【封面策划】大气治理这十年
策划/本刊编辑部 执笔/本刊记者 张越月
近几年,不少人都有这样的直观感受:天更蓝了,晴朗的日子越来越多了。好天气来之不易。2011~2013年,我国多地特别是北方地区雾霾天气频发,对城市环境、公众健康、交通安全和农业生产的影响日益显著。为解决区域性大气污染问题,我国在2013年颁布《大气污染防治行动计划》,这份被称为“大气十条”的行动计划提出了包括优化产业结构、调整能源结构在内的十项措施,成为大气污染防治工作的行动指南。
“大气十条”最重要的贡献是明确了污染的三大来源:工业、燃煤和机动车。不难看出,三大污染源都和能源有关——工业锅炉通常会排放二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等污染物;燃煤则排放硫酸盐、黑炭等物质,这些物质是细颗粒物(以下简称“PM2.5”)的主要组成部分;燃油机动车排放的尾气包括一氧化碳和碳氢化合物等有害气体。于是,能源行业自然成为大气治理的重要力量。回顾过去十年,我国在保持国内生产总值翻番的同时,将PM2.5平均浓度下降57%,减少了93%的重污染天数。这份成绩,离不开能源行业参与和助力。
党的二十大报告指出,要统筹产业结构调整、污染治理、生态保护、应对气候变化,协同推进降碳、减污、扩绿、增长,推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展。生态环境部部长黄润秋今年7月介绍,将加快推动《空气质量持续改善行动计划》出台,并从“坚持减污降碳协同增效,加快推动绿色低碳产业发展”等方面发力,加强生态环境保护,全面推进美丽中国建设。
如何做好有效协同,提高精准治理水平,让空气质量获得持续改善?能源行业仍需瞄准目标,发力探索,推进实践。
三轮攻坚,能源提供有效助力
从2013年算起,我国大气治理已经进入第三个周期,调整能源结构始终是治理重点。
“大气十条”针对京津冀、长三角、珠三角等区域提出多项能源结构调整的具体举措,并明确时间节点,例如,“在2015年年底前基本完成燃煤电厂、燃煤锅炉和工业窑炉的污染治理设施建设与改造,完成石化企业有机废气综合治理”等。
2018年7月,被业内称为“大气十条”二期的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》发布。和“大气十条”相比,“三年行动计划”的攻坚范围扩大,强调要加快调整能源结构、构建清洁低碳高效能源体系,坚持发展非化石能源与清洁高效利用化石能源并举,以解决“清洁化利用水平仍偏低,结构性污染突出”等问题。
2021年10月,《2021-2022年秋冬季大气污染综合治理攻坚方案》发布,这份方案除了继续扩大攻坚范围,还提出“坚决遏制‘两高’项目盲目发展,有序推进北方地区清洁取暖,积极稳妥实施散煤治理,深入开展锅炉和炉窑综合整治”等举措。
三份治污方案接力推进的十年,也是我国能源行业加快实现清洁低碳转型的十年。以风电、光伏发电为代表的新能源快速发展,截至2023年9月底,全国可再生能源装机容量约13.84亿千瓦,已超过火电装机;以特高压电网为骨干网架促进清洁能源大规模开发和大范围配置,支撑我国新能源的快速发展,进而降低了全社会对化石能源的依赖;以充电桩、岸电设施为代表的绿色基础设施陆续落地,助力交通领域的低碳转型。此外,随着大数据、人工智能等科技手段被引入,电能替代、以电测碳等技术也被用于大气污染防治,推进了治理进程。
过去十年,我国能源消费结构调整效果显著,煤炭消费占能源消费的比重从2013年的65.7%降至2022年的56.2%,90%以上煤电装机已实现超低排放,清洁能源消费量占能源消费总量的比重则从15.5%提升到25.9%;在能效领域,我国能耗强度十年内累计下降了26.4%,相当于少用了14亿吨标准煤;在交通领域,新能源汽车总量占汽车保有总量的5.5%,北京等大城市的清洁能源和新能源公交车占比超过85%。
能源消费结构调整对大气治理的贡献被业内广泛认可。正如中国工程院院士、清华大学环境学院教授郝吉明所说,能源结构调整已显著减少了大气污染,与能源相关的产业结构调整对大气污染治理的贡献同样明显,国家重大减排工程也发挥了重要作用。
转换赛道,治理亟待协同推进
中国工程院院士、清华大学环境学院教授贺克斌把2013~2022年称为大气污染治理的“黄金十年”。在减排基数大、多方配合得力的情况下,我国主要污染物的总量均始终在下降。如北京市的年均PM2.5浓度从89微克/立方米下降到35微克/立方米,下降幅度超过60%。
多位业内人士认为,这种快速下降的态势已经在放缓。同时,三个新趋势的出现给大气治理带来新挑战。
趋势之一是我国大气主要污染物进入低浓度期。
亚洲清洁空气中心推出的《大气中国2023·中国大气污染防治进程》报告显示,2022年,全国整体PM2.5年均浓度继续下降至29微克/立方米,同比下降1微克/立方米,首次降至30微克/立方米以内。贺克斌认为,PM2.5已经整体处于低浓度阶段,想要进一步压减并不容易。根据国外研究和经验,低浓度期的PM2.5污染会有所反弹。
趋势之二是国际通行的空气质量标准大幅提高。
我国空气治理近年已与国际标准接轨,2012年发布的《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)中增加了PM2.5和臭氧标准浓度两项指标,就是参考了世界卫生组织2005版全球空气质量指南,其中PM2.5的浓度值与世界卫生组织建议的第一阶段过渡目标相当,浓度标准的明确为此后十年的治理奠定了基础。
2021年9月,世界卫生组织发布了新版全球空气质量指南,收严了包括PM2.5、PM10、臭氧、氮氧化物在内的主要污染物标准,其中PM2.5的标准由现在每年10微克/立方米降至5微克/立方米,PM10的标准则从20微克/立方米降至15微克/立方米。但当前,全球绝大多数国家的环境空气质量标准都与上述新标准存在差距。
趋势之三是以臭氧为代表的污染物成为治理新重点。
根据生态环境部的统计,2019年,全国以臭氧为首要污染物的超标天数占总超标天数的41.8%,仅次于占比45%的PM2.5。国家气象中心发布的《2022年大气环境气象公报》显示,2022年我国臭氧平均浓度较2021年上升5.8%。可以说,臭氧已成为仅次于PM2.5的影响全国空气质量优良天数比例的第二大因素,在京津冀及周边、长三角等重点区域,臭氧甚至已成为大气的首要影响因素。生态环境部环境规划院大气环境规划研究所所长雷宇表示,臭氧污染的整体发展集中表现为浓度持续升高、轻度污染为主、区域性特征明显。
面对上述趋势,除了传统的空气治理手段,更有效、更有力的治理手段也亟须被引入,以加快减污降碳协同治理。
生态环境部环境规划院的研究表明,污染物与二氧化碳排放呈现显著同根同源性。我国主要大气污染物排放源中,几乎所有二氧化硫和氮氧化物排放源,50%左右的挥发性有机物(VOCs)和85%左右的一次PM2.5(不含扬尘)排放源,都与二氧化碳排放源高度一致。
贺克斌认为,中国的空气质量稳定改善的前提,是上述四大污染物必须从千万吨级降到百万吨级。已经降到百万吨级的污染物只有二氧化硫和PM2.5,臭氧等污染物含量仍然停留在千万吨级。因此,需要通过减污降碳协同推进,让中国未来的发电结构实现“二八对调”,推动工业等排放“大户”实现电气化,以持续快速推进污染治理。
守护蓝天,技术支撑减污降碳
11月初,受到区域低压、逆温、静稳及高湿等气象条件的影响,京津冀及周边地区出现一次PM2.5污染过程。根据生态环境部网站发布的消息,11月上旬,苏皖鲁豫交界个别城市可能出现中度污染,短时可达重度污染;辽宁西部、长三角区域北部内陆个别城市、珠三角局地部分时段可能出现中度污染。
不仅是11月,根据亚洲清洁空气中心的统计数据,今年以来,除长三角地区同比持平外,京津冀及周边“2+26”城市、汾渭平原的PM2.5浓度均有所升高,涨幅分别为2.3%和9.5%。
这说明,大气污染的治理之路还很长,未来,要更加重视减污降碳协同治理。
对于协同治理,能源行业已经积极关注并进行探索治理。去年9月,由中国华能集团研发的低温烟气污染物一体化脱除技术在华能临沂发电公司开始工业验证,这项技术可以实现对烟气污染物近零排放、多污染物的一体化控制,并对二氧化硫实现资源化利用;今年1月,国网数字科技控股有限公司与中国环境科学研究院共同成立“电力大数据减污降碳协同应用”联合实验室,实验室将推出电力环保指数发布、大气环境联防联控、污染源清单动态化、污染源监管及污染预测、温室气体排放管理等创新应用。
做好协同治理,除了推进末端治理,还要关注整体产业链的治理。
生态环境部环境规划院大气环境规划研究所副所长宁淼以电力行业举例,他认为,目前电力行业大气污染物排放量在工业行业中的占比,以及二氧化碳排放在能源行业中的占比依然较高,装机结构、燃料消费使用和运输方式等方面都有提高的空间。未来,减污降碳协同增效应更加注重统筹协调减排和降碳、全过程控制、系统施治。
国家气候战略中心战略规划部主任柴麒敏以石化行业举例,他认为,石化产业链长,涉及下游产品多,行业既受到来自上游的压力,也将受到来自下游企业减污降碳等一系列约束,未来应通过产业、产品结构优化升级,能源、原材料结构优化,提升石化行业精细化管理水平和减污降碳协同共治综合效能。
数字技术也是加强源头治理和产业链管控的有效手段。降碳的主要路径涉及资源增效减碳、能源结构降碳、地质空间存碳、生态系统固碳等四方面。污和碳的减量、排放控制措施成本,能源、环境、健康的投入产出,工程和经济等多方面的信息都需要用工具和数据支撑计算。
贺克斌建议,可通过模型和数据库实现对未来减排路径、污染暴露水平、费用效益的定量分析,并依托各类科技平台,健全基础数据库、优化分析工具、创新碳中和技术,在现有研究基础上持续完善大气污染与温室气体深度融合的来源解析与协同减排路径识别技术体系。
我国大气污染治理重大事件和政策回顾
2013
我国发布《大气污染防治行动计划》,简称“大气十条”。
2014
国务院常务会议审议通过《大气污染防治法(修订草案)》,草案强化污染排放总量和浓度控制,增加了对重点区域和燃煤、工业、机动车、扬尘等重点领域开展多污染物协同治理和区域联防联控的专门规定。
2015
北京APEC会议期间,城区多日被蓝天所“拥抱”,被媒体称作“APEC蓝”;据环保部统计,11月1日至12日,北京市空气中各项污染物平均浓度均达到近5年同期最低水平。
国家能源局印发的《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)》提出,大气污染防治重点控制区域的燃煤锅炉要按照国家有关规定达到特别排放限值要求。
大气治理重点区域特别是京津冀地区启动环境执法与机动车排放污染控制联动工作机制。
2016
八部门联合发布《关于推进电能替代的指导意见》,提出以降低大气污染物排放为目标,根据不同电能替代方式的技术经济特点,因地制宜,分步实施。
中国工程院组织对“大气十条”实施情况进行了评估,并发布报告。评估认为,全国城市PM2.5、PM10浓度呈下降趋势,但环境空气质量面临形势依然严峻。
2017
党的十九大报告指出,坚持全民共治、源头防治,持续实施大气污染防治行动,打赢蓝天保卫战。
多部门联合停止环渤海港口接收汽运煤,改由铁路运煤,拉开“公转铁”的序幕。
2018
新组建的生态环境部召开首场例行新闻发布会时提出,将全面启动七大专项行动,集中力量打好污染防治攻坚战。
国务院发布的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,提出将从行业、污染源及区域三个方面拓展,这标志着大气治理第二阶段正式开启。
2019
党的十九届四中全会提出,坚持和完善生态文明制度体系,促进人与自然和谐共生。要实行最严格的生态环境保护制度,全面建立资源高效利用制度,健全生态保护和修复制度,严明生态环境保护责任制度。
2020
我国提出“将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”的目标。
国务院新闻办公室发布,“十三五”规划纲要确定的生态环境九项约束性指标和污染防治攻坚战阶段性目标任务均圆满超额完成,蓝天、碧水、净土三大保卫战取得重要成效。
“十四五”规划提出我国生态文明建设新目标,明确要求建设人与自然和谐共生的现代化。
2021
《中共中央 国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》印发,提出了当前和今后一段时期深入打好污染防治攻坚战的目标任务,明确了打好重污染天气消除攻坚战等八项战役。
2022
党的二十大报告指出,要推进美丽中国建设,坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理,统筹产业结构调整、污染治理、生态保护、应对气候变化,协同推进降碳、减污、扩绿、增长,推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展。
《减污降碳协同增效实施方案》印发,目标到2025年,减污降碳协同推进的工作格局基本形成;到2030年,减污降碳协同能力显著提升,助力实现碳达峰目标。