淺析散煤應(yīng)用現(xiàn)狀及對(duì)環(huán)境的影響

摘 要：煤炭的不清潔利用造成了霧霾在我國(guó)大范圍內(nèi)持續(xù)爆發(fā)，本文通過(guò)數(shù)據(jù)分析我國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)及散煤消費(fèi)及污染物排放總量占煤炭消費(fèi)總量比例，詳細(xì)介紹了目前我國(guó)散煤應(yīng)用現(xiàn)狀及對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)今后散煤的合理利用具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：散煤應(yīng)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(lái)，霧霾在我國(guó)大范圍內(nèi)持續(xù)爆發(fā)，嚴(yán)重影響人民生活質(zhì)量，其中，燃煤、機(jī)動(dòng)車、揚(yáng)塵、氣象條件等均是形成霧霾的重要因素。在我國(guó)，煤炭開(kāi)發(fā)利用所產(chǎn)生的SO2、NOx、煙塵排放量分別占排放總量的93%、70%、67%，由此可見(jiàn)，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(duì)散煤應(yīng)用現(xiàn)狀及對(duì)環(huán)境的影響進(jìn)行分析具有非常重要的意義。

1 能源消費(fèi)現(xiàn)狀

針對(duì)上述情況，國(guó)家和地方政府相繼出臺(tái)了多部“限煤令”及相應(yīng)的政策法規(guī)，使我國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭的占比持續(xù)降低，但即使如此，目前煤炭在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例依然超過(guò)60%（如圖1），預(yù)計(jì)在未來(lái)仍將維持在50%以上。可見(jiàn)，煤炭作為我國(guó)一次能源的消費(fèi)主體，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，依然是我國(guó)能源戰(zhàn)略安全的重要保障，燃煤污染治理任重道遠(yuǎn)。

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(diǎn)，也是難點(diǎn)，相對(duì)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(duì)大氣環(huán)境污染也非常嚴(yán)重。

目前可統(tǒng)計(jì)的散煤年消費(fèi)量約5.71億t，由燃煤工業(yè)小鍋爐、農(nóng)村生活、住宿餐飲、城鎮(zhèn)生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)五個(gè)領(lǐng)域組成，雖然散煤（包括民用和中小鍋爐）的年消費(fèi)總量?jī)H占全國(guó)煤炭消費(fèi)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(jiàn)圖2）。

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)北方地區(qū)冬季供熱依然以煤為主要燃料，燃煤取暖面積約占總?cè)∨娣e的83%，天然氣、電、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能、太陽(yáng)能、工業(yè)余熱等合計(jì)僅占17%左右，在我國(guó)1.6億戶農(nóng)村居民家庭中，采取分散采暖約9300萬(wàn)戶，其中燃煤采暖約6600萬(wàn)戶，占比71%，并且，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化水平加快，北方大部分新型城鎮(zhèn)化社區(qū)與非集中供暖區(qū)域的學(xué)校、醫(yī)院、幼兒園、敬老院等冬季供暖需求增加，更加突顯了環(huán)境保護(hù)與冬季供暖之間的矛盾。

2 控煤措施

愈發(fā)惡劣的空氣環(huán)境，迫使我國(guó)這個(gè)煤炭使用大國(guó)進(jìn)入控煤階段，尤其在京津冀等重點(diǎn)地區(qū)。之前頒布的《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》以及《京津冀及周邊地區(qū)落實(shí)大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施細(xì)則》中，均提出了“全面淘汰燃煤小鍋爐”的要求。然而，大規(guī)模淘汰燃煤小鍋爐，如何保證同步用電、用氣（天然氣）進(jìn)行居民供熱或工業(yè)用熱，成為各地政府需直面的問(wèn)題。全國(guó)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(shí)需要進(jìn)行供電線路改造、天然氣管網(wǎng)建設(shè)的投資，基礎(chǔ)設(shè)施投入巨大，面臨使用成本高、政府補(bǔ)貼壓力大的問(wèn)題，“煤改氣”同時(shí)面臨嚴(yán)重的氣源不足問(wèn)題。2016年，全國(guó)天然氣產(chǎn)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(guó)需增加天然氣消耗一倍），全世界天然氣產(chǎn)量尚不足3萬(wàn)億m3，而全球產(chǎn)氣國(guó)可供出口僅約5000億m3。

散煤燃燒用戶主要為民用和工業(yè)鍋爐。民用爐灶量多面廣、直燃直排、低空排放，在靜穩(wěn)天氣條件下，會(huì)很快在中低空形成積累，加劇霧霾的形成。據(jù)統(tǒng)計(jì)，燃燒1噸散煤的污染物排放量相當(dāng)于大型燃煤鍋爐等量燃燒后潔凈排放的10～20倍。燃煤工業(yè)鍋爐運(yùn)行負(fù)荷變化較大，爐內(nèi)工況復(fù)雜，燃燒效率低（平均65%左右），能耗高。大多沒(méi)有污染物排放控制設(shè)施，已有脫硫脫硝設(shè)施效率低、并多有二次污染現(xiàn)象。現(xiàn)有電站鍋爐使用的超低排放技術(shù)投資大、運(yùn)行維修費(fèi)用高，不適用于燃煤工業(yè)鍋爐。

3 燃煤對(duì)環(huán)境的影響

據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年小型燃煤鍋爐燃煤消耗量為2.6億噸左右，占國(guó)家煤炭消費(fèi)總量的9%；PM2.5排放量為18.2萬(wàn)噸，約占燃煤排放總量的8%；SO2排放量為287.04萬(wàn)噸，約占燃煤排放總量的18%；NOx排放總量為77.22萬(wàn)噸，約占燃煤排放總量的9%。近年來(lái)，我國(guó)出現(xiàn)的大范圍、長(zhǎng)時(shí)間嚴(yán)重霧霾天氣，與小型燃煤鍋爐區(qū)域高強(qiáng)度、低空排放的特點(diǎn)密切相關(guān)。隨著我國(guó)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化繼續(xù)快速發(fā)展，到2020年煤炭消費(fèi)總量依然占一次能源消費(fèi)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(jiǎn)介：白文凱（1984-），男，山東鄒城人，本科，工程師，從事潔凈煤技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)工作。