NOX總量指標混合加權分配方法的研究

劉懷平，宋正華，劉漢順，嚴如忠，倪新慧

(江蘇科行科技集團有限公司，江蘇 鹽城 224003)

NOX總量指標混合加權分配方法的研究

劉懷平，宋正華，劉漢順，嚴如忠，倪新慧

(江蘇科行科技集團有限公司，江蘇 鹽城 224003)

隨著我國環境保護工作的深入發展，單因子加權已經越來越不能滿足環境管理、環境預測與規劃、環境影響評價的要求。“十二五”是我國重點區域實施火電氮氧化物總量控制的重要時期，本文提出了一種適合我國火電氮氧化物總量控制的多因子混合加權分配模型，使總量指標分配更具有公平性和可行性。

總量指標;模型系數;混合權重;模擬分配

1 引言

合理確定污染物排放指標分配的權重系數，是環境管理、環境評價、環境預測與規劃、環境影響評價研究的一項重要內容。影響火電大氣污染物排放總量分配的因子很多[1]，如裝機容量、排放標準、排放現狀、環境質量目標、環境自然凈化能力、污染物削減能力等。其中排污現狀、裝機容量、排放標準是主要的影響因子。在以往的火電大氣污染物（二氧化硫、粉塵）總量分配中，應用單因子權重系數得到的分配結果或多或少存在有失公平等不合理的問題，使總量指標失去可操作性。本研究建立了一種多因子加權的混合模型。可應用混合權重得到污染集中區、重點地區和其他地區以及各省（區、市）火電氮氧化物總量分配指標，提高分配結果的可信度和公平性[2]。該方法成功地應用于我國2015年火電氮氧化物總量指標的模擬分配，分配結果顯示，重點區域的污染得到了有效的控制，嚴重污染級和重污染級的區域面積分別比2009年減少71.27%和37.80%，取得了良好的環境效應。

2 建立混合模型

本模型選擇基準年的火電機組裝機容量、“十二五”期間即將實施的《火電廠大氣污染物排放標準》和北京、天津、上海等直轄市已經實施或即將實施的地方污染物排放標準作為建模因子。建立直轄市、其他省份、西部地區三個區域為主要模塊的模擬分配模型，構造國家、區域、城市三個層次相互結合的氮氧化物總量控制框架，其中把區域作為氮氧化物控制的重點層次，以珠三角、長三角和京津冀地區作為重點控制區域[3]。

2.1 建模基礎數據的選擇

（1）區域范圍

根據實施火電氮氧化物總量控制的需要，對全國各省（市、區）重新進行了空間組合。直轄市包括北京、天津、上海；其他省份包括河北、遼寧、江蘇、浙江、福建、山東、廣東、海南、山西、吉林、黑龍江、安徽、江西、河南、湖北、湖南；西部地區包括四川、重慶、貴州、云南、西藏、陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆、廣西、內蒙古。

（2）裝機容量

2008年全國各省（區、市）火電機組裝機容量見表1。

表1 2008年全國各省（區、市）火電機組裝機容量

2.2 模型系數

（1）容量系數（A）的計算

容量系數（A）：系指直轄市、其他省份、西部地區火電機組裝機容量占全國總裝機容量的比例。計算結果如表2。

表2 直轄市、其他省份、西部地區容量系數計算結果

（2）標準系數（B）的計算

標準系數（B）：指某一區域執行的標準值占3個標準值（100mg/m3、200mg/m3、400mg/m3）之和的比例。

按照直轄市、其他省份、西部地區分別執行100mg/m3、200mg/m3、400mg/m3的氮氧化物排放標準計算標準系數，計算公式如下：

標準系數（B1）=100mg/m3÷（100＋200＋400）（mg/m3）

標準系數（B2）=200mg/m3÷（100＋200＋400）（mg/m3）

標準系數（B3）=400mg/m3÷（100＋200＋400）（mg/m3）

經計算，直轄市、其他省份、西部地區三個區域的標準系數分別為0.1428（1/7）（B1）、0.2857（2/7）（B2）、0.5714（4/7）（B3）。

（3）復合系數的計算

復合系數（a，b，c）：等于容量系數（A）與標準系數（B）之乘積。計算公式如下：

a= A1×B1；b= A2×B2；b= A3×B3

經計算，直轄市、其他省份、西部地區三個區域的復合系數分別為0.0069（a）、0.2156（b）、0.1127（c）。

（4）綜合分配系數（α）的計算

綜合分配系數（α）：某一區域綜合分配系數（α）系指某一區域的指復合系數占三區復合系數之和的比例。計算公式如下：

經計算，直轄市、其他省份、西部地區三個區域的綜合分配系數分別為0.0206（α1）、0.6432（α2）、0.3362（α3）。

3 2015年總量指標模擬分配結果

依據《火電廠大氣污染物排放標準》編制說明（征求意見稿）中預測結果，實施新標準后的2015年全國火電NOx排放量795萬t作為模擬總量。模擬計算公式如下：各省（區、市）分配指標=模擬總量×區域綜合分配系數（α）×污染負荷比。2015年與2009年火電氮氧化物源強等級的對比見表3；模擬分配結果見表4；多因子混合加權與單因子加權的比較見表5。

表3 2015年與2009年火電氮氧化物源強等級的對比

表4 2015年全國各省（區、市）總量指標模擬分配結果匯總

4 結論

（1）混合法實現了對污染因子的綜合控制，避免了局部的環境“過保護”或“不足保護”的問題，在污染物總量控制不斷完善和提高的今天，在單因子加權不宜再用、但這些因子又不得不在分配中得以體現的情況下，多種因子以“剪切共軛”的關系同賦于一個分配模型中，對總量分配起到了公正公平的作用。

（2）混合模型建模數據來源可靠，數字準確，因子間邏輯關系明確，模擬框架合理。模擬結果顯示，屬于嚴重污染和重污染等級的區域面積2015年比2009年顯著減少，紫色的減少了71.27%，紅色的減少了37.80%。

（3）介于以上兩條結論，模擬分配結果經過適當微調后，在編制“十二五”規劃、環境影響評價、建設項目審批、節能減排考核中可以實際應用。

表5 多因子混合加權與單因子加權的比較

[1]劉娜，謝紹東.中國不同經濟區域大氣污染總量分配方法的選擇研究[J].北京大學學報（自然科學版），2007，43（6）：11.

[2]陳文穎，等.城市大氣污染物排放量公平分配的方法[J].清華大學學報（自然科學版），1998，38（7）：50-53.

[3]吳曉青.我國大氣氮氧化物污染控制現狀存在的問題與對策建議[J].中國科技產業，2009.

Research on Mixed Weighting Method of NOXTotal Load Index

LIU Huai-ping, SONG Zheng-hua, LIU Han-shun, YAN Ru-zhong, NI Xin-hui
(Jiangsu COHEN International Engineering Group Co., Ltd, Yancheng Jiangsu 224003, China)

With the deep development of environmental protection work, one-factor weighting method can not meet the requirement of environmental management, forecast and plan and environmental impact assessment. NOxcontrolling will be implemented during the Twelfth fi ve-year plan, the research report raises multiple factors weighting method model for power NOxcontrolling in our country, the distribution index of power NOxtotal load is more impartiality and feasibility. This method has been used for distributing the total load of power NOxsince 2005, the result shows that pollution has been controlled in key areas successfully. Serious polluting areas and heavy polluting areas have been reduced by 71.27% and 37.80% respectively in comparison with that in 2009, which achieve favorable environment effects.

index of total load; coeff i cient of model; mixed weight; simulative distribution.

X701

A

1006-5377（2011）02-0023-04