淺析散煤應用現狀及對環境的影響

摘 要：煤炭的不清潔利用造成了霧霾在我國大范圍內持續爆發，本文通過數據分析我國一次能源消費結構及散煤消費及污染物排放總量占煤炭消費總量比例，詳細介紹了目前我國散煤應用現狀及對環境的影響，對今后散煤的合理利用具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：散煤應用；污染治理；燃煤鍋爐

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.078

0 引言

近年來，霧霾在我國大范圍內持續爆發，嚴重影響人民生活質量，其中，燃煤、機動車、揚塵、氣象條件等均是形成霧霾的重要因素。在我國，煤炭開發利用所產生的SO2、NOx、煙塵排放量分別占排放總量的93%、70%、67%，由此可見，煤炭的不清潔利用是造成大氣污染的主要原因之一。因此，對散煤應用現狀及對環境的影響進行分析具有非常重要的意義。

1 能源消費現狀

針對上述情況，國家和地方政府相繼出臺了多部“限煤令”及相應的政策法規，使我國一次能源消費結構中煤炭的占比持續降低，但即使如此，目前煤炭在一次能源消費結構中的比例依然超過60%（如圖1），預計在未來仍將維持在50%以上。可見，煤炭作為我國一次能源的消費主體，在今后相當長的時期內，依然是我國能源戰略安全的重要保障，燃煤污染治理任重道遠。

其中，散燒煤（散煤）污染治理是空氣污染防治及燃煤治理的重點，也是難點，相對于集中燃煤，散煤利用方式粗放、量大面廣、能效低、直燃直排、低空排放，不僅耗煤量大，對大氣環境污染也非常嚴重。

目前可統計的散煤年消費量約5.71億t，由燃煤工業小鍋爐、農村生活、住宿餐飲、城鎮生活、農業生產五個領域組成，雖然散煤（包括民用和中小鍋爐）的年消費總量僅占全國煤炭消費總量的20%左右，但三種主要大氣污染物PM2.5、SO2、NOx卻分別占到了燃煤污染排放總量的52%、55%和16%（見圖2）。

據相關統計數據顯示，目前我國北方地區冬季供熱依然以煤為主要燃料，燃煤取暖面積約占總取暖面積的83%，天然氣、電、地熱能、生物質能、太陽能、工業余熱等合計僅占17%左右，在我國1.6億戶農村居民家庭中，采取分散采暖約9300萬戶，其中燃煤采暖約6600萬戶，占比71%，并且，隨著我國城鎮化水平加快，北方大部分新型城鎮化社區與非集中供暖區域的學校、醫院、幼兒園、敬老院等冬季供暖需求增加，更加突顯了環境保護與冬季供暖之間的矛盾。

2 控煤措施

愈發惡劣的空氣環境，迫使我國這個煤炭使用大國進入控煤階段，尤其在京津冀等重點地區。之前頒布的《大氣污染防治行動計劃》以及《京津冀及周邊地區落實大氣污染防治行動計劃實施細則》中，均提出了“全面淘汰燃煤小鍋爐”的要求。然而，大規模淘汰燃煤小鍋爐，如何保證同步用電、用氣（天然氣）進行居民供熱或工業用熱，成為各地政府需直面的問題。全國民用散煤和小型鍋爐燃煤5億噸左右，需要用15116億kWh電能或1912億m3天然氣替代，同時需要進行供電線路改造、天然氣管網建設的投資，基礎設施投入巨大，面臨使用成本高、政府補貼壓力大的問題，“煤改氣”同時面臨嚴重的氣源不足問題。2016年，全國天然氣產量約1500億立方米，年消耗天然氣約2000億立方米（即如果用天然氣替代目前小型鍋爐用煤，全國需增加天然氣消耗一倍），全世界天然氣產量尚不足3萬億m3，而全球產氣國可供出口僅約5000億m3。

散煤燃燒用戶主要為民用和工業鍋爐。民用爐灶量多面廣、直燃直排、低空排放，在靜穩天氣條件下，會很快在中低空形成積累，加劇霧霾的形成。據統計，燃燒1噸散煤的污染物排放量相當于大型燃煤鍋爐等量燃燒后潔凈排放的10～20倍。燃煤工業鍋爐運行負荷變化較大，爐內工況復雜，燃燒效率低（平均65%左右），能耗高。大多沒有污染物排放控制設施，已有脫硫脫硝設施效率低、并多有二次污染現象。現有電站鍋爐使用的超低排放技術投資大、運行維修費用高，不適用于燃煤工業鍋爐。

3 燃煤對環境的影響

據統計，每年小型燃煤鍋爐燃煤消耗量為2.6億噸左右，占國家煤炭消費總量的9%；PM2.5排放量為18.2萬噸，約占燃煤排放總量的8%；SO2排放量為287.04萬噸，約占燃煤排放總量的18%；NOx排放總量為77.22萬噸，約占燃煤排放總量的9%。近年來，我國出現的大范圍、長時間嚴重霧霾天氣，與小型燃煤鍋爐區域高強度、低空排放的特點密切相關。隨著我國工業化、城鎮化繼續快速發展，到2020年煤炭消費總量依然占一次能源消費總量的62%，小型燃煤鍋爐造成的煤煙型污染控制變得更加重要和迫切。

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作者簡介：白文凱（1984-），男，山東鄒城人，本科，工程師，從事潔凈煤技術產品研發工作。