权威解答： 雾霾的主要成因和治理①主要形成原因
发布时间：2018-02-27 点击数：3110
【背景】近日，京津冀等数城市空气质量指数“爆表”，雾霾重重，能见度极差，昨日北京发布今年首个霾橙色预警。从11月27日开始，北京空气严重污染过程已持续4天，部分监测站点PM2.5接近爆表。北京环保部门表示，本轮污染为今年以来最严重的污染过程。
文|刘科，（国家特聘专家、盘古智库学术委员、澳大利亚国家工程院院士，托普索公司副总裁、环球资源公司合伙人、国家千人计划化学化工专委会主任）
近来，雾霾成为最热门话题之一。无论民众，相关行业及政府都对此表示出无奈，甚至抱怨。但抱怨无用，当务之急，要搞清雾霾形成的主要原因，再谈如何治理。
雾霾分为“一次颗粒”和“二次颗粒”。化石燃料如柴油燃烧时尾气中直接排放的颗粒是“一次颗粒（Primary Particulates）”，占雾霾总量的24%左右。对雾霾贡献最大的是 “二次颗粒(Secondary Particulates)” 占到其总量的约50%左右。“二次颗粒”是化石燃料燃烧尾气中的气态污染物（如NOx、SOx）和挥发性有机物（VOC）进入大气后，在一定的水雾状态下与空气中的氨及VOC等物质发生气溶胶反应形成的颗粒。因此要去除雾霾，就要减低NOx、SOx及VOC这些污染物的排放。
我国2010年耗约4.7亿吨石油到2014年耗约5.7亿吨原油，而2014年煤耗量约36-38亿吨。以煤炭为主的能源结构短期无法改变，因此治理燃煤污染就成为当下的首要问题。大电厂按规定都需安装脱硫、脱硝和脱粉尘设备，脱除率达到90%以上。集中燃煤，尾气中的污染物可以控制到和天然气燃烧相近甚至更低。世界平均煤炭集中利用度是60%左右，欧美日等能达到90%以上，但我国煤炭集中利用度不到50%。我国有近70万台中小锅炉散烧了几亿吨煤，准确数字，统计数据有出入，但估计约6亿吨散烧煤左右；在每一台中小锅炉后面安装脱硫脱硝装置成本太高，没有国家或个人会这样做。散烧一吨煤的污染是大型锅炉超净减排后的10-20倍左右；因此，散烧6亿吨煤的排放相当于约60-120亿吨集中燃烧产生的污染。由于中国人口基数大，用中国人均能耗和排放远低于欧美的计算方法，无法解释雾霾污染问题，但环境容量由每平方公里的排放量（或能源密度）决定，和人均排放量无关（1平方公里上可能住10人也可能住1万人）；空气是流动的，因此雾霾问题只关注局部城市数据也意义不大。从宏观来看，整个欧洲的总面积与中国差不多，但中国人口大多集中在东部约200万平方公里的区域内，而欧洲人口则分布在约400万平方公里的土地上。相比中国的36亿吨用煤量，欧洲的燃煤总量只有约5.8亿吨，而且绝大部分用于有污染物排放控制的大电厂，而中国不仅耗煤总量远大于欧洲，而且不少煤是散烧，因此中国每平方公里的排放量远大于欧洲。这就解释了为什么双方都有大量汽车，而中国有雾霾，欧洲少有的主要原因。
作者认为，散煤燃烧是雾霾的第一元凶。人们自然要问，既然如此，为何不把散煤燃烧全改为天然气？这一方向是对的，但中国的天然气总量是不够的。近期中国天然气降价，很多人认为中国天然气过剩。这是误解。中国的天然气不是太多而是太贵（是美国价格的2倍以上）。从环境保护和治理雾霾的角度，非常有限的天然气，首先应用去改造中小锅炉，而不是让大电厂煤改气。但即使把中国的天然气全部用于中小锅炉改造，我们的天然气也不够。我们又不可能在每台中小烧煤锅炉后安装脱硫，脱硝和脱粉尘装置，因此在可见的未来，一个现实可行的办法就是作者这几年呼吁的煤的分级炼制技术，发展“炼煤”工业，把煤搞干净后再供中小锅炉里烧；在“炼煤“的同时副产高价值的更洁净的油气燃料；同时还要严格规范中小锅炉里烧煤的质量和制定其他规范去控制中小锅炉引起的污染。大电厂只要肯花钱，可以把除过CO2以外的其他排放降到和天然气同等·甚至更低的排放水平，这不足为奇。近几年，国家在大电厂的污染控制方面做了很多工作值得肯定。甚至有些公司化大钱做出了比天然气电厂还干净的超净煤电厂。其实，这些超净排放的脱硫，脱硝，脱粉尘的技术都是现成的，关键看是否值得去化这么大的代价去把追求从95%脱除到99%甚至更高。目前的问题是一方面100%排放的中小锅炉因中小企业和个人无实力去煤改气，无人过问；而原来已经安装了脱硫90%以上的大电厂却又投巨资去追求低于天然气排放的超净电厂。一方面大国企化大价钱去升级已安装污染物控制的大电厂追求超净排放（低于天然气电厂排放），一方面无人投资解决能解决真正的雾霾元凶 - 中小锅炉散烧煤的排放控制的”炼煤“技术；以至于国家花了不少钱在大电厂改造升级，但雾霾治理效果不明显，因为雾霾的真正元凶是散烧煤，而不是已安装脱硫，脱硝脱粉尘的大电厂
文|刘科，（国家特聘专家、盘古智库学术委员、澳大利亚国家工程院院士，托普索公司副总裁、环球资源公司合伙人、国家千人计划化学化工专委会主任）
近来，雾霾成为最热门话题之一。无论民众，相关行业及政府都对此表示出无奈，甚至抱怨。但抱怨无用，当务之急，要搞清雾霾形成的主要原因，再谈如何治理。
雾霾分为“一次颗粒”和“二次颗粒”。化石燃料如柴油燃烧时尾气中直接排放的颗粒是“一次颗粒（Primary Particulates）”，占雾霾总量的24%左右。对雾霾贡献最大的是 “二次颗粒(Secondary Particulates)” 占到其总量的约50%左右。“二次颗粒”是化石燃料燃烧尾气中的气态污染物（如NOx、SOx）和挥发性有机物（VOC）进入大气后，在一定的水雾状态下与空气中的氨及VOC等物质发生气溶胶反应形成的颗粒。因此要去除雾霾，就要减低NOx、SOx及VOC这些污染物的排放。
我国2010年耗约4.7亿吨石油到2014年耗约5.7亿吨原油，而2014年煤耗量约36-38亿吨。以煤炭为主的能源结构短期无法改变，因此治理燃煤污染就成为当下的首要问题。大电厂按规定都需安装脱硫、脱硝和脱粉尘设备，脱除率达到90%以上。集中燃煤，尾气中的污染物可以控制到和天然气燃烧相近甚至更低。世界平均煤炭集中利用度是60%左右，欧美日等能达到90%以上，但我国煤炭集中利用度不到50%。我国有近70万台中小锅炉散烧了几亿吨煤，准确数字，统计数据有出入，但估计约6亿吨散烧煤左右；在每一台中小锅炉后面安装脱硫脱硝装置成本太高，没有国家或个人会这样做。散烧一吨煤的污染是大型锅炉超净减排后的10-20倍左右；因此，散烧6亿吨煤的排放相当于约60-120亿吨集中燃烧产生的污染。由于中国人口基数大，用中国人均能耗和排放远低于欧美的计算方法，无法解释雾霾污染问题，但环境容量由每平方公里的排放量（或能源密度）决定，和人均排放量无关（1平方公里上可能住10人也可能住1万人）；空气是流动的，因此雾霾问题只关注局部城市数据也意义不大。从宏观来看，整个欧洲的总面积与中国差不多，但中国人口大多集中在东部约200万平方公里的区域内，而欧洲人口则分布在约400万平方公里的土地上。相比中国的36亿吨用煤量，欧洲的燃煤总量只有约5.8亿吨，而且绝大部分用于有污染物排放控制的大电厂，而中国不仅耗煤总量远大于欧洲，而且不少煤是散烧，因此中国每平方公里的排放量远大于欧洲。这就解释了为什么双方都有大量汽车，而中国有雾霾，欧洲少有的主要原因。
作者认为，散煤燃烧是雾霾的第一元凶。人们自然要问，既然如此，为何不把散煤燃烧全改为天然气？这一方向是对的，但中国的天然气总量是不够的。近期中国天然气降价，很多人认为中国天然气过剩。这是误解。中国的天然气不是太多而是太贵（是美国价格的2倍以上）。从环境保护和治理雾霾的角度，非常有限的天然气，首先应用去改造中小锅炉，而不是让大电厂煤改气。但即使把中国的天然气全部用于中小锅炉改造，我们的天然气也不够。我们又不可能在每台中小烧煤锅炉后安装脱硫，脱硝和脱粉尘装置，因此在可见的未来，一个现实可行的办法就是作者这几年呼吁的煤的分级炼制技术，发展“炼煤”工业，把煤搞干净后再供中小锅炉里烧；在“炼煤“的同时副产高价值的更洁净的油气燃料；同时还要严格规范中小锅炉里烧煤的质量和制定其他规范去控制中小锅炉引起的污染。大电厂只要肯花钱，可以把除过CO2以外的其他排放降到和天然气同等·甚至更低的排放水平，这不足为奇。近几年，国家在大电厂的污染控制方面做了很多工作值得肯定。甚至有些公司化大钱做出了比天然气电厂还干净的超净煤电厂。其实，这些超净排放的脱硫，脱硝，脱粉尘的技术都是现成的，关键看是否值得去化这么大的代价去把追求从95%脱除到99%甚至更高。目前的问题是一方面100%排放的中小锅炉因中小企业和个人无实力去煤改气，无人过问；而原来已经安装了脱硫90%以上的大电厂却又投巨资去追求低于天然气排放的超净电厂。一方面大国企化大价钱去升级已安装污染物控制的大电厂追求超净排放（低于天然气电厂排放），一方面无人投资解决能解决真正的雾霾元凶 - 中小锅炉散烧煤的排放控制的”炼煤“技术；以至于国家花了不少钱在大电厂改造升级，但雾霾治理效果不明显，因为雾霾的真正元凶是散烧煤，而不是已安装脱硫，脱硝脱粉尘的大电厂
