環境約束下的中國焦炭總量規模控制研究

摘 要： 針對焦炭產能過剩，選擇焦炭總量規模是中國乃至全球焦炭市場關注的熱點。煉 焦是污染最為嚴重的行業之一，焦炭的總量規模直接關系到污染物減排目標的實現。文章通 過環境約束下的焦炭總量規模控制模型，根據“短板原理”，確定了焦化行業的焦炭總量， 提出了焦化行業實現可持續發展的對策。

關鍵詞：環境約束 焦炭總量 對策

中圖分類號：F602.1

文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2007）11-062-02

《國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》提出，到2010年全國主要污染物排放總量比 2005年減少10%，二氧化硫由2005年的2549萬噸減少到2294萬噸，化學需氧量由1414萬噸減 少到1273萬噸。目前，中國的環境保護形勢嚴峻，大氣和水環境污染排放水平居高不下，全 國44.9%的城市環境空氣質量超標，7大水系中一半左右河段喪失了水體功能。2006年，SO 2和COD污染物排放量不降反增，達到了2594萬噸和1431萬噸，同比增長了1.8%和1.2%。煉焦 行業是污染最為嚴重的行業之一，焦炭的總量規模直接關系到污染物減排目標的實現。

一、焦炭生產對區域環境影響分析

焦化行業是污染大戶，煉焦過程產生大量的廢水、廢氣和固體廢物。多年來，由于煉焦技術 設備落后以及環保設施不完善，很多企業的焦爐煤氣未能得到充分利用而放掉，產生的污染 物也未能得到有效治理，對環境造成了嚴重污染。

焦炭生產向環境排放的污染物，具有排污環節多、強度大、種類繁雜、毒性大等特點。研究 表明，焦炭生產排放的有毒粉塵經呼吸系統進入人的肺部并沉積在肺區和支氣管區，直接危 害人體健康。據報道，當空氣中TSP濃度大于100μg/m³時，呼吸道疾病感染率明顯增加； 大于200μg/m³時，慢性呼吸道病人死亡率增加；大于800μg/m³時，心臟病人死亡率增 加。SO₂是一種辛辣、窒息性氣體，能使呼吸系統生理功能減退，肺泡彈性減弱，肺功能 降低，引起氣管炎、支氣管哮喘、肺氣腫等；特別是SO₂與顆粒物協同作用對人體健康危 害更大。有資料顯示，當SO₂濃度超過0.15mg/m³、TSP濃度超過2.0mg/m³時，居民死 亡人數較正常月份多20%。塵粒中的有機污染物如苯并芘（BaP）等多環芳烴及其衍生物可直 接被人體組織器官吸收并參與人體代謝。據報告，空所中多環芳烴化合物的污染與居民的肺 癌死亡率成正相關。BaP濃度每增加1μg/1000m³，人體肺癌發病率增加0.11～1.4人/10萬 人、死亡率增加5%。

2005年，中國煉焦生產過程中外排粉塵約60萬噸，COD12.5萬噸，氨氮約1.9萬噸，石油類約 2065.5噸，苯并芘約1602噸、苯可溶物約4萬噸、酚類約2.4萬噸、氰化物約707噸。據山西 省環保部門焦化污染控制專家測算，山西焦化生產排放的廢氣和廢水排污量雖然只占全省污 染總量的20%左右，但是由于Bap等污染物毒性巨大，污染負荷已分別占全省廢水、廢氣污染 總負荷的40%、45%。2005年，國家對509個縣級以上城市進行了城市環境綜合整冶定量考核 （簡稱“城考”）。“城考”結果中，43個縣級以上城市環境空氣質量劣于國家三級標準， 在焦炭產量前10名的地區中，山西占了16個、河北3個、內蒙古2個、云南1個、四川2個；在 煉焦煤產量前10名的地區中，貴州占了2個、陜西2個，共計28個，占到了全國空氣質量劣于 國家三級標準城市的65%以上。

二、環境約束下的焦炭總量規模控制

中國是世界環境污染的重災區。環境是一種資源，更是一種稀缺資源，環境的可承載能力是 現階段決定焦炭總量規模的關鍵因素。

1.環境約束下的焦炭總量規模控制模型。以污染物控制目標為約束，采用排污系數法建立環境約束下的焦炭總量規模控制模型。

Q=M/ω

其中，Q-環境約束下的焦炭總量規模，萬噸/年；

M—污染物排放量，萬噸/年；

ω—排污系數。

在環境約束下，污染物排放量和排污系數是決定焦炭總量規模的兩個主要因素，在一定的污 染物控制目標下，焦炭的排污系數則起著決定性作用。噸焦排放的污染物越少，在一定的環 境容量下，焦炭產能規模就越大，反之亦然。

2.環意約束下焦炭總量規模測算。環境約束下焦炭總量規模測算應從三方面著手，一方面是確定污染物減排目標；另一方面， 根據環境約束下焦炭總量規模控制模型進行測算；最后根據“短板原理”，確定焦炭總量規 模。

(1)確定污染物減排目標。中國煉焦企業主要有三種模式：鋼鐵聯合企業焦化廠、獨立焦化 廠 和城市煤氣。根據《中國煉焦行業協會2005年企業年報匯總》，中國焦炭企業中鋼鐵聯合企 業 焦化廠占29.1%，獨立焦化廠占68.1%，城市煤氣占2.8%。從2005年焦炭廠產量的排序看， 前 十位中八家企業是鋼鐵聯合企業焦化廠，我國寶鋼、太鋼等大型鋼鐵聯合企業焦化廠已擁有 先進的煉焦設備，環保等配套設施較為齊全，焦化污染物二氧化硫和顆粒物排放已達到或低 于清潔生產一級標準，污染物減排潛力不大，小型鋼鐵聯合企業焦化廠隨著鋼鐵企業集中度 的提高以及焦化行業的清理整頓，可以減排二氧化硫、顆粒物和苯并芘分別為4800噸、6500 噸和1.40噸；2005年，獨立焦化企業的大機焦、清潔型焦爐、小機焦、改良焦和土焦的污染 物排放量見表1。隨著焦化行業準入門檻和產業集中度的提高以及焦化行業的清理整頓，控 制和淘汰浪費資源、污染嚴重、不符合產業發展要求的獨立焦化廠的建設和發展，小機焦、 改良、土焦被大機焦取代，獨立焦化廠污染物排放會有大幅度的降低。按照焦化行業對焦炭 實行總量置換原則，獨立焦化企業可以減排二氧化硫、顆粒物和苯并芘分別為2.74萬噸、14 .96萬噸和99.76噸（見表2）；城市煤氣焦化廠作為公用設施，規模小，經營不好，今后將 逐步用天然氣替代。比如，隨著申奧成功和《北京城市總體規劃》，以及北京市能源結構調 整、改善大氣環境質量的總體要求，北京市政府用天然氣取代了城市焦爐煤氣，結束了使用 近50年人工煤氣的歷史；山西太原市將于2008年也全部用天然氣替代。根據測算，城市煤 氣可以減排二氧化硫、顆粒物和苯并芘分別為3600噸、17900噸和8.86噸。由此可知，獨立 焦化企業、鋼鐵聯合焦化企業以及城市煤氣污染物減排總量二氧化硫、顆粒物和苯并芘分別 為3.59萬噸、17.39萬噸、110.01噸（見表2）。焦化污染物二氧化硫、顆粒物和苯并芘應分 別控制在22.04萬噸、47.47萬噸和882萬噸（見表3）。

(2)環境約束下焦炭總量規模測算。按照《焦化行業準入條件》，各種污染物排放不得突破 該 地區環境允許排放總量，新建和改擴建焦化生產企業各種污染物產生指標不得超過煉焦行業 清潔生產標準（HJ/T126-2003）中規定的二級標準。因此，把煉焦行業清潔生產標準（HJ/T 126-2003）中污染物產生指標二級標準的上限值作為焦化行業準入的污染物排放系數，根據 污染物排放控制目標，推導得出環境約束下焦化行業的焦炭生產總量。測算結果見表4。

3.結論與分析。(1)根據清潔生產二級標準，中國滿足二氧化硫排放控制目標的焦炭總量為152000萬噸，滿 足 顆粒物排放控制目標的焦炭總量為24000萬噸，滿足苯并芘排放控制目標的焦炭總量為57272 7萬噸。根據“短板原理”，要滿足污染物控制目標，焦化行業的焦炭總量規模應選擇24000 萬噸。(2)不同煉焦模式污染物減排水平不同。獨立焦化廠是中國焦化企業存在的主要形式 ，相對 規 模小、數量多，環保等配套程度較差，煤氣利用等環節投入較小，部分獨立焦化企業煤氣直 接放空燃燒，環境污染較為嚴重，污染物減排量占到減排總量的76%～91%，是焦化行業污染 物減排潛力最大的。鋼鐵聯合企業焦化廠和城市煤氣焦化廠減排數量小、潛力不大。獨立焦 化廠要重點加強提高煉焦工藝技術水平和環境建設能力，提高產業的集約水平。(3)焦炭總量規模測算以清潔生產二級標準為目標，從整體上看，中國煉焦污染物排放水平 高 于清潔生產二級標準，大機焦爐排放的二氧化硫比清潔生產二級標準高出0.4倍，小機焦爐 高出13倍以上。因此，焦炭企業要達到清潔生產二級標準，實現污染物減排目標，必須淘汰 小 機焦爐、改良土焦爐，擴大焦爐容積并配備高效能的脫硫除塵等環保設備，下大力氣降低污 染物排放強度。

三、中國焦炭總量規模控制的對策

為了促進焦炭產業健康有序發展，處理好行業發展與環境保護的關系，確保焦炭產地的環境 安全，形成污染物排放達標的節約型、清潔型、循環型行業發展模式，必須加大焦炭生產總 量的調控力度，合理優化焦炭生產布局，降低污染物排放強度 ，加大科技創新力度。

1.加強結構調整，加大焦炭生產總量的調控力度。加強結構調整，統籌制定焦炭行業總體發 展規劃，對各地焦炭生產實行總量控制，抑制盲目擴張，貫徹“關小上大、等量置換”的原 則，提高焦炭市場準入門檻。堅決關閉落后焦炭生產能力，取締全部土焦、改良焦，關閉污 染物排放不達標的小機焦爐，堅決關停不符合產業政策的項目和企業。

2.優化產業布局，加強污染防治。按照區域環境承載力，對全國焦化產業布局進行科學規劃 ，加快焦化企業兼并、重組的步伐。加強焦化工業園區的環境容量監測和評價，嚴格 執行污染物排放標準，積極推行煉焦行業的清潔生產標準，最大限度減少焦化生產對環境的 污染。

3.加大科技創新力度。加大國家對清潔煉焦技術和污染防治技術的創新力度，加大對傳統煉 焦爐的技術改造，鼓勵對焦炭生產過程中的節能降耗環保改造，擴大炭化室有效容積。配備 高效污染治理設施，使焦化生產規模大型化、集中化，提高產業的集約化水平，降低污染物 排放強度，為焦炭產業規模的擴張騰出足夠的環境容量。

［本文為2006年度國家社科基金重點科題（06AJY002）的階段性研究成果］

參考文獻：

1.馬中主編.環境與資源經濟學概論.［M］.北京：高等教育出版社，2002

2.焦化行業準入條件

3.資源節約和環境保護司子站.焦化行業污染現狀及對策建議.2006

（作者單位：山西省社會科學院 山西太原 030006）（責編：鄭釗）