最近我国中部地区的灰霾天气严重,PM2.5超排放标准达百倍之多;引起国人和世界的关注。正如3月17日李克强总理在回答记者问题时所说,这是多年累积的结果,并表示了中国政府治理灰霾的决心。
PM2.5是由什么因素累积造成?治理的根本之策又在哪里?
按照广东省环保局的数据,广州城区PM2.5排放的贡献源之中,工业和电力燃煤排放占32%,汽车尾气占35%,扬尘占 10%。面源和其它占15%。此外,导致PM2.5的光化学污染也是燃煤和汽车尾气排放的NOx、SO2、CO2等排放源在光催化作用之下发生化学反应结果生成的颗粒物。所以可以说 ,PM2.5的来源主要是化石能源、特别是煤和石油的燃烧所造成的。
世界各国在上世纪工业发展的历程中大致都经历过类似的阶段;如所周知的“雾都伦敦”1957年的“毒烟雾”4000人致死事件,就与燃煤和石油有直接的关系。为了解决这个问题,借助于天然气勘探开发供应的大发展,世界(主要是发达国家)的能源构成在上世纪70--80年代经历了一次终端用能的燃料由煤和石油向天然气的转变。同时也逐步对于汽车排放尾气执行越来越严格的标准。至今,天然气已占世界一次能源构成的23—24%,核能和可再生能源占13%,两者合计占36%以上。尾气排放标准也已从欧I 升级到欧V或VI。这是发达国家各大都市又重新回到蓝天白云、清洁空气的根本原因。
中国经济腾飞30年的能源保障主要是依靠增加燃煤和石油来支撑的。到2010年,中国煤和石油占一次能源构成的88%,天然气、核能和可再生能源仅占12%;相当于发达国家60年前的水平。多数城市尾气排放标准值还相对于欧III;只有北京将要实施国V。这就是当前中国PM2.5问题的症结。必须告诉全体人民这个真相,知道PM2.5问题在一次能源结构;根深源远,不是一朝一夕可以解决的道理;以免过于乐观的期盼和问责。
有的宣传强调解决PM2.5问题要依靠发展可再生能源。这与适应气候变化要求而推进能源转型是一致的,但不切中时弊。预计到本世纪中叶,世界和中国的一次能源构成中清洁的非化石能源,即核能和可再生能源占比将达到50%左右。但这是一个长达40年的过程。中国解决PM2.5问题不可能等待那么久。中国只要在今后10到20年里补上发展天然气比世界晚了30年这笔账, 使天然气在一次能源构成中占比从目前的4%提高到接近20%,中国就能够象发达国家一样还回城市蓝天白云、洁净空气的目标。
只靠发展核能与可再生能源能够解决PM2.5问题吗?不行。因为绝大多数的核能与可再生能源是通过发电来利用的,并不适于做燃料。而中国现阶段终端用能中工业和建筑物耗能占80%(其余20%左右为交通运输和有机化工原料),其中大部分是燃料,是不可能用可再生能源替代的。近10-20年内依靠加速发展和优化利用天然气冷热电联供替代燃煤是唯一切实可行的途径。交通运输燃料目前九成靠石油,在过渡到完全依靠电力、生物质和氢气之前也需要经过L/CNGV这个又经济、又极少PM2.5排放的极其重要的现实途径。这要比大幅度增加费用提高汽柴油标号要经济得多。所以,中国走向低碳能源之路是绕不过大力发展天然气这个坎的!
在最近10-20年期间,快速发展天然气不仅是解决PM2.5问题和减少碳排放的关键,更是保障当前经济持续快速发展的能源需求,尽快提高能效,保障负荷中心电力供应和调峰的关键举措。这是因为当前城镇化是中国经济增长方式转型的重点,上千个大城市周边新开发区和农业地区新的中心城镇,既是增量经济主要所在之处,也是新增耗能所在之处。利用这个空前绝后的历史机遇,在这些新区采用昼开夜停、协同电网调峰的天然气冷热电联供能源系统(DES/CCHP),能效达到70%以上,就能够解决新区以天然气经济地替代煤,提高能效、保证供应等问题。这是比PM2.5和向低碳能源转型更紧迫、更现实的问题。
越来越严格的尾气排放标准固然能够一定程度上降低污染物的排放,但也需要付出越来越高昂的油品加工费用。治本之策是交通运输能源的低碳多元化;逐步以天然气、电、生物质和煤基清洁燃料替代汽柴油。欧美国家近年来也已开始从侧重清洁油品转向大力推动L/CNGV。中国则完全可以不必亦步亦趋地跟着他们绕这个大弯,而是在控制尾气排放同时更着重跨越式直接发展LNGV。
迄今过于宣传“新能源汽车就是电动汽车”是片面的。电动汽车的主要替代对象是燃用汽油的私家小车,但迄今核心的电池技术还有待于突破,难以大面积推广。而中国每年消耗的汽油为0.8亿吨,柴油消耗却1.5亿多吨,用于包括集装箱拖车、矿山、水泥、建筑和物流用的各类重卡,以及内河、沿海等船舶。这与燃用汽油的私家小车为主的美国正好相反。发展LNGV替代柴油是交通运输能源低碳转型在近20年的主力,也是消除PM2.5污染的经济、有效的举措。这个产业链的各个环节技术均已成熟。有极大的节能减排经济效益,还可有效抑制中国石油对外依存度的过快攀升。近年来在市场驱动下新疆、内蒙、陕西、四川、湖北各地都在快速发展。
上述治理PM2.5的根本之策在中国都具备了“起飞”的条件和动力。只要政府在规划、政策、法律、规范等方面适时跟进,积极、引导和支持,就能够飞速发展起来;使中国十几年后就能够完成发达国家历经三四十年才实现的治理灰霾的目标。
(作者华贲,本文刊登于中国能源报,2013.4.16, P.4版)