福州市大氣污染物排污權總量控制合理性研究

柯文燦

(福建省環境科學研究院(福建省排污權儲備和技術中心),福建 福州 350001)

0 引言

污染物總量控制是落實可持續發展戰略的重大舉措，也是排污權政策體系的基石。區域總量的確定直接影響到區域經濟的發展及排污權市場的運行。

國家現行總量控制制度要求各省以特定時間節點為基數，定期內實現一定比例總量減排，而對于不同環境質量水平、工業發展水平的地區允許排放污染物總量控制要求未進行合理的區分。對于環境質量相對優異的地區，一方面總量減排對于環境質量提升作用有限，另一方面由于可減排空間有限，新建、擴建項目缺少替代指標，亦束縛地方發展，然而完全放開總量控制又存在超環境容量風險。支海宇等[1]認為，區域允許排放污染物總量的確定應同時考慮到經濟增長及社會發展的需求，污染物排放量應該有一個最佳數值，既保證環境質量，同時又能確保經濟增長。本文通過分析福州市2015—2021年大氣環境相關數據，探討在保證環境質量前提下該目標區域大氣污染物的總量限值。

1 污染物總量控制

污染物總量控制，是將管理的地域或空間作為一個整體，根據要實現的環境質量目標，確定該地域或空間一定時間內可容納的污染物總量，通過對區域內各種污染物的排放總量實施控制，使得排入這一地域或空間內的污染物總量不超過可容納的污染物總量，以保證實現環境質量目標的一種管理制度[2]。目前總量主要可分為目標總量、容量總量兩種類型。

1.1 目標總量

目標總量是依據區域污染物排放總量目標或區域污染物排放總量削減目標，從當前排放水平出發，依據歷史統計資料等方式確定的區域總量，通過排污單位之間優化分配污染物排放量或削減量，實現區域污染物排放總量目標和區域污染物排放削減總量目標。

1.2 容量總量

容量總量是指環境容量所允許的污染物排放總量控制，它是從環境質量要求出發，在充分考慮環境自凈能力的基礎上，運用大氣環境理論和環境質量模型，計算環境允許的納污量，并據此確定污染物的允許排放量。容量總量控制的特點是將區域總量與環境質量直接聯系。

1.3 現行總量控制要求及環境質量

目前福州市區域總量的確定，主要采用目標總量控制，即以福州市2020年為基準年，區域總量以一定比例逐年減低。

“十三五”節能減排綜合工作方案要求到2020年，大氣中二氧化硫、氮氧化物排放總量比2015年分別下降15%。“十四五”節能減排綜合工作方案則延續了“十三五”方案總量控制方式，即要求到2025年，氮氧化物排放總量比2020年下降10%以上。

根據2016年及2021年中國環境統計年鑒[3-4](見表1)，全國二氧化硫、氮氧化物年均濃度下降明顯，其中二氧化硫濃度低于一級標準(20mg/m3)，多城市氮氧化物也達到一級標準(40mg/m3)。福州市大氣兩項污染物環境濃度均遠低于一級標準，占標率僅為8.3%、52.5%。

表1 環境質量 單位:mg/m3

2 區域大氣環境容量計算

2.1 計算方法

大氣環境容量計算的方法很多，其中應用最為廣泛的是A-P值法。A-P值法是《制定地方大氣污染物排放標準的技術方法》(GB/T 3840-91)提出的總量控制區排放總量限值計算模型，其基本原理是將總量控制區上空的空氣混合層視為承納地面排放污染物的一個箱體。通過查閱文獻，與福州市行政區面積類似的區域，如蘭州市、西安市、成都市、渭南市等[5-8]均采用該辦法進行計算。本研究選用此模型對福州市各控制單元的大氣環境容量進行計算，公式如下：

(1)

(2)

(3)

式(1)中，Qak為總量控制區k污染物年允許排放總量，104t；Qaki為第i控制單元內k污染物年允許排放總量，104t；n為控制單元總數；i為總量控制區內各控制單元的編號；a為總量下標；k為某種污染物下標。

式(2)中，Qaki為第i控制單元內k污染物年允許排放總量，單位：104t；S為總量控制區總面積，單位：km2；Si為第i控制單元面積，單位：km2；Cki為國家和地方有關大氣環境質量控制標準所規定的與第i個控制單元類別相應的年平均濃度限值，單位：mg/m3；C0為區域本底大氣環境質量年平均濃度，單位：mg/m3；A為地理區域性總量控制系數，單位：104·km2/a。

式(3)中，S為總量控制區總面積，單位：km2；Si為第i控制單元面積，單位：km2；n為控制單元總數；i為總量控制區內各控制單元的編號。

2.2 模型參數取值

2.2.1 總量控制系數A的選取

根據《制定地方大氣污染物排放標準的技術方法》(GB/T 3840-91)，福建省總量控制系數A的取值范圍為3.5～4.9×104km2/a(表2)。本文結合福州市2020年的污染物年平均濃度及2020年污染物排放總量進行反推可知，當福州市A值取4.37×104km2/a時，計算結果(氮氧化物5.95萬t/a)與福州市實際排放量氮氧化物總量相符；而福州市二氧化硫年平均濃度較低(5mg/m3)，僅為標準60mg/m3的8.3%，以二氧化硫推算總量控制系數A存在較大誤差。故本文福州市A的取值為4.37×104km2/a，該A值在GB/T3840-91推薦取值范圍內，同時能較好反映福州市實際總量控制情況。

表2 我國部分地區總量控制系數A取值

2.2.2 總量控制因子

根據國家總量減排和排污權控制要求，確定總量控制的主要大氣污染物為二氧化硫、氮氧化物。

2.2.3 總量控制區面積

福建省福州市行政區劃面積為11891km2，根據環境空氣質量功能區劃方案確定各行政區一類、二類空氣質量區面積，見表3。

表3 福州市行政區域面積

2.2.4 區域大氣環境質量

2.2.4.1 區域大氣環境質量及總量控制目標濃度的確定。根據2016—2021年中國環境統計年鑒查詢得到福州市2015—2020年二氧化硫、二氧化氮空氣質量年均值及小時均值，由于監測站沒有氮氧化物數據，根據國家環保總局環境規劃院審核技術組公布的《東部地區重點城市大氣環境容量技術審核總結報告》中的經驗系數，福州市氮氧化物空氣質量濃度是由二氧化氮按照1.25比例換算而來(見表4)。

表4 2015—2020年福州市大氣污染物環境濃度 單位：mg/m3

由表4可知，福州市2015—2020年大氣環境二氧化硫濃度年平均值范圍為5～7mg/m3，24小時均值范圍為2～20mg/m3，均遠低于對應空氣質量排放標準，由于福州現存數據均未出現超標，且與標準限值間存在較大空間，本處總量控制目標濃度取全省環境二氧化硫濃度最高值，即2015年三明市環境二氧化硫濃度年平均值20mg/m3，對應年最高24小時均值為95mg/m3。

福州市2015—2020年大氣環境二氧化氮濃度年平均值范圍為21～33mg/m3，符合二氧化氮濃度年平均標準，而24小時均值范圍為3～83mg/m3，2015年和2017年分別有1天存在超標情況，2016年有2天超標，超標日環境二氧化氮濃度均為83mg/m3。分析統計數據發現二氧化氮年平均濃度低于26mg/m3時可實現24小時平均濃度基本達標，本處取該濃度為總量控制目標，對應氮氧化物換算濃度為32.5mg/m3。

綜上所述，當二氧化硫、氮氧化物年平均濃度小于20mg/m3(占標率33.3%)、32.5mg/m3(占標率65%)時，可確保對應24小時平均濃度基本達標，故本文選取二氧化硫、氮氧化物總量控制目標濃度為20mg/m3、32.5mg/m3。

2.2.4.2 區域本底大氣環境質量。考慮到空氣質量存在季節波動，本文以2020年平潭綜合實驗區空氣質量較差的冬季大氣污染物日均濃度平均值為區域本底濃度，分別為二氧化硫0.0023mg/m3、二氧化氮0.0113mg/m3，全文氮氧化物由二氧化氮按照1.25的比例換算得到，即本處氮氧化物濃度為0.0141mg/m3。

2.2.5 區域大氣環境容量核定結果

根據控制目標濃度所計算出的福州市環境容量，結果見表5。以基準年為控制目標SO2、NOx最大環境容量為1.36萬t、5.95萬t；以環境質量為控制目標SO2、NOx最大環境容量為8.87萬t、9.20萬t。

表5 福州市各控制單元大氣環境容量 單位：萬t/a

3 區域污染物排放總量現狀

3.1 區域實際排放量

福州市生態環境局公開的福州市2020年度環境統計年報告相關數據顯示，福州市2020年主要污染物工業二氧化硫排放量13236.6噸、氮氧化物排放量34459.5噸。查閱中國環境統計年鑒(2021年)等材料，福州市非工業源二氧化硫和氮氧化物排放量約0.8萬噸和2.5萬噸。

3.2 區域許可排放量

我國自2017年起推行新版排污許可證，要求企業按照各行業技術規范核定企業允許對外排放的二氧化硫、氮氧化物總量，同時企業許可排放量需在排污許可證管理平臺公開。按照有關部門對于許可排放量的解讀，區域內企業許可排放量之和即為區域污染物總量。通過收集統計截至2022年2月福州市二氧化硫許可排放量為1.98萬噸、氮氧化物許可排放量為3.75萬噸。由于許可證僅管控工業部分，生活源及移動源污染物排放情況參考環境統計數據。

4 區域大氣環境容量與實際排放量對比

對比區域環境容量、實際排放量、區域許可排放量可以發現，以環境質量為控制目標計算，福州市二氧化硫和氮氧化物剩余排放空間分別為68.7～76.1%和32.0～35.3%(見表6)。

表6 福州市剩余環境容量 單位：萬t/a

5 結論

通過計算及數據對比發現，福州控制區空氣質量優異。2015—2020年，福州市兩項污染物環境年平均濃度均保持在一類控制區環境濃度控制要求以內，特別是二氧化硫年平均濃度5～7mg/m3，僅占標準(60mg/m3)的8.3～11.7%；同時可利用大氣環境容量豐富，在以環境質量為控制目標前提下，控制區內二氧化硫、氮氧化物指標均存在剩余排放空間。

基于以上數據分析，認為福州市現行總量控制要求相對較嚴。作為基準年，2020年福州市二氧化硫區域總量較小，而基準年總量小意味著區域可減排空間不足，以此為區域總量控制基數，在消耗完現有所剩不多的可交易排污權后，福州市將面臨無量可用的窘境，將制約福州市發展。

同時站在排污權市場的角度上，設立排污權的初衷，是讓污染物治理成本最優化，在福州市其屬性卻逐漸變成了企業“發展權”，新上企業只有取得為數不多的可交易排污權才能實現投產，這致使企業嚴重惜售排污權，減排企業普遍擔心外售可交易排污權后影響企業后期發展，大量排污權即使過期作廢也不愿外售獲利，這進一步縮小區域總量，阻礙排污權市場。可以預見在超低減排后，伴隨減排企業惜售心理及可交易指標預期滅失等情況，排污權市場將面臨停滯，排污權指標會出現有價無市的困境。

6 建議

地方政府需擴大排污權政府儲備，隨著“十二五”“十三五”期間工業行業標準的提高，重點行業減排的推進，工業行業減排的潛力逐漸縮小，目前大量涉氣指標也將在2021—2022年期間陸續到期，地方政府需與對應企業開展協商，以回購等形式保留該部分指標；挖掘已關停企業等形式產生的不屬于現有企業的排污權指標；結合福州市環境容量總量，適當調整區域總量控制目標，充分考慮地方實際情況，讓地方區域總量指標既能滿足環境質量控制要求，又能滿足經濟發展需要。