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农村散煤——中国空气治理下一战

“清洁煤”还是生物能源?在严控大型污染源取得成效之后,中国开始寻找农村散烧煤的替代方案。

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图片来源:Dan

近日,《美国科学院院报》发表中国、美国及奥地利三地学者合作的研究,主要用于取暖和做饭的家庭散烧用能占北京地区能源使用总量的18%,但与之不成比例的是,其制造了50%黑碳(black carbon-BC)的排放与69%有机碳(organic carbon-OC)的排放。随着冬季采暖季节的来临,北京农村和城乡结合部的原煤散烧将成为北京空气污染的不可忽视的来源。

因为严重的空气污染问题,中国近年对大型污染源的控制管理力度空前。在北京城区内,大型排污企业已被基本清出。随之而来的是,家庭散烧煤成为空气治理战役的下一个战场。今年年初,国务院副总理张高丽在北京市调研并主持召开大气污染防治工作座谈会,“强化散煤污染控制,做好散煤替代工作”在防控手段措施中被作为首条提出。

PM2.5-黑碳-散煤燃烧

秋冬时节的京津冀地区是雾霾重灾区,细颗粒物(PM2.5)日均浓度
六倍于世界卫生组织安全限值,并且时不时还会发生空气污染指数“爆表”的极端雾霾天气。

但同样是PM2.5,其来源不同,对人体健康的影响也不同。研究表明,如果PM2.5的组成是由化石燃料或生物质燃料不完全燃烧产生的黑碳,则其对人体健康影响会更严重。

很多人也许并不知道,在北京地区,家庭用能排放的黑碳超过交通部门和发电设备的总和;冬季采暖季节,其污染甚至超过被认为污染最严重的工业部门。
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交通(黑)、发电(蓝)、工业(灰)、家庭用能(橙)对PM2.5,黑碳,有机碳,二氧化硫,氮氧化物的贡献(京津冀,2010),朱彤等,中国家庭用能的空气污染物排放研究。注:Annual为年度指数,Jan-Feb为1-2月指数

上述北京大学研究发现,有效地控制居民散煤燃烧会显著地改善京津冀地区的空气质量,其效益比其他部门更加明显。全面控制京津冀三省的散煤燃烧,年均PM2.5污染可以减少32%。

问题是,有什么更好的燃料可以代替价廉的散煤来满足农村需求呢?

半焦型煤:经济性与环保的平衡?

半焦型煤,即所谓的“清洁煤”,是目前争议最大的散煤替代品。

虽然政府往往选择优先通过集中供热、燃气供热、电能供热等方式解决散烧煤污染问题,但在实际操作的过程中,半焦型煤往往最受农民欢迎。它不仅投资低、原料来源广泛,而且炉具的推广要比大型管网设施改造便利得多。

价格便宜和使用方便是农户选择能源最主要的衡量标准。
南开大学环境科学与工程学院客座教授葛苏表示,半焦型煤是兼顾环保性与经济性的最佳方案。相对于其他替代能源,它在成本上的优势非常明显;而与散煤相比,使用半焦型煤排放的总颗粒物浓度低,具有环境效益。

北京交通大学动力与能源工程系教授贾力表示,一味强调低成本的思路是有问题的,不论是政府、市场,还是用户。他强调,煤炭的成分复杂,不能指望简单的工艺过程就能革命性地使其“清洁化”。

自然资源保护协会中国项目高级顾问杨富强也认为,对于半焦型煤的生产和使用一定要慎重。他告诉中外对话,半焦型煤可用于小型的工业锅炉和炉灶,在燃烧的过程中相对更为清洁。但生产半焦型煤的过程污染严重,尤其污水处理比较复杂,可能对生产地地表水和地下水带来巨大污染。现在半焦型煤的主要产地陕北地区水资源缺乏,自然界的净化能力弱。从全生命周期看,使用半焦型煤替代散煤未必更环保。

生物能:煤炭之外的选择

除了空气质量问题之外,温室气体的排放也不容忽视。杨富强表示,从整个生命周期计算,如果生产和使用半焦型煤比单纯的散煤燃烧排放更多的二氧化碳,显然不利于气候目标的实现。

生物能源作为一种清洁和
碳中和的能源,被认为是农村地区替代散煤的另一解决方案。生物能源的原料收集、储存、运输、转化过程需要大量的劳动力。对于目前正鼓励农民原地就业的中国来说,推广生物能源似乎是不错的选择:一方面提供了就业机会,符合新型城镇化的建设思路;另一方面也可以解决农村的用能问题,余量还能供给城镇。

但是,中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会副秘书长王卫权坦言,实际上,在农村大面积推广沼气等生物能源并不容易。首先,相较于大型能源企业,农户非常分散,难以控制,针对企业的一整套管理流程在散户面前非常无力;其次,农民的环保意识不强,什么便宜就烧什么,政府不提供环保改造补贴或燃料补贴就不用。而政府补贴容易使农户形成依赖性,各环节的资金监管也容易出现问题,在当前经济下行的压力下更不可持续。

“这就要看政府创新的能力如何”,王卫权表示,找到投资人,搭建起企业政府合作的商业化运作模式,也许是同时解决农民用能和环境保护的目标的好办法。

另外,他还认为间接的鼓励措施也很有必要,比如更严格的控煤措施。进一步压缩煤炭行业的空间也会给包括生物质能源在内的所有可再生能源带来更好的发展机遇。

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