2021年4月28日,中国绿发会“大气治理与低碳发展研究中心”(以下简称 “中心”)以“协同减碳降污,共创冬奥蓝天”为主题在北京中国科技会堂召开专家座谈会,讨论如何保障 2022北京“冬奥蓝”,并协同推进碳中和话题。会上,中心主任何平博士发出警告:如果不治理白色烟羽和控制氨排放,即使大范围停工限产,明年北京 “冬奥蓝”也难以实现。

何平博士首先分析了目前大气污染治理的困境。从2020年入秋到2021年三月份,我国华北地区先后发生17次大范围雾霾,包括2021年除夕和“两会”期间华北地区发生的重度雾霾。从 2013年雾霾暴发以来,在“大气污染防治行动计划”和“蓝天保卫战”重拳出击下,包括实施世界上最严格的烟气超低排放标准,大范围的煤改气、煤改电,秋冬季不断地停产、限产等多重举措,在企业投入巨大,北方地区付出巨大经济代价的前提下,大范围雾霾仍然没有减缓的势头。今年2、3月份,北京地区一多半时间处于明显雾霾污染状态。北京冬奥会、冬残奥会将于 2022 年同一时段在北京、张家口两地举办,正值华北重污染天气频发时段,空气质量形势十分严峻,实现中国政府对冬奥会的环境质量承诺压力巨大。

2008年的“奥运蓝”给人留下深刻印象,其主要措施是北京周边地区大范围停工限产。能否像 2008年那样通过大范围停工限产措施来实现2022 “冬奥蓝”?何博士的答案是否定的。他分析了2022 北京“冬奥会”和2008北京“奥运会”在面临大气环境问题上的不同。首先是时间上的差别, 2008 “奥运会” 是在当年8月份举行的,而 2022“冬奥会”是在 2、3月份举行,2,3月份比8月份更容易产生雾霾。第二是污染物和污染形成的方式不同,2008年大气主要污染物是传统污染物(硫硝尘),而且当时工业水汽排放量远没有现在大,直接排放是大气污染的主因,可以通过停工限产来改善大气环境质量;目前传统污染物已经大幅下降,对雾霾产生影响的主要是非传统污染物(可凝结污染物,氨和 VOCs),当前工业水汽排放量也已远超 2008年,现在的大气污染不仅与直接排放相关,而且与大气扩散条件相关,在重污染暴发过程中,PM2.5 绝大部分是残留的传统污染物,可凝结颗粒物,VOCs, 氨和水汽在大气中化合而成。因此,如果不立即治理非传统污染物和大幅减低工业水汽排放,即使采取和2008年奥运期间同样的大范围停工限产措施,明年冬奥期间的环境质量也难以保证。

何博士指出,目前在华北地区,秋冬季停工限产已是常态,但对大气污染的改善很有限。2020年春节疫情期间是一个最好的实验,绝大部分生产,生活处于停顿状态,只有电厂,供热锅炉和少数重工业在运转,雾霾仍然频繁而至,而明年“冬奥会”期间的关停不可能达到疫情期间的程度,因此大范围雾霾暴发是大概率事件。

是什么原因导致雾霾治不下,关不住?何博士引用了绿发会前四次大气污染精准治理研讨会得出的结论:目前治理常规大气污染物(二氧化硫和氮氧化物)的技术缺陷和标准缺失,导致了大量非常规污染物(可凝结颗粒物CPM,氨气)的排放,而这些非常规污染物没有得到监管和治理,加上大量工业水汽排放引发的不利大气扩散条件,是雾霾暴发和久治不愈的根本原因。也就是说,雾霾是治理措施不当,环境标准有漏洞,又没有采取补救措施而引起的。

何平博士进一步分析了非传统污染物是如何被“治理”出来,环境标准漏洞在什么地方。

目前电厂和工业锅炉治理二氧化硫而广泛采取的“湿法脱硫”工艺,是从欧洲、日本引进的,但在我国应用中去除了一个重要装置——烟气升温器,导致脱硫后烟气低温、低空,高湿排放,在烟囱上方形成大量的白色烟羽,其中含有大量可凝结颗粒物CPM和水汽,哈尔滨工业大学实验室测出脱硫后细颗粒物的数量是脱硫前的400 倍!根据北京,上海环境科学机构的实地监测,实现超低排放的电厂排出的白色烟羽中,有平均13.93毫克/立方米的CPM,而CPM没有在目前的颗粒物检测和控制指标中,这是一个巨大的漏洞。这些天量(每立方厘米粒数以千万计)的超细颗粒物,随烟囱的白色烟羽进入大气中,在大气湿度的影响下,凝并长大,变成了PM2.5,形成雾霾。所以现在出现这么一个现象,我们的环境指标是世界级的,但实际污染程度也是世界级的!

白色烟羽对雾霾的影响是显而易见的。 2018年,11个省市发布地方条例,开启了一轮以消除白色烟羽为目标的“除湿脱白”工程,但由于各地标准不一,成本偏高,在治理初期,区域效果并不明显,在电力系统的反对下,生态环保部2019年发文要求各地“对稳定达到超低排放的电厂,不得强制要求治理“白色烟羽”,实际上叫停了各地的“除湿脱白”项目。很明显,主管部门仍然相信“超低指标”能治污,而没有直面“白色烟羽”是事实上的PM2.5 发生器,从这几年不得不靠关停来维持一定的环境质量和严重雾霾造成的健康损失,实际上是整个社会在为“白色烟羽”买单!

氨是气态污染物形成 PM2.5的前提条件。目前的主流脱硝(减排氮氧化物)技术,是用氨作为还原剂的。为了达到超低的控制指标 (远高于欧美),燃煤企业大量喷氨,仅电力系统就有每年超过 130万吨的氨排放(通过粉尘,脱硫废水和烟气)到大气中,随着超低标准推广到非电行业,氨排放更是失去控制!这些氨与硝酸或硫酸等气体发生反应,形成硫酸盐、硝酸盐等,大大增加了大气中PM2.5浓度。传统的观点认为农业和畜牧业是氨排放的大户,但中国科学院大气物理研究所最新的研究发现,在城市地区,非农业(包括电力,工业,废物,和机动车)的氨排放已占 66%,华北地区大气中的氨含量“显著的高”。农业用氨几十年来相对稳定,燃煤、燃气锅炉超低脱硝造成的氨排放是大气中氨含量增加的主要原因。中英顶尖科学家团队共同研究了北京空气污染状况及其对人类健康的影响,并于今年2月发表了最终报告,也指出“削减氨气排放可以显著降低北京市PM2.5浓度”。 因此我们对氮氧化物的治理,也是盲目追求高指标,导致“按下葫芦起了瓢”,把氨给“治理”出来了!而目前对氨的检测和控制,基本上是形同虚设。

大量工业水汽的排放是雾霾形成和暴发的另一个关键因素,目前被忽视。在全国范围内,“湿法脱硫”后的白色烟羽排入天空的水汽量约为20亿吨,冷却塔排放水量约为54亿吨,加上非电行业和天然气使用,工业水汽排放总量每年在150亿吨左右,这些水汽在北方城市地区冬季,能推高20%左右的相对湿度,导致PM2.5升高。同时这些水汽(同时含有热量)和夹带的细颗粒物集中在城市周边排放,使得局部的云层增厚,形成静稳,逆温环境。高湿、静稳、逆温使得大气扩散条件恶化,导致污染物在近地表大气边界层内累积,放大和加剧雾霾。

因此雾霾暴发和久治不愈的原因是非传统污染物-可凝结颗粒物 CPM和氨排放失控,夹带有细颗粒物的工业水汽没有管制,如果要大幅改善北京地区明年二,三月份的大气质量,何博士建议采取以下行动:

1)强制回收京津冀地区各电力、非电行业的湿法脱硫后烟气的余热和水汽。根据各地对“白色烟羽” 的治理实践,采取“烟气余热,水汽回收利用”来治理“白色烟羽”是目前经济成本最低,对雾霾的发生能取到釜底抽薪作用的技术手段。企业在烟气余热,水汽利用项目上可实现节能、节水、降霾、减碳和增收的多重效益,也符合目前国家推动清洁供热的鼓励政策。

2)对燃煤,燃气电厂冷却塔的水汽(特别是用海水冷却的电厂),采取消雾措施,降低水汽排放。冷却塔消雾可以减少一部分水汽排放,同时削减水汽夹带的颗粒物。

3)回收京津冀地区城区内供热锅炉(燃煤,燃气)的烟气。

4)地区农村居民的散烧煤炉,一律更换经检验合格的洁净煤炉具。

5)将氮氧化物超低排放标准恢复到各行业超低标准以前,使企业减少氨用量和氨排放,以降低地区大气中的氨含量,同时推广无氨脱硝工艺的使用。

何博士认为,如果采取上述针对性措施,治理 “白色烟羽”,减少工业水汽和氨排放,投资少,见效快,京津冀地区的主要雾霾因子能够被削减,从而大幅提升空气质量,基本消除重度和中度污染,大幅削减轻度污染,改善明年二,三月份的大气质量,同时避免大规模停工限产。

中国绿发会副理事长兼秘书长周晋峰,原国务院参事、国家能源局原局长徐锭明为本次会议致辞。会议还邀请了中国工程院院士、火箭军工程大学教授侯立安,国务院发展研究中心研究员周宏春,亚洲开发银行首席气候变化专家吕学都,中国节能协会副理事长王钦波、秘书长宋忠奎,中国绿发会副秘书长马勇,齐鲁工业大学研究员周勇等以及南开大学,山东大学,北京科技大学,北京工业大学和相关科研院所、企业代表共同参与本次讨论。光明日报,中国经济新闻,环境与生活等媒体报道,百家号,微博等新媒体全程直播。

整理/绿援 审/HP