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专家观点 | 薄宇:河北省“十四五”大气污染防治与温室气体协同控制策略研究

薄宇 清洁空气政策伙伴关系 2023-02-03

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河北省是京津冀生态环境支撑区,系统评估河北省“十三五”时期大气污染防治政策的实施成效,预测未来减排路径,可以为“十四五”时期减污降碳协同增效政策的制定提供重要依据。


一、河北省减污降碳工作回顾


近年来,河北省积极推进产业、能源、运输和用地结构优化调整,实施重大污染减排工程,大气污染防治工作取得积极成效。2015-2021年,河北省除O3外的大气污染物浓度持续下降(图1),PM2.5浓度从74μg/m3降至38.8μg/m3,降幅达47.6%,完成了《河北省打赢蓝天保卫战三年行动方案》和“十三五”规划目标。

图1. 2015-2021年河北省大气污染物浓度变化率

然而,河北省能源结构偏煤、产业结构偏重、运输结构偏公路的问题尚未得到根本性解决,大气污染防治形势依然严峻,污染物超标情况仍较为普遍,且PM2.5和O3复合型污染显现。此外,碳达峰、碳中和目标背景下,河北省需协调减碳、治污与发展三者的关系,亟待以减污降碳协同增效为抓手,推动经济社会发展的全面绿色转型。

二、河北省“十三五”大气污染防治政策评估


为识别成本低、效益高的政策措施,研究团队综合评估了“十三五”期间河北省主要大气污染防治政策措施的减排水平、浓度贡献、协同效益及实施成本。

1. 大气污染防治政策实施对各大气污染物和CO2减排的效果

2015-2020年,河北省SO2、NOx、PM2.5、VOCs和NH3的排放量分别下降53%、15%、39%、20%和18%。分析各政策措施的减排效果发现:

  • 民用能源清洁化与燃煤锅炉整治对SO2、PM2.5、VOCs减排效果较好。

  • 工业提标改造、落后产能淘汰、散乱污企业清理整治有效削减了NOx和CO2排放。

  • 移动源排放管控、扬尘综合治理、VOCs专项治理、农业综合治理分别对NOx、PM2.5、VOCs、NH3显现出了较好的减排成效。

基于WRF-CMAQ搭建空气质量模拟框架,分析“十三五”期间主要大气污染治理措施对空气质量改善的贡献,发现民用能源清洁化、工业提标改造、扬尘综合治理是河北省“十三五”期间PM2.5浓度下降的关键举措。

2. 大气污染防治政策的协同效益

大气污染物与CO2的产生具有同根、同源、同过程的特性,大气污染防治政策可能会带来CO2减排的协同效益,研究发现(图2)

  • 散乱污企业清理整治、移动源排放管控、落后产能淘汰、燃煤锅炉整治等措施具有CO2减排高协同性。

  • 民用能源清洁化具有污染物减排高协同性。

  • 扬尘综合治理、挥发性有机物综合治理等措施协同减排效益不显著。

  • 工业提标改造、电厂超低排放改造可能在减排大气污染物的同时,增加CO2排放。

图2. 不同措施大气污染物和CO2减排效果

在各政策措施中,以减煤为着力点的能源结构调整在河北省大气污染与碳排放协同控制方面起到了重要作用。“十三五”时期,河北省通过开展民用能源清洁化、燃煤锅炉整治等工作,用煤量下降了13%,有效减排了大气污染物和CO2。

3. 大气污染防治政策成本效益分

基于河北省“十三五”期间主要减排措施成本及其减排效益,分析大气污染物和CO2最低单位减排成本的措施。SO2、NOx单位减排成本最低的措施是电厂超低排放改造;PM2.5、VOCs、NH3、CO2单位减排成本最低的措施依次为扬尘综合治理、挥发性有机物源头替代、农业综合治理、燃煤锅炉整治。

三、实施减污降碳政策将带来协同效益


研究团队采用未来能源与排放的动态预测模型,预测河北省“十四五”期间在基准路径、碳达峰路径、提前达峰路径和减污降碳协同路径下的大气污染物和CO2排放情况。研究发现,减污降碳协同路径下的大气污染物和CO2减排效果最明显,其中SO2、PM2.5、VOCs减排幅度较大,CO2排放的上升势头也将得到遏制。民用源和工业源治理是减污降碳协同路径下大气污染物与温室气体减排的主要驱动力,淘汰民用散煤,提升钢铁、建材等重点行业能效是其中的关键举措。


基于河北省“十三五”期间大气污染防治政策的分析以及“十四五”期间不同减排路径的预测,结合河北省和京津冀协同发展目标,研究团队提出:在下一步工作中,河北省

  • 在能源领域,以减煤为重点,提高非化石能源消费占比,大力发展光伏、风力发电;

  • 在产业领域,以钢铁、建材、石化、化工为重点行业,持续推进超低排放改造和能效提升行动;

  • 在交通运输领域,重点关注货物绿色运输方式,提高绿色出行比例、推广新能源车,淘汰老旧车辆;

  • 在建筑领域,注重推动新建装配式建筑和城镇新建绿色建筑,提升建筑节能水平。

此外,应在以下几个方面加紧制度探索,明确发展目标:

  • 开展烟气超低排放与碳减排协同技术创新,研发多污染物系统治理、VOCs源头替代、低温脱硝等技术和装备;

  • 推动绿色低碳技术攻关,推广碳捕集、碳利用和碳封存试点示范;

  • 提高绿色低碳建筑水平,明确星级绿色建筑占比、新建建筑屋顶光伏覆盖率、城镇建筑可再生能源替代率以及建筑电气化占比。


SCHOLAR

专家简介

薄宇

中国科学院大气物理研究所

高级工程师

【CCAPP 秘书处根据会议记录整理发布,如需转载或引用,请注明“作者、文章名、发布平台(中国清洁空气政策伙伴关系CCAPP)及发布日期”。】

【图片来源:演讲者PPT、网络】

【CCAPP实习生李佳奇对本推文亦有贡献】


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