深度丨北方冬季最大污染源散煤采暖治理之策

  现在，京津冀采暖季大气中的PM2.5中，散煤排放占50%以上。湿法脱硫排放的PM2.5在非采暖期的污染源中占50%左右。

  因此，只要将这两个主要污染源排放的PM2.5大幅减下来，京津冀地区全年的PM2.5就可以下降50%左右。而这两个污染源都不难治理。

  散煤采暖污染，大多分布在在中国北方的农村和城乡接合部。虽然这个污染源已经有上百年的历史，但是，污染排放量达到今天这样巨大的规模，却是最近十多年来的事情。

  2013年10月8日 ，陶光远先生在财新网发表了文章《北京治霾：能否少花钱多办事（之一）》，他指出：农村住宅的采暖是一个被很多人忽视的重要燃煤污染源。

  从上世纪80年代初到如今，采暖炉具在排放上并没有太大的改进与创新，但北京的人均住房建筑面积却从6平方米左右到达50平方米左右。

  北京农村几十万户传统住宅，一年就要烧200万吨左右的煤炭。未经任何处理的煤炭燃烧的尾气排放到大气中对大气导致非常严重污染。

  2015年，陶光远先生参与了一个中德合作大气污染治理可行性研究项目。在和德国同事的交流中，他得知农村散煤采暖的炉具烟气中颗粒物的排放浓度至少为700毫克/立方米左右，甚至更高。

  如此算来，河北省每年冬季烧三四千万吨散煤采暖，能排放20多万吨的颗粒物！燃烧散煤排放的二氧化硫就更多了，按重量计算，比起颗粒物至少翻一番，达到50万吨左右。

  之后，2015年12月1日，北京发生了一场局部地区PM2.5的浓度超过1000微克/立方米的严重雾霾天气。

  陶光远先生为此写了一篇文章《北京发生世纪大霾的根本原因是什么？》，指出：小型燃煤采暖炉或锅炉燃烧时煤炭中大量的焦油挥发出来未经燃烧扩散到大气中遇冷凝结，成为特别毒的液体颗粒物，加上固体颗粒物。

  2016年底，我从石家庄坐高速列车到北京，在北京西站下车时发现，高速列车浑身被煤焦油和烟尘的混合物覆盖，我用手巾纸在车厢上写了一个“和”字，手巾纸沾满了油腻的烟尘，这就是散煤燃烧产生的污染物。

  2016年以来，政府一直在加强对污染治理的力度，但任旧存在针对性不强等问题，民用散煤排放仍是京津冀及周边地区大范围重污染的主要成因。

  2017年3月，陶光远先生在《河北治霾随记（2）——散煤燃烧采暖为何成为重霾元凶》一文中，这样写道：

  “尽管散煤燃烧仅仅占河北省整个煤炭消耗的10%左右，但是由于其燃烧时污染物排放的浓度高，所产生的颗粒物和二氧化硫的排放量肯定都超过排放总量的50%。”

  “人们已经注意到，在非采暖季，京津冀地区的空气质量有了明显的改善。但是在采暖季，空气质量就没有改善，甚至感觉在恶化。

  原因很尴尬，工业污染治理的力度还是很明显的，而散煤采暖污染的治理并不顺利。

  由于农村里的生活水平的提高，人们为了室内的舒适度，燃烧了慢慢的变多的散煤。因此，近年来，散煤燃烧采暖的煤耗一直在增长。”

  “但这个污染责任并不在烧散煤的家庭——这些家庭大部分是农民家庭。问题出在燃煤设备和燃烧的煤炭上。”

  德国历史上也是一个以散煤燃烧采暖为主的国家，在二战后，才改为烧燃油或天然气采暖。

  但是， 德国长期以来很看重降低小型家用固体燃料采暖炉/锅炉的污染物排放，并提高燃烧效率。

  在上世纪七十年代起，，德国对小型家用固体燃料采暖炉/锅炉的燃烧烟气颗粒物排放量标准上限逐渐提高要求，到2015年更是降到了20（大功率）~40毫克（小功率）/立方米。

  这已经达到了燃煤发电厂的污染排放标准，只有现在京津冀地区广泛使用的家用小型燃煤炉/锅炉烟气中颗粒物排放浓度的5%左右。

  而德国燃烧的型煤一般用低硫褐煤作为原料，在燃烧时会发生化学反应使得烟气中的二氧化硫含量逐步降低，烟气中的二氧化硫含量不到京津冀地区散煤燃烧烟气中二氧化硫平均含量的10%。

  第一条路是采用清洁的替代能源，主要是电力和天然气，即所谓的煤改电和煤改气。现在很多地方都在推冬季采暖煤改气或煤改电。

  尽管天然气和电力在使用时，调控性好、使用效率高，但是它们的价格都是燃煤的三到五倍。

  除非对建筑物做节能改造，降低建筑物的采暖能耗。否则，采暖费就是一笔巨大的负担，无论谁承担都是很困难的。

  以河北省为例，原来燃煤时每个家庭的支出为2000~3000元，如果全部改为电力或天然气，则每个家庭的采暖支出每年要增加2000~3000元，这对于人均可支配收入只有1万元出头儿的河北农村，是一个很大的经济负担。

  以北京市的煤改电为例，电网改造、热泵二项就需200亿~300亿元。每年电费得补贴20亿元左右。

  北京财政状况较好，投钱就是了。但河北省的经济水平比北京差得多了，而河北省的农村人口比例又远高于北京。

  因此对于河北省政府和老百姓来说，若用煤改气或者煤改电采暖，钱着实是个事儿。

  电力基本上还是有保障的，即便极寒好几天，通过电力价格的调节，还是能够对付的。

  但是，采暖季的天然气用量远大于非采暖季，而中国的季节性天然气储备库容量又不足够大，估计连3个星期都保证不了。

  而建设季节性储气库又是一笔巨大的投资，需要加在冬季采暖用天然气的成本上。

  如何解决这样一些问题呢？一个最简单的办法是对建筑进行节能改造，减少采暖能耗的需求，因而节省采暖能耗的支出。

  在城镇建筑的节能领域，中国已经有了一些经验。德国能源署在2010年开始与中国住建部合作，在中国开展了被动式超级节能示范建筑的建设，被动式超级节能建筑的节约能源的效果很好，能节约90%以上的采暖能耗。

  陶光远先生建议在河北省农村住宅进行简易的节约能源改造，对屋顶、北墙和东西墙进行保温改造，可将建筑能耗减少50%左右，这样的改造每户仅需要1万元出头儿。

  而改造后，每户农民使用清洁能源的能耗支出就与原来燃煤不相上下了，用5年左右节省的采暖费支出就可回收改造的成本。

  以即将与北京联合举办冬奥会的张家口市为例，近百万个农村家庭，简易建筑节能改造总共需要100多亿元，政府如何筹得这笔钱？中央政府能够承担这笔支出吗？

  清洁燃煤中国也进行了很多的示范推广工作，但目前总体来说不太成功。原因很简单，将炉具和燃煤分开了。

  负责燃煤的部门大力推广清洁煤，但由于炉具的燃烧技术水平很低，造成燃烧不充分，仍然排放大量的颗粒物。

  2017年2月北京郊区小燃煤炉燃烧无烟煤做的清洁型煤排放的烟气,肉眼看上去，烟气中的颗粒物含量应该是几百毫克/立方米。

  以德国为例。在二战以前，除了少数大城市的家庭靠集中供暖，家庭采暖大多数都是靠散煤。直至今日，仍有几十万个家庭冬季采用户用燃煤炉采暖。

  前不久，国内某大型煤矿公司从德国进口了按照2015年德国最新排放标准制造的户用水暖锅炉和德国用褐煤制作的型煤，在北京某权威机构做了测试。

  测试结果与中国大多数的户用采暖小锅炉、中国自2016年7月1日起执行的燃煤锅炉排放标准比较如下：

  这也就是说，没有一点烟气后处理工艺的德国户用小锅炉+德国褐煤做的型煤燃烧排放的烟气中的污染物居然比中国的工业和供暖燃煤锅炉采用了烟气后处理工艺后排放的烟气还要干净。

  上述这家国内大型煤矿公司正在与德国的有关公司合作，积极开发超低污染排放且适合中国国情的户用小燃煤锅炉和相应的型煤，在马上就要来临的冬季能够直接进行示范应用。

  每台户用小燃煤锅炉的造价估计为3000~5000元。用这种新型的户用燃煤小锅炉，燃煤热效率可达80%左右，而现在京津冀地区大多数的户用燃煤小锅炉的燃煤热效率为35%~50%。

  因此用这种新型的户用燃煤小锅炉估计能节省40%左右的燃煤。尽管煤炭经过加工，成本会增加20%~30%，但由于燃煤量的减少比例更高，因此，用户的燃煤成本不仅不会增加，反而可能还会减少。