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“煤改气”系列分析文章(一):煤改气是北京实现未来五年空气质量显著好转的重要手段
admin 2014/01/13

“煤改气”—— 北京实现未来五年空气质量显著好转的重要手段作者:磐石环境与能源研究所 根本扭转中国东部大部分地区严重的空气污染需要经济结构和能源供应系统的深层次变革,这项艰巨任务与公民期待空气质量能够尽快改善的愿望形成矛盾。然而,在经济结构和能源体制逐渐改变的过程中,政府加大了治理空气污染的监管力度。2013年9月,中央和地方政府相继出台了一系列应对严重空气污染的政策举措。其中最令人关注的是,空气污染最为严重的京、津、冀地区,设定了到2017年改善本区域空气质量的量化指标。

华北地区是中国空气污染最为严重的地区,污染城市最为集中,河北、山东的众多地级市和北京、天津两大直辖市常常处于全国空气污染严重程度(以可吸入细颗粒物PM2.5为评价的主要指标)城市排名中的前列。北京控制空气污染的目标是到2017年将空气中的细颗粒物PM2.5的年均浓度控制在60微克/立方米左右的水平。实现这一目标,需要京、津、冀三地通力合作,迅速实施一些在短期内(3-5年内)确实有效的手段。 华北地区煤炭在发电和工业生产中的普遍使用是导致这一地区空气污染严重的最大原因[1]。如何控制煤炭的消费总量及增长速度将直接关系到治理空气污染的目标能否实现。虽然钢铁、水泥等重工业和交通领域的排放也是空气污染的主要原因,但从中央政府给华北最大煤炭用户河北省下达的五年内使煤炭消费总量净减一亿吨[2]的目标来看,煤炭消费的控制是实现华北地区空气质量好转的关键。 在五年内实现华北地区空气质量的显著改善,需要找到在电力生产和工业原料等方面替代煤炭的能源供应方式。从目前能源资源可得性、可替代性、政策目标要求和实施替代的期限来看,用天然气替代煤炭(即“煤改气”)是可行性较高的方案。当然从较长的能源发展趋势来观察,可再生能源将扮演更加重要的角色,但在本系列文章中,我们仅讨论天然气替代煤炭的挑战和可行性。 使用天然气替代煤炭可行性高。首先从资源可得性来看,虽然中国进口天然气的比例在逐年提高,但从全球天然气市场来看,天然气资源的市场供给仍然是充分的(这一部分将在系列文章第二篇中展开讨论);从能源的可替代性来看,在供热和发电方面,天然气几乎可以完全替代煤炭。在化工产品生产方面,天然气也可以替代一部分煤炭的角色。在为工业生产提供能源来看,天然气也可以比较好地替代煤炭。从污染物排放来看,天然气比煤炭有显著的优势,产生同样的电量(如1000千瓦时),天然气发电排放的污染物数量要远远低于燃煤发电,例如二氧化碳排放,天然气是煤炭的40%,甲烷是6.7%,二氧化硫是0.02%,一氧化二氮是4.6%,PM2.5是18.6%,PM10是16.7%[3]。此外,实施天然气替代煤炭改造需要时间并不漫长。当然,进行发电机组的“煤改气”需要大量投资,这样的改变对电价有怎样的影响,全社会是否有足够财力支持火电“煤改气”这样的能源供应方式的转变,本系列文章第三篇和第四篇会进行讨论。 政治意愿、经济发展水平和公众对良好空气质量的诉求都是影响“煤改气”是否有效实现的重要因素。用这三个重要因素来衡量华北地区几个省市实施“煤改气”遇到的挑战,我们看到各省市所面临的困难程度是不一样的。如果用高、中、低三个水平来区分三个因素对“煤改气”实施的影响程度,我们可以看到地区之间的明显差别,依据这样的差别,我们可以粗略估计京、津、冀推进“煤改气”政策的难易程度。 表1-1:京、津、冀“煤改气”的影响因素和实施难易度


政治意愿经济发展水平公众诉求实施“煤改气”的难度
北京
天津
河北

京、津、冀三地只有有效合作,华北地区的空气质量才能真正实现改善。从三省市经济结构和煤炭消费量的比较可以看得出来,河北是实现2017年空气质量改善目标的重中之重。但是这并不意味着河北有能力承担改善华北空气质量的最主要责任。治理责任和成本如何京、津、冀之间分担是一个十分重要的问题,我们将在以后的文章中专门讨论。 天然气管线设施和天然气供应是否能够满足京、津、冀“煤改气”对天然气快速增长的需求,是一个关键问题。本系列文章第二篇将以北京为例展开讨论这一问题。


尾注:

[1] 雾霾真相:京津冀地区PM2.5污染解析及减排策略研究. 绿色和平. 链接:http://www.greenpeace.org/china/zh/publications/reports/climate-energy/2013/jjj-frog-track-rpt/. 获取时间:2014年1月13日。
[2] 以煤炭、电力、钢铁、化肥、水泥等重工业为经济增长主要驱动力的河北省2012年煤炭消费已经达到3.89亿吨,而北京和天津分别为0.2300亿吨和0.52亿吨。中央政府对河北省提出的目标是到2017年煤炭消费控制在2.5亿吨。而河北省考虑到自身的经济发展,也在争取较为宽松的控制指标。
[3] Table 1,Promoting Geothermal Energy: Air Emissions Comparison and Externality Analysis. Page 9. 链接:  http://geo-energy.org/events/Air%20Emissions%20Comparison%20and%20Externality%20Analysis_Publication.pdf. 获取时间:2014年1月13日。