“內”“外”兼濟，治理霧霾

王晶

不容忽視的空氣霧霾成因

PM2.5的直接源與間接源。空氣中的細顆粒物（PM2.5）和水汽是造成霧霾天氣的主要因素。而PM2.5主要來源于兩個方面：“直接源”，即燃燒過程（主要為燃煤）、施工、烹飪等活動向空氣中直接釋放造成PM2.5的細顆粒物和“間接源”，即工農業及運輸過程中排放的具有化學活性的氣態化學污染物在空氣中發生反應后生成的細顆粒物。

在“直接源”中，較為重要的是燃煤，即包括各種燃煤燃燒過程：火電、煉油、制藥、水泥、陶瓷、玻璃及其它需要大量燃煤燃燒的工農業和大量的農村用煤，和機動車燃油等燃燒過程。

而在形成“間接源”的前驅體污染物中，硫氧化物（即二氧化硫SO₂）和氮氧化物（NO_x，也簡稱“硝”）占的比重相當大。中科院的研究顯示，1月13日，當PM2.5突破600時，PM1中有機物、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽濃度分別達到了160、70、40和30，這幾項相加就達到了300，占總數的50%。而這幾種顆粒物的產生都與SO₂和NO_x有關。SO₂和NO_x是形成酸雨和霧霾的雙重殺手。

無獨有偶，最重要的間接源，二氧化硫（SO₂）和氮氧化物（NO_x）的排放也多由各種燃煤過程，和機動車等燃燒過程產生。例如火電廠以煤為原料每發一度電，即產生約4gSO₂、3.1gNO_x；按照國Ⅲ標準，一輛一類機動車每行進一公里，產生不超過0.21gNO_x，柴油車產生不超過0.78gNO_x。

2013年元月強霧霾污染溯源.燃煤是最主要的原因。形成霧霾的原因各種各樣，但誰是形成我國這次強霧霾的罪魁禍首？近日，中科院“大氣灰霾追因與控制”專項組發布了一項研究結果，對2013年1月京津冀地區的強霧霾污染進行了溯源分析。分析結果如圖1所示。

（數據來源：中科院“大氣灰霾追因與控制”專項組）

在圖1中可以看到，對于北京和京津冀地區，有六大主要因素造成霧霾的形成，燃煤和機動車都是PM2.5最主要的兩個來源，這與之前的理論分析相符。

在北京，本地燃煤占了PM2.5來源的19%。而外地輸送到北京的19%的PM2.5粒子主要也是燃煤產生的，包括二氧化硫（硫酸鹽）、細粒子、黑炭、揮發性有機物等。本次污染事件突發的一個重要原因，是以河北燃煤排放為主的二氧化硫集中轉化成了硫酸鹽。我們看到，外地的19%加上本地燃煤貢獻的19%，源于顯性燃煤的PM2.5共占北京上空PM2.5粒子的38%。另外，我們無法排除還占北京PM2.5粒子32%的“工業”、“餐飲”和“其他”的貢獻中隱性燃煤的影響，因此，燃煤對這次北京強霧霾天氣的影Ⅱ向至少占到50%以上。

而在京津冀地區，本地顯性的燃煤單項就貢獻了PM2.5的34%，加上還占京津冀地區PM2.5粒子43%的“外來輸送”、“工業”、“餐飲”和“其他”的貢獻中隱性燃煤的影響，燃煤對京津冀地區的強霧霾天氣的影響比北京還嚴重，至少占到60%以上，可以看出，北京市和京津冀地區的霧霾污染都與“煤”、“車”關系甚密，而“煤”的影響要比車大得多。這與全國的情況也是相符的：據統計，煤燃燒所釋放的SO：占到全國總排放的85.4%，CO₂占到85%，NO_x占到60%，粉塵占到了70%。從這個數據也可以看出對這次大面積強霧霾天氣，燃煤是最主要的形成因素。

北京與發達國家特大城市的比較——機動車不是霧霾主要因素

在尋找霧霾問題的解決方案時，人們紛紛將目光轉向了其他與北京規模相似的國外大都市。上個世紀50年代倫敦的有毒煙霧事件和70年代洛杉磯的光化學煙霧事件都是聞名世界的著名案例，且曾引起十分惡劣的公眾健康后果。這些城市的氣象條件同北京類似，并不利于污染物擴散。但之后，倫敦通過控制燃煤、洛杉磯通過控制機動車數量及油品質量，在80年代以后都大幅度地改善了空氣質量，擺脫了“霧都“稱號。

那么，如今的北京與這些城市之間最大的區別是什么呢？我們收集了一些關鍵數據，在表1中做了總結。

表1北京與一些發達國家城市的煤炭消費、機動車量、

油品質量比較

表1列出北京與一些發達國家城市的煤炭消費、機動車量、油品質量比較。從表中可以看出，國外大城市在90年代的油品質量和我們現在相當，國外大城市的機動車總量、人口數量、人口密度、人均機動車擁有量和城市機動車密度跟北京比都比較高，但是國外大城市在過去二十年中都沒有出現過像我國這次如此嚴重的霧霾污染問題。

京津冀地區機動車保有量2000萬輛，中國每輛車年平均行駛2-3萬km，以年行駛2.5萬km，每km產生0.5g氮化物NO_x計算，每年產生25萬噸NO_x，而產生的二氧化硫只有1800噸。京津冀每年生產火電3210億度，按每度電3.1gNO_x，4.0gSO₂計算，每年產生了99.5萬噸NO。，128萬噸SO₂，可以看出，火電產生的NO_x污染是機動車排放量的4倍，SO₂是機動車的660倍。由此可見，機動車的排放不是這次強霧霾出現的主要原因。

再看煤炭消費量。北京的煤炭消費量比國外其他大都市高出至少十倍，甚至幾十倍。例如曾經被稱為“霧都”的倫敦，已將煤炭使用量減少到零；倫敦此后再無霧霾發生，全英國（24萬平方公里）也只有5200萬噸的使用量（2011年），洛杉磯的煤炭使用量也是零，僅東京地區消耗煤320萬噸，且用于火力發電，燃燒過程使用了先進的清潔生產技術。而同年僅天津市的煤炭消費量就達到7000萬噸，加上北京就接近1億噸了，整個京津冀（大約20萬km：）耗煤3.4億噸，是美國2011年全國煤耗量的34%。可見北京市區周邊的京津冀地區是煤炭消費的集中區。這旁證了這次北京地區強霧霾也主要是由于周邊大量燃煤引發。

北京處于我國煤炭消費中也、

我國是煤炭資源大國，也是煤炭消費大國。2011年，我國消費的煤炭消費為40億噸，占全國能源消費總量的68.4%，占全世界煤炭消費量的50.7%。同時，北京周邊是我國煤炭生產和消費的集中區域（圖2），北京正好處在我國煤炭污染的地理中心位置。2011年，僅北京西南方向的京津冀魯煤炭共消費煤炭7.28億噸，占全國的18.2%，是美國的72.8%，是英國的14倍。相應地，京津冀魯2011年排放的SO₂占全國排放的16%，NO_x占全國的17%。京津冀魯面積僅37萬km：占全國國土僅3.9%。而北京正位于這一個5倍于全國的燃煤密度，幾十倍于國際發達大都市的集中消費煤炭、集中排放硫、硝的區域中間。

圖2各地區煤炭消費量（萬噸）（北京大學統計、制圖）

綜上所述，我國占了世界燃煤的一半以上，而且絕大部分集中在北方和經濟發達地區。解決了燃煤污染問題，就解決了我國形成霧霾最關鍵的問題。燃煤污染對形成霧霾最主要的組分是煤灰，硫氧化物（如SO₂）和氨氧化物（NO_x，即硝）。因此，解決各種工農業生產燃煤過程中的除塵和脫硫脫硝問題，是解決霧霾問題最主要的手段。

建議：“內外”兼濟地解決霧霾污染問題

環境保護部在2013年2月20日發布了《環境空氣細顆粒物污染防治技術政策（試行）（征求意見稿）》（下稱“意見稿“），針對環境空氣細顆粒物的各種來源提出了一系列技術措施。然而，許多措施涉及基礎設施建議和行業轉型，不可能一蹴而就。

我們將“意見稿”及我們認為重要的措施進行綜合，歸納在圖3中。其中“室內空氣凈化”、“上馬減排裝置”及“民用燃煤整治”我們認為是較為容易執行，且效果立竿見影的措施，而其他的措施皆需要較長的時間。

我們建議，在治理大氣霧霾問題的初期，要先解決主要矛盾，找到治理霧霾、保護人民健康的各種可實施、見效快的方法，優先治理容易治理的場所、集中精力于造成霧霾的最大污染源，實現在逐步改善大氣質量的過程中，優先保護人民健康。具體地，我們提議“內”（室內）“外”（室外）兼濟地同步改善室內空氣質量和室外空氣（大氣）質量。

（其中“室內空氣凈化”、“工業源減排裝置”、“民用燃煤整治”建議馬上執行）“內”治標——強制室內空氣凈化，提高室內空氣品質

PM2.5的源控制難以一蹴而就。空氣污染控制工作涉及的因素很多，只能循序漸進地改善。倫敦在1952年的煙霧事件后即提出限煤計劃，但直到1960年代北海油氣田開發，限煤才有所成效；一共花了30年時間才將每年的霧天降低為5天。全國人大環資委原辦公室副主任駱建華就曾對媒體表示，北京的空氣治理需要至少20年的時間。環保部在“意見稿”中提出，要“通過優化能源結構、變革生產方式、改變生活方式，不斷減少污染物排放量”，而非大鳴大放式地停止生產、停止污染。

然而，我們不應放任霧霾污染危害我們的民眾健康。只要強制進行室內空氣凈化，就可以立竿見影地減少霧霾帶來的健康危害。

室內空氣凈化的欠缺現狀及緊迫性。調查顯示，人一生約70—90%的時間在室內度過，室內空氣對于公眾健康的重要性可以說超過室外空氣質量。

在室外空氣充滿霧霾重度污染的情況下，為保護人民健康，我們必須至少保證室內具有優良的空氣品質。1952年的倫敦煙霧事件之所以奪去數以萬計人的生命，與當時公共建筑物欠缺凈化裝置有很大關系。據記載，當時倫敦一家劇院正在上演的歌劇，由于煙霧從街道進入劇院，觀眾看不見舞臺而被迫中止。實際上，由于顆粒物污染的排放源都在室外，只要人們減少外出，在室內做好防護和凈化，完全可以減輕污染對健康的影響。

然而，我國目前所有公共的樓堂館所，甚至醫院病房，都沒有空氣凈化裝置。非典創傷過后，社會對空氣凈化的熱情也戛然而止，已經頒布的諸多提高空氣品質的政策規章條例難以執行，受到來自各單位甚至專家的阻力。其主要原因，就是環保設備需要花錢又無法帶來利潤。

在重污染面前，我們不應懷有僥幸心理，為了節省成本而犧牲人民健康。霧霾污染對人體的危害無須贅言，在傳染病流行的時期更可能造成加倍的危害，導致群體性衛生事件。

室內空氣凈化技術及規范已成熟。室內空氣凈化是一門較為成熟的應用技術。國家863“室內典型空氣污染物凈化關鍵技術與設備”項目已進行6年，已形成了成熟的技術及規范。技術上，對PM2.5、揮發性有機物、微生物等污染物的處理都找到了切實可行的技術手段，且相關技術都已產業化：規范上，對新建建筑驗收時、以及公共場所室內空氣質量都提出了合理的數值標準。

幸運的是，應用這些空氣凈化技術基本不需要大興土木。許多大型公共場所可以在中央空調中直接增加凈化裝置：而在無條件的場所，移動式的空氣凈化器也完全可以滿足空氣凈化的需要。

萬事具備，只欠東風。我們建議政府抓緊出臺公共場所空氣凈化的強制標準。這必將極快地推進室內空氣質量的改善，在大氣污染治理尚未完成時，先給人民大眾一個健康的居住、工作環境。“外”治本——加強以燃煤脫硫脫硝為目標的污染控制

強制室內空氣凈化可以給人民健康保障，但真正改善空氣環境質量仍要靠室外大氣污染減排來實現。如前所述，造成PM2.5污染的最大來源為燃煤排放。我們認為對工業燃煤，最重要的是首先提高燃煤品質，加大治污裝置的應用力度：而對民用燃煤，應從源頭上控制，提倡使用清潔能源。

工業脫硫脫硝的關鍵是末端治理手段。工業污染源的污染控制，由于是點污染，一般從“節源治流”兩個方面進行：減少污染源、去除污染物。我國對二氧化硫和氮氧化物的總量控制也是從這兩個途徑實現的。一方面，國家嚴格控制新建工業廠的數量：另一方面，要求已有的工業排放源進行升級換代，安裝污染控制裝置。

必須看到，“節源”手段可以防止污染物的增多，卻難以將污染物大幅度減少。集中的煤炭消費與產業結構是分不開的。以京津冀魯為例：2011年，京津冀魯火力發電6380億度，占全國的15.9%；同年，京津冀魯粗鋼產量2.43億噸，占全國的35.4%，全球的16.3%；同年京津冀魯水泥產量3.13億噸，占全國的14.9%，全球的9.2%，這樣大規模的工業生產是當地國民經濟的基石，短時間內難以有大的轉變。

然而，在“治流”方面，脫硫脫硝仍大有空間。以脫硝為例，目前氮氧化物的末端治理技術已較為成熟。除已普遍采用的低氮燃燒技術、選擇性催化還原技術（SCR）、選擇性非催化還原技術（SNCR）外，還有近年來效果更好的臭氧氧化技術也被廣泛采用。這一技術很好地解決了SCR技術中氨易過量逸出、催化劑活性下降過快、脫硝不徹底的不足，進一步提高了脫硝的效率。特別將這些已有的脫硝技術組合使用，可以將NO_x降至很低水平，甚至可以達到零排放。

工業燃煤的污染物控制：加大脫硫脫硝力度。工業燃煤排放的SO₂和NO_x均占排放總量的70%以上，工業用煤過程減排無疑是應對霧霾最重要的手段。我們認為目前國家的脫硫脫硝力度亟需增強，尤其是十二五期間NO_x減排10%的目標顯得有些溫和。對工業燃煤的污染物控制，我們建議：提高燃煤品質；“十二五”的脫硫脫硝減排目標和政策需要重新修訂，鼓勵超額減排；改革我國市場的價格環境，加大對執行脫硫脫硝行業的財政補貼力度；加強減排規定的強制執行和懲罰力度。

提高燃煤品質。對不得不使用燃煤的中心城市，必須強制使用低硫煤，最好是焦炭。1952年倫敦大霧后的解決辦法，首要就是使用高品質燃煤。1952年，沒有脫硫脫硝技術，沒有其它能源，二戰結束不久，政府相當收入用于償還美國的二戰債務，經濟條件比我國目前差很多，但是倫敦的大霧就是通過使用低硫煤這一簡單方法逐步給治理好。“十二五”的脫硫脫硝減排目標和政策需要重新修訂，鼓勵超額減排。工業脫硫脫硝任務仍然艱巨，與發達國家相比減排力度較弱。自“六五”以來，環保部門就開始進行大型燃煤鍋爐的除塵和二氧化硫總量控制的研究和試點，對工業燃煤的減排進行管理。“十一五”期間，全國廢氣中的煤灰和二氧化硫排放總量均呈現逐年下降趨勢。目前，幾乎所有的燃煤鍋爐均強制要求安裝除塵系統，燃煤鍋爐產生的煤灰對大氣中塵埃的貢獻大幅下降。2010年全國二氧化硫排放總量2185.1萬噸，較2005年下降了14.3%，超額完成了“十一五”總量減排任務。但即使這樣，一年仍然有2185萬噸的SO₂排放到大氣中，促使了這次強霧霾天氣的形成。

氨氧化物的控制——脫硝，則剛剛起步。“十二五”前，我國沒有真正進行“脫硝”。我國從2006年開始統計氮氧化物排放量，在“十二五”中提出了氨氧化物減排的目標，要求2015年比2010年氮氧化物減排10%，2010年中國氨氧化物排放總量為1852.4萬噸。五年之間計劃減排185萬噸，與發達國家實施的脫硝法規相比，力度小得多。以美國為例：美國自1990年頒布脫硝政策，1995年開始執行，之后的第一和第二個五年期分別減排了約500萬噸。2005年起更是加快步伐，五年期減排約1000萬噸（圖4）。相比之下，我國的脫硫脫硝力度仍有提升空間，硫氧化物（如s0：）和氮氧化物（NOX）的排放總量依然巨大，脫硫脫硝的任務還非常艱巨。

因此我們建議，“十二五”的脫硫脫硝減排目標和政策需要重新修訂，鼓勵超額減排。只要我們未來幾年抓緊上脫硫脫硝項目，霧霾形成就少了最重要的基礎。

改革我國市場的價格環境，加大對脫硫脫硝行業的財政補貼力度。我國有相當部分的污染行業無力承擔脫硫脫硝成本，在補貼不足的情況下，排污行業若不能將成本轉移給消費者，就只能壓縮環保措施的成本。當成本成為主要考慮因素，治污效果好但成本略高的技術就難以得到使用。同時，提供環保服務和技術的企業也不得不降低自己的利潤和成本，甚至陷入價格戰的惡性競爭。此外，有些排污企業在無法壓縮成本時，會采取偷排等極端方式來應對，這顯然有違政策的初衷。

環保是有成本和代價的。我國自古以來，市場的價格環境要求薄利多銷，價廉物美，且長期存在惡性競爭現象。有污染的企業的產品是國民經濟生產中不可或缺的一環，但在這種市場環境下，他們只能面臨兩條嚴酷的出路，要么犧牲環境，要么關門，想治理也心有余而力不足。因此政府必須制定政策改善市場環境，同時拿出和GDP相適應的財政政策保護環境。

如前所述，脫硫脫硝的技術已相當成熟。然而，這些措施的使用必然意味著生產成本的提高。國家發改委2011年底出臺了火電脫硝電價補貼政策，對正常運行脫硝裝置的燃煤電廠，每千瓦時加價0.8分。但電監會調研認為，這一電價補貼無法彌補火電廠脫硝成本的投入，建議未來同步建設脫硝設施機組要加價至1.1分/千瓦時，而技改加裝脫硝設施要加價至1.3分/千瓦時，加大對執行脫硫脫硝的行業的補貼力度。

加強減排規定的強制執行和懲罰力度。除成本之外，監控力度不夠和違法成本過低也是影響減排措施實施的重要因素。在監控力度欠缺和違法成本過低的情況下，減排裝置成了擺設，偷排現象屢見不鮮。這也影響了排污企業在選擇減排技術時的判斷一購置成本和運行成本成了第一位的，而減排效果則成了次要的。這樣的市場氛圍不利于技術改良和環境保護，難以很好地達成減排的目的。

同時，環保行業的技術升級需要國家的扶持。例如，目前廣泛使用的脫硝技術尚存在缺陷，如催化還原法易造成氨過量投加，引起二次污染等。而臭氧氧化技術很好地解決了這些不足并進一步提高了脫硝的效率，但尚未被廣泛接受。新技術的研發需要國家扶植，但是更重要的是，新技術的推廣也需要國家的扶持與提倡。

民用燃煤的污染物控制：清潔能源與城鎮化。2011年，中國居民生活用煤9000萬噸，包括做飯、取暖及農村小規模生產用煤等。這些污染量小且分散，屬面污染范圍，很難技術治理。生活用煤引起的環境影響不容忽視：它幾乎沒有任何凈化措施，而且大都在室內燃燒，廢物直接污染室內空氣。

我們建議通過以下途徑控制民用燃煤的污染：在非燒煤不可的地區，使用高質量的低硫煤甚至焦炭取代高硫的劣質煤；有條件的地區，取消民用燃煤，取而代之清潔燃料，如太陽能、風能、天然氣和電；有條件地區，取暖取消燃煤，采用地源熱泵技術：加快我國城鎮化進程。

在非燒煤不可的地區，使用高質量的低硫煤甚至焦炭取代高硫的劣質煤。民用燃煤，由于其小而分散的性質，無法采用上述末端治理技術，因此民用燃煤必須采用我國燃煤中質量最好的低硫煤，最好是焦炭。這樣可以在沒有污染處理條件下，最大幅度的降低燃煤過程的污染危害。

有條件的地區，取消民用燃煤，取而代之清潔燃料，如太陽能、風能、天然氣和電。清潔燃料，如太陽能、風能、天然氣和電沒有政府的強力推廣，應用過程相當緩慢，甚至幾乎不可能。我國應該鼓勵發展民用電，特別是在做飯和取暖領域。煤做飯已在城市消失，取而代之天然氣，但天然氣燃燒會向室內釋放大量二氧化碳和少量有害物質，也危害民眾健康。電是最干凈的能源。電做飯不產生污染，也不比天然氣貴。

有條件地區，取暖取消燃煤，采用地源熱泵技術。我國北方大部地區均采用燃煤取暖，雖成本低廉，但帶來巨大污染。由于取暖的燃煤鍋爐較小，而且多而分散，很難治理，就是上了處理裝置的也管理不到位，使用效率低。

采用目前許多西方國家大量采用的地源熱泵取暖技術，可大幅度降低燃煤的污染，并且熱效率比燃煤高，使用一度電可產生5度電的熱，運行費用甚至比燃煤低很多。

加快我國城鎮化進程。將分散居住的民眾遷居到城鎮，或建立新的城鎮，使其形成一定的人口規模，將有利于工農業生產發展，大幅度降低生活成本，提高生活質量，并有利于各種環保技術和清潔能源的利用，保護當地及邊遠地區的環境。