孫亞梅,鄭 偉,寧 淼*,雷 宇
(環境保護部環境規劃院,北京 100012)
長江經濟帶(含上海、江蘇、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、重慶、四川、云南、貴州11省市)人口稠密,經濟較為發達,是世界上最大的內河產業帶和制造業基地,是我國發展歷程最長、發展基礎最好、經濟規模最大的流域經濟帶。依托長江黃金水道,建設長江經濟帶是新時期中國三大國家發展戰略之一,有效保護生態環境既是支撐長江經濟帶成為體現國家綜合經濟實力的具有全球影響力內河經濟帶的必然需求,也是國家維護區域生態安全和提升生態文明建設水平的總體要求[1]。當前,長江經濟帶開發和生態環境保護之間存在著非常尖銳的矛盾,開發與生態環境協調問題日益凸顯,生態環境保護面臨巨大的挑戰。長期粗放型的經濟增長方式,使長江經濟帶主要大氣污染物排放量巨大,遠超出環境承載能力,城市空氣質量超標嚴重,區域性復合型大氣污染突出。本研究從全面識別長江經濟帶大氣污染問題著手,深入解析污染問題的成因與驅動力,同時結合國家相關規劃要求,系統提出長江經濟帶大氣污染防治的對策。
2015年,長江經濟帶二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、煙(粉)塵、揮發性有機物(VOCS)、氨(NH3)排 放 量 分 別 是 635萬t、593萬t、425萬t、813萬t、253萬t[2],占國土面積21%的長江經濟帶排放了全國34%的SO2、32%的NOx、28%的煙粉塵、44%的VOCS、43%的NH3(圖1),單位面積污染物排放強度分別是全國平均水平的1.6倍、1.5倍、1.3倍、2.1倍、2倍(圖2)。占長江經濟帶國土面積10%的江、浙、滬,排放了長江經濟帶24%的SO2、34%的NOx、26%的煙(粉)塵和約45%的VOCS、18%的NH3,單位面積污染物排放強度分別是長江經濟帶平均水平的2.4倍、3.3倍、2.5倍、4.4倍、1.7倍。長江經濟帶大氣污染物排放遠超環境容量,SO2、NOx排放量分別是環境容量的1.5倍、1.6倍(圖3、圖4)[3]。

圖1 長江經濟帶大氣污染物排放占全國總排放比重

圖2 長江經濟帶地區大氣污染物單位面積排放強度

圖3 長江經濟帶二氧化硫排放量與環境容量

圖4 長江經濟帶氮氧化物排放量與環境容量
2016年,長江經濟帶126個城市中,SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O36項主要大氣污染物年平均濃度全部達標的城市有33個[4],達標城市比例不到1/3(表1)。顆粒物是影響城市達標的主要污染物,其中73%的城市PM2.5年均濃度超標,60%的城市PM10年均濃度超標。19個城市的臭氧濃度超標,超標城市比例為15%。10個城市的NO2濃度超標,超標城市比例為8。同時,SO2、CO仍分別有3個城市超標??臻g上,長三角區域、成渝城市群兩個重點地區城市大氣污染超標比例較高。
利用Origin軟件分析長江經濟帶各城市PM2.5、臭氧的最大值、最小值及均值分布(圖5),其中box外部上方最高值即為最大值,外部下方最低值即為最小值,box的箱頂為全部數據的第75百分位數,箱底為全部數據的第25百分位數。結果表明:2016年,長江經濟帶各城市PM2.5年均濃度的平均值是45μg/m3,最大值是 86μg/m3,最小值是 16μg/m3[4]。PM2.5濃度超標城市中,年均濃度超標比例100%以上的城市占比12%,超標比例50%~100%的城市占比26%,超標比例20%~50%的城市占比39%。長江經濟帶各城市O3日最大8小時均值第90百分位平均值是136μg/m3[4],最大值是200μg/m3,最小值是 76μg/m3(圖 5)。O3濃度超標城市中,濃度超標比例15%以上的城市占比16%,超標比例10%~15%的城市占比32%,超標比例5%~10%的城市占比37%,超標比例0~5%的城市占比16%。2016年,我國O3污染主要集中在京津冀及周邊、長三角、珠三角、武漢城市群、成渝、遼寧南部、陜西關中等地區,338個城中市O3日最大8小時平均第90百分位數濃度超標的城市有59個,長江經濟帶中超標城市占32%,其中長三角區域O3污染問題最為突出。
受大氣環流及大氣化學的雙重作用,長江經濟帶9省2市間大氣污染存在一定程度的相互影響,相鄰省份間影響突出。環境保護部環境規劃院利用CAMx空氣質量模型的顆粒物來源追蹤技術(PSAT),建立了全國31省(市、區)PM2.5的空間輸送矩陣(表2),分析了PM2.5及其前體物空間輸送關系。其中,PM2.5空間輸送矩陣為31×31的二維矩陣,行代表某省份PM2.5的空間來源,列代表某省對各省份PM2.5的貢獻,對角線表示各省份PM2.5中的本地源貢獻[5]。從空間輸送矩陣可以看出,長江經濟帶9省2市的PM2.5污染均為本地污染和區域污染疊加,受外來源的貢獻率達28%~54%。例如,長三角地區PM2.5區域輸送顯著,本地貢獻相對較低。其中,區域內的上海市超過50%的PM2.5為外來源貢獻,江蘇省、浙江省對其貢獻率分別達27%、11%。
未來一段時間內,長江經濟帶生態環境壓力仍會持續加大,區域發展不平衡,傳統的粗放型發展方式為大氣污染防治帶來了嚴峻的挑戰和壓力。長江沿線是我國重要的人口密集區和產業承載區,生態修復和環境保護迫在眉睫。長江經濟帶橫跨我國地理三大階梯,資源、環境、交通、產業基礎等發展條件差異較大,地區間發展差距明顯,但沿江工業發展各自為政,依托長江黃金水道集中發展能源、化工、冶金等重工業,上、中、下游產業同構現象將愈發突出,部分企業產能過剩,一些污染型企業向中上游地區轉移。依靠土地占用、高耗水高耗能等增量擴張的發展模式仍然占主導地位,一些大城市人口增長過快,資源環境超載問題突出,長江經濟帶傳統產業產能過剩矛盾依然嚴峻,轉型發展任務艱巨[6]。下大力氣解決傳統的粗放型發展方式帶來的大氣污染,依然是未來一段時間的重點工作。
2015年,長江經濟帶各省市地區生產總值是305 200.2億元,占全國生產總值的44.5%,長江經濟帶第二產業、第三產業產值比重分別是44.3%、47.3%[7],其中第二產業比重高過全國第二產業平均比重(40.9%)3.4個百分點,第三產業比重低于全國第三產業平均比重(50.2%)近3個百分點。長江經濟帶11個省市中,上海市第二產業比重最低,達到了31.8%,低于國家第二產業平均比重9個百分點,此外的10個省市的第二產業比重或接近或高于國家第二產業平均比重,具體見圖6。
長江經濟帶水泥、生鐵、平板玻璃、粗鋼、鋼材等產品產量分別是115 620萬t、30 718萬重量箱、21 788萬t、28 385萬t、37 368萬t,分別占全國總產量的49%、39%、32%、35%、33%。具體見圖7。
影響大氣污染排放壓力增大的因素有多種,其中最主要的驅動力來自經濟發展、人口,經濟發展又可以劃分為產業結構、能源消費第二層次的驅動力[8]。以工業生產為主的第二產業比重偏高,水泥、平板玻璃、生鐵、粗鋼、鋼材等高能耗產品產量大,造成大氣污染物排放量大。偏重的產業結構是造成長江經濟帶大氣污染嚴重的內因之一。

表1 2016年長江經濟帶各省市城市大氣污染物年均濃度達標情況

表2 長江經濟帶各省市PM2.5空間輸送矩陣

圖5 長江經濟帶各城市PM2.5、臭氧濃度最大值、最小值及均值分布

圖6 長江經濟帶各省市三產結構

圖7 長江經濟帶主要工業產品產量
2015年,長江經濟帶能源消費總量是163 004萬噸標準煤、煤炭消費總量是127 923萬噸,分別占全國能源消費總量、煤炭消費總量的41%、33%[9]。江蘇、浙江、四川、湖北、湖南5省的能源消費占經濟帶能源消費總量的10%以上。在煤炭消費量上,江蘇煤炭消費占長江經濟帶煤炭消費總量的20%以上,其次是安徽12%,浙江11%。長江經濟帶各省市能源消費及煤炭消費占比見圖8。
2015年,長江經濟帶煤炭消費總量占能源消費總量的比重是56%,低于全國68%的平均水平,但是煤炭消費依然是能源消費的重要來源。11省市中,除上海、四川以外,其他9省市的煤炭消費占能源消費總量的比重接近或超過50%,其中安徽和貴州對煤炭的依賴度極高,比重高到90%以上,江蘇的煤炭消費比重也超過了60%。多項研究表明,燃煤過程的污染物高排放是造成大氣污染的重要原因[10],煤炭使用對我國PM2.5濃度的貢獻總體在61%[11],可見以煤為主的能源消費結構以及大量的煤炭消費嚴重影響了長江經濟帶環境空氣質量。長江經濟帶及各省市煤炭占能源消費總量的比重見圖9。

圖8 長江經濟帶各省市能源消費(左)及煤炭消費(右)占比

圖9 長江經濟帶及各省市煤炭占能源消費總量的比重
以解決突出的大氣環境問題為核心,將環境質量作為大氣污染防治的底線,持續推進空氣質量改善,重點措施上,從大氣污染驅動力著手,優化產業與能源結構,深化多污染物協同控制,推進區域聯防聯控。主要對策建議如下。
《長江經濟帶發展規劃綱要》及《長江經濟帶生態環境保護規劃》中明確指出長江經濟帶重在保護,依據國家相關戰略與規劃要求,應堅持以環境質量為環境保護的底線,持續推進空氣質量改善,力爭到2020年,城市空氣質量優良天數比例由80.6%提高到 84.0%, PM2.5未達標的城市濃度下降18.2%,二氧化硫、氮氧化物排放量分別減少15%、16.2%。全面推進長江經濟帶126 個地級及以上城市空氣質量限期達標工作,已達標城市空氣質量進一步鞏固,未達標城市要制訂并實施分階段達標計劃。
將優化能源結構作為長江經濟帶空氣質量改善的重要途徑,嚴格控制煤炭消費總量,同時重視煤炭清潔化利用,降低煤炭消費所帶來的大氣污染排放量與強度。逐年降低長江經濟帶煤炭消費總量控制,上海、江蘇、浙江3 省市實現煤炭消費總量負增長,加快推進“煤改電”“煤改氣”工作。到2017 年,長江三角洲地區基本完成燃煤鍋爐、自備燃煤電站的天然氣替代或實現超低排放。加快推進具備條件的現有機組熱電聯產改造和供熱挖潛,淘汰供熱供氣管網覆蓋范圍內的燃煤鍋爐、自備燃煤電站,推進小熱電機組科學整合。長江經濟帶其他省份,如湖北、湖南、重慶、四川4省市煤炭消費總量不再增長,而是呈逐步降低的趨勢。
將源頭控制作為大氣污染防治的首要手段,長江三角洲嚴格控制煉油、石化等行業新增產能,新(改、擴)建項目要實施主要污染物倍量削減。有序推進位于城市主城區的鋼鐵、石化、化工、有色金屬冶煉、水泥、平板玻璃等重污染企業環保搬遷或關停。湘鄂地區嚴格控制有色、石化等行業新增產能。加大有色金屬行業結構調整及治理力度,優化產業空間布局。成渝地區壓縮水泥等行業過剩產能,限制高硫分、高灰分煤炭開采使用,加快川南地區城市產業升級改造。
完善大氣污染物排放總量控制制度,加強二氧化硫、氮氧化物、煙粉塵、揮發性有機物等主要污染物的綜合防治。地級及以上城市建成區基本淘汰10 蒸噸以下燃煤鍋爐,完成35 蒸噸及以上燃煤鍋爐脫硫脫硝除塵改造、鋼鐵行業燒結機脫硫改造、水泥行業脫硝改造、平板玻璃天然氣燃料替代及脫硝改造。實施燃煤電廠超低排放改造工程和清潔柴油機行動計劃,分階段推進,明確完成時間節點。實施石化、化工、工業涂裝、包裝印刷、油品儲運銷、機動車等重點行業揮發性有機物綜合整治工程,推進長三角重點行業揮發性有機物排放總量控制。強化機動車尾氣治理,區域統一新車和轉入車輛排放標準,加強對新生產、銷售機動車和非道路移動機械環保達標監管,長三角加速淘汰黃標車。劃定并公布禁止使用高排放非道路移動機械的區域,加強非道路移動機械監管。設置船舶排放控制區,禁止向內河和江海直達船舶銷售渣油、重油,推進靠港船舶使用岸電,開展港口油氣回收工作。優先發展公共交通,鼓勵發展天然氣汽車,加快推廣使用新能源汽車。
全力推進區域大氣污染聯防聯控,以長江三角洲地區三省一市、成渝城市群和湘鄂兩省城市為重點,積極推進區域大氣污染聯合防治,防治區域復合型大氣污染。加強機動車污染防治,統一區域防治標準。積極推廣液化天然氣等清潔能源動力船舶,推進碼頭和船舶岸電設施建設和改造。建立統一協調的船舶污染監管機制。統一城市空氣質量監測運行管理方式,實現區域空氣質量監測信息互通和共享。加大長江三角洲地區以及江西、湖南、重慶、四川等地區的酸雨防治力度,加強貴州、重慶、四川、云南等地區的汞排放治理。
[1] 李干杰. 堅持走生態優先、綠色發展之路扎實推進長江經濟帶生態環境保護工作[J]. 環境保護, 2016, 44(11): 7-13.
[2] 國家統計局能源司. 中國環境統計年鑒2016[R]. 北京: 中國統計出版社, 2016.
[3] 環境保護部. 2016年中國環境狀況公報[R]. 北京: 環境保護部,2017.
[4] 薛文博, 付飛, 王金南, 等. 基于全國城市PM2.5達標約束的大氣環境容量模擬[J]. 中國環境科學, 2014, 34(10): 2490-2496.
[5] 環境保護部. 國家發展和改革委員會, 水利部. 關于印發《長江經濟帶生態環境保護規劃》的通知[EB/OL]. (2017-07-17). http://www.mep.gov.cn/gkml/hbb/bwj/201707/t20170718_418053.htm.
[6] 薛文博, 付飛, 王金南, 等. 中國PM2.5跨區域傳輸特征數值模擬研究[J]. 中國環境科學, 2014, 34(6): 1361-1368.
[7] 中華人民共和國國家統計局. 2016中國統計年鑒[R]. 北京: 中國統計出版社, 2016.
[8] 王淑蘭, 云雅如, 胡君, 等. 情景分析技術在制定區域大氣復合污染控制方案中的應用研究[J]. 環境與可持續發展, 2012, 37(4):14-20.
[9] 國家統計局能源司. 中國能源統計年鑒2016[R]. 北京: 中國統計出版社, 2016.
[10] 陳瀟君, 孫亞梅, 楊金田, 等. 構建區域煤炭消費總量控制框架[J]. 環境保護, 2013, 41(8): 19-22.
[11] 陳瀟君, 金玲, 雷宇, 等. 大氣環境約束下的中國煤炭消費總量控制研究[J]. 中國環境管理, 2015, 7(5): 42-49.