準(zhǔn)年，區(qū)域總量以一定比例逐年減低。

“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案要求到2020年，大氣中二氧化硫、氮氧化物排放總量比2015年分別下降15%?！笆奈濉惫?jié)能減排綜合工作方案則延續(xù)了“十三五”方案總量控制方式，即要求到2025年，氮氧化物排放總量比2020年下降10%以上。

根據(jù)2016年及2021年中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒[3-4](見表1)，全國二氧化硫、氮氧化物年均濃度下降明顯，其中二氧化硫濃度低于一級標(biāo)準(zhǔn)(20mg/m3)，多城市氮氧化物也達(dá)到一級標(biāo)準(zhǔn)(40mg/m3)。福州市大氣兩項(xiàng)污染物環(huán)境濃度均遠(yuǎn)低于一級標(biāo)準(zhǔn)，占標(biāo)率僅為8.3%、52.5%。

表1 環(huán)境質(zhì)量 單位:mg/m3

2 區(qū)域大氣環(huán)境容量計(jì)算

2.1 計(jì)算方法

大氣環(huán)境容量計(jì)算的方法很多，其中應(yīng)用最為廣泛的是A-P值法。A-P值法是《制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法》(GB/T 3840-91)提出的總量控制區(qū)排放總量限值計(jì)算模型，其基本原理是將總量控制區(qū)上空的空氣混合層視為承納地面排放污染物的一個箱體。通過查閱文獻(xiàn)，與福州市行政區(qū)面積類似的區(qū)域，如蘭州市、西安市、成都市、渭南市等[5-8]均采用該辦法進(jìn)行計(jì)算。本研究選用此模型對福州市各控制單元的大氣環(huán)境容量進(jìn)行計(jì)算，公式如下：

(1)

(2)

(3)

式(1)中，Qak為總量控制區(qū)k污染物年允許排放總量，104t；Qaki為第i控制單元內(nèi)k污染物年允許排放總量，104t；n為控制單元總數(shù)；i為總量控制區(qū)內(nèi)各控制單元的編號；a為總量下標(biāo)；k為某種污染物下標(biāo)。

式(2)中，Qaki為第i控制單元內(nèi)k污染物年允許排放總量，單位：104t；S為總量控制區(qū)總面積，單位：km2；Si為第i控制單元面積，單位：km2；Cki為國家和地方有關(guān)大氣環(huán)境質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的與第i個控制單元類別相應(yīng)的年平均濃度限值，單位：mg/m3；C0為區(qū)域本底大氣環(huán)境質(zhì)量年平均濃度，單位：mg/m3；A為地理區(qū)域性總量控制系數(shù)，單位：104·km2/a。

式(3)中，S為總量控制區(qū)總面積，單位：km2；Si為第i控制單元面積，單位：km2；n為控制單元總數(shù)；i為總量控制區(qū)內(nèi)各控制單元的編號。

2.2 模型參數(shù)取值

2.2.1 總量控制系數(shù)A的選取

根據(jù)《制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法》(GB/T 3840-91)，福建省總量控制系數(shù)A的取值范圍為3.5～4.9×104km2/a(表2)。本文結(jié)合福州市2020年的污染物年平均濃度及2020年污染物排放總量進(jìn)行反推可知，當(dāng)福州市A值取4.37×104km2/a時，計(jì)算結(jié)果(氮氧化物5.95萬t/a)與福州市實(shí)際排放量氮氧化物總量相符；而福州市二氧化硫年平均濃度較低(5mg/m3)，僅為標(biāo)準(zhǔn)60mg/m3的8.3%，以二氧化硫推算總量控制系數(shù)A存在較大誤差。故本文福州市A的取值為4.37×104km2/a，該A值在GB/T3840-91推薦取值范圍內(nèi)，同時能較好反映福州市實(shí)際總量控制情況。

表2 我國部分地區(qū)總量控制系數(shù)A取值

2.2.2 總量控制因子

根據(jù)國家總量減排和排污權(quán)控制要求，確定總量控制的主要大氣污染物為二氧化硫、氮氧化物。

2.2.3 總量控制區(qū)面積

福建省福州市行政區(qū)劃面積為11891km2，根據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)劃方案確定各行政區(qū)一類、二類空氣質(zhì)量區(qū)面積，見表3。

表3 福州市行政區(qū)域面積

2.2.4 區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量

2.2.4.1 區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量及總量控制目標(biāo)濃度的確定。根據(jù)2016—2021年中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒查詢得到福州市2015—2020年二氧化硫、二氧化氮空氣質(zhì)量年均值及小時均值，由于監(jiān)測站沒有氮氧化物數(shù)據(jù)，根據(jù)國家環(huán)?？偩汁h(huán)境規(guī)劃院審核技術(shù)組公布的《東部地區(qū)重點(diǎn)城市大氣環(huán)境容量技術(shù)審核總結(jié)報(bào)告》中的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，福州市氮氧化物空氣質(zhì)量濃度是由二氧化氮按照1.25比例換算而來(見表4)。

表4 2015—2020年福州市大氣污染物環(huán)境濃度 單位：mg/m3

由表4可知，福州市2015—2020年大氣環(huán)境二氧化硫濃度年平均值范圍為5～7mg/m3，24小時均值范圍為2～20mg/m3，均遠(yuǎn)低于對應(yīng)空氣質(zhì)量排放標(biāo)準(zhǔn)，由于福州現(xiàn)存數(shù)據(jù)均未出現(xiàn)超標(biāo)，且與標(biāo)準(zhǔn)限值間存在較大空間，本處總量控制目標(biāo)濃度取全省環(huán)境二氧化硫濃度最高值，即2015年三明市環(huán)境二氧化硫濃度年平均值20mg/m3，對應(yīng)年最高24小時均值為95mg/m3。

福州市2015—2020年大氣環(huán)境二氧化氮濃度年平均值范圍為21～33mg/m3，符合二氧化氮濃度年平均標(biāo)準(zhǔn)，而24小時均值范圍為3～83mg/m3，2015年和2017年分別有1天存在超標(biāo)情況，2016年有2天超標(biāo)，超標(biāo)日環(huán)境二氧化氮濃度均為83mg/m3。分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)二氧化氮年平均濃度低于26mg/m3時可實(shí)現(xiàn)24小時平均濃度基本達(dá)標(biāo)，本處取該濃度為總量控制目標(biāo)，對應(yīng)氮氧化物換算濃度為32.5mg/m3。

綜上所述，當(dāng)二氧化硫、氮氧化物年平均濃度小于20mg/m3(占標(biāo)率33.3%)、32.5mg/m3(占標(biāo)率65%)時，可確保對應(yīng)24小時平均濃度基本達(dá)標(biāo)，故本文選取二氧化硫、氮氧化物總量控制目標(biāo)濃度為20mg/m3、32.5mg/m3。

2.2.4.2 區(qū)域本底大氣環(huán)境質(zhì)量?？紤]到空氣質(zhì)量存在季節(jié)波動，本文以2020年平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)空氣質(zhì)量較差的冬季大氣污染物日均濃度平均值為區(qū)域本底濃度，分別為二氧化硫0.0023mg/m3、二氧化氮0.0113mg/m3，全文氮氧化物由二氧化氮按照1.25的比例換算得到，即本處氮氧化物濃度為0.0141mg/m3。

2.2.5 區(qū)域大氣環(huán)境容量核定結(jié)果

根據(jù)控制目標(biāo)濃度所計(jì)算出的福州市環(huán)境容量，結(jié)果見表5。以基準(zhǔn)年為控制目標(biāo)SO2、NOx最大環(huán)境容量為1.36萬t、5.95萬t；以環(huán)境質(zhì)量為控制目標(biāo)SO2、NOx最大環(huán)境容量為8.87萬t、9.20萬t。

表5 福州市各控制單元大氣環(huán)境容量 單位：萬t/a

3 區(qū)域污染物排放總量現(xiàn)狀

3.1 區(qū)域?qū)嶋H排放量

福州市生態(tài)環(huán)境局公開的福州市2020年度環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)告相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，福州市2020年主要污染物工業(yè)二氧化硫排放量13236.6噸、氮氧化物排放量34459.5噸。查閱中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒(2021年)等材料，福州市非工業(yè)源二氧化硫和氮氧化物排放量約0.8萬噸和2.5萬噸。

3.2 區(qū)域許可排放量

我國自2017年起推行新版排污許可證，要求企業(yè)按照各行業(yè)技術(shù)規(guī)范核定企業(yè)允許對外排放的二氧化硫、氮氧化物總量，同時企業(yè)許可排放量需在排污許可證管理平臺公開。按照有關(guān)部門對于許可排放量的解讀，區(qū)域內(nèi)企業(yè)許可排放量之和即為區(qū)域污染物總量。通過收集統(tǒng)計(jì)截至2022年2月福州市二氧化硫許可排放量為1.98萬噸、氮氧化物許可排放量為3.75萬噸。由于許可證僅管控工業(yè)部分，生活源及移動源污染物排放情況參考環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

4 區(qū)域大氣環(huán)境容量與實(shí)際排放量對比

對比區(qū)域環(huán)境容量、實(shí)際排放量、區(qū)域許可排放量可以發(fā)現(xiàn)，以環(huán)境質(zhì)量為控制目標(biāo)計(jì)算，福州市二氧化硫和氮氧化物剩余排放空間分別為68.7～76.1%和32.0～35.3%(見表6)。

表6 福州市剩余環(huán)境容量 單位：萬t/a

5 結(jié)論

通過計(jì)算及數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，福州控制區(qū)空氣質(zhì)量優(yōu)異。2015—2020年，福州市兩項(xiàng)污染物環(huán)境年平均濃度均保持在一類控制區(qū)環(huán)境濃度控制要求以內(nèi)，特別是二氧化硫年平均濃度5～7mg/m3，僅占標(biāo)準(zhǔn)(60mg/m3)的8.3～11.7%；同時可利用大氣環(huán)境容量豐富，在以環(huán)境質(zhì)量為控制目標(biāo)前提下，控制區(qū)內(nèi)二氧化硫、氮氧化物指標(biāo)均存在剩余排放空間。

基于以上數(shù)據(jù)分析，認(rèn)為福州市現(xiàn)行總量控制要求相對較嚴(yán)。作為基準(zhǔn)年，2020年福州市二氧化硫區(qū)域總量較小，而基準(zhǔn)年總量小意味著區(qū)域可減排空間不足，以此為區(qū)域總量控制基數(shù)，在消耗完現(xiàn)有所剩不多的可交易排污權(quán)后，福州市將面臨無量可用的窘境，將制約福州市發(fā)展。

同時站在排污權(quán)市場的角度上，設(shè)立排污權(quán)的初衷，是讓污染物治理成本最優(yōu)化，在福州市其屬性卻逐漸變成了企業(yè)“發(fā)展權(quán)”，新上企業(yè)只有取得為數(shù)不多的可交易排污權(quán)才能實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)，這致使企業(yè)嚴(yán)重惜售排污權(quán)，減排企業(yè)普遍擔(dān)心外售可交易排污權(quán)后影響企業(yè)后期發(fā)展，大量排污權(quán)即使過期作廢也不愿外售獲利，這進(jìn)一步縮小區(qū)域總量，阻礙排污權(quán)市場?？梢灶A(yù)見在超低減排后，伴隨減排企業(yè)惜售心理及可交易指標(biāo)預(yù)期滅失等情況，排污權(quán)市場將面臨停滯，排污權(quán)指標(biāo)會出現(xiàn)有價無市的困境。

6 建議

地方政府需擴(kuò)大排污權(quán)政府儲備，隨著“十二五”“十三五”期間工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的提高，重點(diǎn)行業(yè)減排的推進(jìn)，工業(yè)行業(yè)減排的潛力逐漸縮小，目前大量涉氣指標(biāo)也將在2021—2022年期間陸續(xù)到期，地方政府需與對應(yīng)企業(yè)開展協(xié)商，以回購等形式保留該部分指標(biāo)；挖掘已關(guān)停企業(yè)等形式產(chǎn)生的不屬于現(xiàn)有企業(yè)的排污權(quán)指標(biāo)；結(jié)合福州市環(huán)境容量總量，適當(dāng)調(diào)整區(qū)域總量控制目標(biāo)，充分考慮地方實(shí)際情況，讓地方區(qū)域總量指標(biāo)既能滿足環(huán)境質(zhì)量控制要求，又能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要。