西北煤電基地規劃環評不確定因素分析及控制對策

王亞男，趙芳

(環境保護部環境發展中心，北京　100029)

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西北煤電基地規劃環評不確定因素分析及控制對策

王亞男，趙芳

(環境保護部環境發展中心，北京100029)

摘要：不確定性是規劃環評技術體系下不可避免的特性。通過分析西北地區煤電基地規劃的環境影響特征，識別了規劃環評的不確定因素，包括規劃情景的不確定性、區域背景的不確定性和環境目標需求的不確定性；借鑒測量學中不確定度的數學表達方式，提出了西北地區煤電基地規劃環評不確定度表達式；綜合分析了控制不確定性因素的對策。

關鍵詞：煤電基地；規劃環評；不確定分析

當前，我國規劃環評理論儲備不足，規范化、可操作的評價方法和技術體系尚未系統建立[1]。規劃及規劃環評不可避免地存在不確定因素，解決規劃環評評價結論準確性的根本方法是對區域進行整體評價。全面摸清評價區域的污染源特征、環境質量現狀以及區域資源環境稟賦條件，在此基礎上，疊加評價區各類產業及規劃新增環境污染壓力并依據可能出現的發展情景盡可能全面地設置預測條件，以區域環境質量控制目標優化調整規劃內容，在此工作思路下，可最大程度地降低規劃實施的不確定性對規劃環評結論的有效性帶來的影響。規劃及規劃環評不可避免地存在不確定因素，充分分析這些因素，可以更好地提高規劃環評成果的科學性和可靠性[2- 4]。

煤電基地規劃中多采用情景分析法[5- 7]，評價多種規模、結構、布局的規劃情景的環境可行性。情景設置中既有區域環境可承載的情景，也會有區域環境不可承載的情景。煤電基地規劃實施后，真正的情景是否即為預測時的可行情景，存在較大的不確定性[5]。全面篩選煤電基地發展過程中的不確定因素并加以約束，作為下一階段煤電項目環評準入的前提條件，既是降低規劃環評不確定性的必要方法，也可為規劃環評和項目環評銜接提供科學依據[8]。

1西北地區煤電基地規劃環境影響特征

1.1　煤電基地規劃環境壓力

煤電基地規劃通常以火電為主要建設內容，規劃實施后的直接環境影響主要包括大氣環境壓力、水資源壓力和固體廢物安全處置壓力。

大氣環境壓力主要來源于燃煤，可根據機組規模、煤質情況、治理措施技術水平，依據《火電廠大氣污染物排放標準》進行估算。由于煤電基地通常規模較大，即使按最嚴格的特別排放限值計算，排放量也十分驚人。以西北某煤電基地為例，全部建成后，將新增SO2排放量1萬t/a、NOx2萬t/a、煙塵5 000t/a。這些大氣污染物不僅會對本區域大氣環境造成壓力，也會遠距離擴散，可能造成跨界影響。

燃煤電廠除消耗大量煤炭外，還需耗用大量水資源。近年來，火電技術發展迅速，西北缺水地區通常采用空冷技術，耗水指標可控制在0.1 m3/(s·GW)左右。仍以上述煤電基地為例，新增耗水量將達3 000萬t/a。在西北部地區，水資源是生態系統的關鍵制約因素，如果生產用水擠占了區域生態用水，將會造成區域生態環境破壞。

此外，燃煤電廠產生的灰渣及脫硫石膏數量巨大，其綜合利用和安全處置都面臨較大挑戰，處理不當可能會對區域環境造成影響，需統一協調、嚴格管理。

1.2　相關行業規劃協同效應

煤電基地依托豐富的煤炭資源。在同一區域內，煤炭開采、煤炭下游產業(如煤化工行業)發展與煤電基地的規劃具有高度關聯性。

煤化工行業主要環境壓力與煤電行業相似度很高，都會產生對大氣環境、水資源和煤炭資源的壓力，而且在建設煤化工項目時，經常同步配套自備電源點，進一步加劇環境壓力的同質性。在另一西北地區煤電基地規劃環評中，煤電基地新增SO2排放量1.5萬t/a、NOx3萬t/a，而同期煤化工新增SO2和NOx排放量分別達到1.9萬t/a和3.7萬t/a。煤化工行業會對區域造成同一性質、相似程度的環境壓力，會不可避免地干擾煤電基地規劃的環評結論。因此，煤電基地建設與煤化工行業的協同效應不可忽視。

與煤電基地產生協同環境效應的還包括煤炭開發。煤炭資源是煤電基地建設的能源基礎，煤礦開發是煤電基地建設的前提條件。因此，可以將煤礦開發產生生態環境及地下水資源壓力的直接環境影響視同煤電基地的間接環境影響。

1.3　西北地區環境制約因素

西北部地區普遍具有生態脆弱、水資源短缺等環境特征。陜北、寧夏、內蒙古西部一帶位于我國東北—西南走向的生態過渡帶上，氣候、水文、土壤、植被等生態因子呈現迅速過渡的特點，地理位置的獨特性和自然環境的過渡性決定了其生態環境的脆弱性。西北地區另一環境特征表現為水資源普遍性短缺。以黃河中上游為例，人均、畝均水資源量僅為黃河流域的一半，不足全國平均水平的六分之一。隨著人口的增長、經濟的發展和人們生活水平的提高，黃河流域及其鄰近地區對黃河提出了更高的供水要求，超過了黃河水資源的承載能力，造成供需矛盾日益尖銳[8]。

對比西北地區環境特征和煤電基地環境壓力，可以發現，水資源及由水資源帶來的生態影響與煤電基地高耗水之間、大氣環境質量與煤電基地排放大量大氣污染物之間、生態環境脆弱與煤電基地固廢安全處置之間存在明顯沖突。同時，西北煤炭產區同步發展的煤礦開發的間接影響，以及煤化工行業發展與煤電基地產生的協同效應，加劇了對水資源、大氣環境以及生態環境的影響程度[9]。

2煤電基地規劃環評不確定因素識別

2.1　規劃情景設定的不確定因素

煤電基地規劃環評不同情景的選擇是造成規劃實施后不確定性的主要因素。結合煤電基地初始發展意愿、各利益相關方決策、社會經濟發展需求以及區域環境保護目標等因素，煤電基地規劃階段可能涉及的情景可包括基準情景、規劃情景、環境目標情景、優化情景。

基準情景是指按區域原有發展模式和初始發展意愿不加控制的發展情景，這種情景通常發展規模巨大、發展方式粗放。在上述兩個西北地區煤電基地規劃中，基準情景規模較最終優化規模大一倍甚至更多。在規劃編制和規劃環評介入過程中，規劃編制單位通常會對基準情景進行合理化修改，縮小規模、提升技術水平，形成規劃情景。從另一角度出發，以區域資源環境承載能力及區域環境保護目標為基礎，情景設置中會提出對環境影響最小的環境目標情景，這一情景會確保區域資源環境協調、環境質量持續改善，但規劃規模則可能是零甚至負數。為兼顧資源環境可承載、環境保護目標可達以及煤電基地發展需求，會對規劃提出優化情景。為實現上述目標，優化情景不僅會對煤電基地規劃的規模、布局、技術水平進行優化，也會對區域現有煤電產業、其他關聯產業提出約束要求，成為規劃實施的重要補充。

優化情景能否全面落實，特別是對規劃實施的約束條件是否能夠實現，是煤電基地規劃環評情景分析環節的重要不確定因素。

2.2　區域背景設定的不確定因素

煤電基地規劃的優化情景是否與區域資源環境承載能力相容，不僅取決于優化情景自身的合理性，也受區域邊界條件制約。這些邊界條件包括煤電基地發展帶來間接環境影響的煤炭行業發展、與煤電規劃在資源環境需求方面會產生協同效應的煤化工行業發展、區域整體社會經濟發展對區域生態資源、水資源的擠占和對區域大氣環境的疊加等。

煤電基地規劃的優化情景在環境影響方面可接受的前提包括：確保區域社會經濟發展和依托的煤礦規劃在環境方面可行，同時需限定煤化工行業發展所需占用的環境資源量。

針對西電東送煤電基地規劃，受電區燃煤量減少及大氣污染物減排也應作為環境邊界條件，綜合分析供電區的環境破壞和受電區的環境改善，得到更加清晰的評價結論。

2.3　環境目標需求的不確定因素

環境目標需求的不確定因素，是指在不同規劃情景下，規劃實施后的環境影響的可接受度，即判斷各種情景環境可行的尺度。環境目標需求可大體分為環境質量不降低、環境質量全面達標、環境質量全面改善等幾種尺度。西北地區，大氣環境以煤煙型污染為主，個別地區已出現二氧化硫、氮氧化物等因子超標，保持現有環境質量不惡化，是環境目標的最低需求；借煤電基地規劃實施，壓縮現有污染嚴重的小機組，則有望實現空氣質量全面達標甚至環境質量改善，這是環境目標的較高需求。

不同的環境目標需求決定了各種規劃情景的環境可行性，也直接影響著規劃環評的結論。環境目標需求不僅取決于區域環境質量，更是平衡區域經濟、社會、環境協調發展的重要手段；在不同地區、不同時期會有不同的選擇，成為規劃環評的不確定因素之一。

2.4　不同情景的不確定度分析

借鑒測量學中不確定度的概念：一個完整的測量結果，除了應給出被測量的估計值之外，還應給出測量結果的不確定度[10]。規劃環評評價結論在給出規劃情景環境可行與否的同時，還應明確結論的不確定度。套用GUM不確定度數學表達方式[11]：

Y=f(X1,X2,…，Xn)

對于煤電基地規劃環評，上式中，Y為煤電基地規劃環評的不確定度；X1為規劃實施目標不確定因素(不同規劃情景)；X2為規劃協同效應不確定因素(煤化工發展、煤礦規劃等)；X3為規劃區域社會經濟發展需求不確定因素(利益相關需求)；X4為規劃區域環境質量需求不確定因素(環境質量需求)；X5為外區域環境改善因素……

以上不確定因素中，對最終不確定度的影響程度有所不同，有些會產生質的影響，如規劃目標等內部因素；有些則影響較小，只產生量的影響，如區域社會經濟發展不確定因素。但這些因素在某一具體規劃中，也可能表現出不同的影響程度。

規劃目標不確定因素對規劃結論的不確定性影響較大，受不同情景與地方發展意愿的匹配度影響，不同情景的不確定度變化趨勢可用圖1示意。

圖1　不同情境下資源環境約束與不確定度關系趨勢圖Fig.1　The graph of the relation between constraints ofresources and environment and uncertaintyunder different situations

3加強規劃環評不確定性控制的對策

針對不確定因素，逐一加以協調控制，即可實現規劃環評結論的有效實施。只有這些控制措施得到切實執行，才能得出煤電基地規劃環評中推薦的優化情景環境可行的結論。

3.1　建立區域間規劃聯動機制

在西北地區建設煤電基地既可科學合理利用西北地區煤炭資源，也可實現西電東送、降低東部地區環境壓力。因此，綜合考慮煤電基地供電區和受電區的環境效益，并據此建立區域間規劃聯動機制顯得十分必要。在目前的煤電基地環境管理中，對供電區的資源占用量、環境影響程度已進行了較為全面的分析評價，但對受電區應同步減少的煤炭資源耗用量和發電能力等缺少要求。這就使得西電東送的整體環境效益沒有得到保障，容易出現單方面增加供電區環境壓力而不能同步降低受電區環境壓力的狀況。建立供電區煤電基地規劃和受電區電力發展規劃之間的聯動機制，將西北地區供電能力統一納入東部電力發展中，才能真正將西電東送的環境效益落到實處，這也是西北地區建設煤電基地的決定性前提。

3.2　明確區域內環境資源分配機制

在西北地區建設煤電基地，水資源保障、生態環境和大氣環境質量條件是確定其規模、布局的重要邊界條件。同時，煤礦開采帶來的對生態環境和地下水資源的間接環境影響，煤化工行業對水資源的擠占及大氣環境壓力疊加的協同效應，其他工農業發展對區域水資源的占用和大氣容量的需求等，都是評價煤電基地環境影響的重要約束性條件。必須對這些約束性條件進行明確限定，在確定煤電基地發展規模的同時，同步約定相關行業的發展規模。只有這樣，在區域整體資源環境保障條件的基礎上分析煤電基地的規模、布局、技術水平等規劃內容的環境合理性才有意義。否則，評價結論將可能出現顛覆性的變化。

因此，有必要明確區域內資源環境分配方案，在煤化工、煤電、煤炭開采等行業之間建立資源關聯機制，在區域內統籌協調，避免資源被多次占用，提高煤電基地規劃環評中環境資源承載力核算的準確度。

3.3　落實煤電行業升級改造要求

在邊界條件確定的情況下，煤電基地規劃實施仍存在眾多情景。通常，基準情景和規劃情景難以完全滿足各項環境資源制約要求，經調整后的優化情景成為綜合各方要求且符合環境質量目標的最終方案。但優化情景只是規劃實施過程中眾多情景中的一種，各種可能情景中還包含大量不符合環境資源制約要求的情況。由于優化情景通常會提出對現有電廠進行技術改造甚至淘汰的要求，這一情景也是實施過程中不確定性較高的一種。換而言之，規劃環評對規劃方案給出可行結論，只是意味著優化情景可行，而非任何一種情景均可行。所以，確保優化情景的落實，是控制規劃結論不確定性的重要內容。因此，有必要在規劃結論部分明確區域煤電行業升級改造和減排要求，明確區域替代和淘汰項目清單，這是煤電基地規劃環評結論可行的重要前提，也是規劃環評工作的重要成果。

3.4　細化項目環評準入門檻

在環境管理中，煤電基地規劃環評與煤電項目環評已建立了較好的銜接關系，煤電基地規劃已成為煤電項目環評最重要的準入條件。同時，因基地規劃的定位、規模、布局相對具體，也為細化項目環評要求提供了技術上的可能性。在煤電基地規劃環評中已得出的規模布局符合性、資源環境利用水平等結論，應作為項目環評的準入門檻，是項目環評開展工作時首先應考查的內容。通過煤電基地規劃環評和煤電項目環評的銜接，可以實現規劃環評和項目環評的不同分工，突出規劃環評對項目環評的支撐和指導作用，完善環評技術體系。

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Uncertainty Analysis and Control Countermeasures on Planning Environmental

Impact Assessment for Northwest Region Coal-electricity Base

WANG Ya-nan, ZHAO Fang

(Environmental Development Center of the Ministry of Environmental Protection, Beijing 100029, China)

Abstract:Uncertainty is an inevitable characteristic in the technical architecture of planning environmental impact assessment. This paper analyzes the environmental impact characteristics of the planning for northwest region coal-electricity base, and identifies uncertainty factors in the planning environmental impact assessment, including uncertainties of planning situation, regional background and requirements on environmental goals. This paper studies the mathematical expression of uncertainty in metrology, puts forward the uncertainty expression in the planning environmental impact assessment for northwest region coal-electricity base, and comprehensively analyzes the countermeasures to control the uncertainty factors.

Key words:coal-electricity base; planning environmental impact assessment; uncertainty analysis

通訊作者：趙芳(1978—)，女，河北秦皇島人，高級工程師，碩士研究生，主要從事規劃環境影響評價研究，E-mail：zhaofang@edc-eia.org

作者簡介：王亞男(1975—)，女，河南焦作人，教授級高級工程師，碩士研究生，主要從事政策及戰略環境影響評價研究，E-mail：wangyanan@edc-eia.org

收稿日期：2015-06-23

中圖分類號：X821

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6444(2016)01-0040-04

DOI:10.14068/j.ceia.2016.01.011