燃氣鍋爐水氣不會加重霧霾 煤改氣對大氣污染防控貢獻顯著

國慶假期，京津冀遭遇重度霧霾襲擾，不少人出行和生活節(jié)奏被打亂。盡管隨著氣象條件的好轉(zhuǎn)，霧霾逐漸消散，但本次霧霾天氣似是今年秋冬空氣污染的“前奏”。受厄爾尼諾氣候影響，我國北方今年秋冬會出現(xiàn)非常不利于污染擴散的天氣，易造成污染集聚。

伴隨著每年秋冬季節(jié)重污染天氣的發(fā)生，公眾對于霧霾成因的討論也一直沒有停止。這其中，冬季供暖期間燃煤鍋爐污染物的排放對于大氣環(huán)境的影響是不可忽視的因素之一?；诖?，“煤改氣”成為改善大氣環(huán)境質(zhì)量的重要措施。但是，也有專家在其撰寫的《采暖期燃氣鍋爐排煙釋放的水氣對北京地區(qū)霧霾天氣影響的分析與對策》一文中表示，采暖期燃氣鍋爐釋放的水氣加劇了北京地區(qū)的霧霾污染。

這種觀點是否經(jīng)得起推敲？霧霾的成因到底有哪些？煤改氣的效果又怎樣呢？記者就這些問題采訪了相關(guān)專家。

天然氣燃燒產(chǎn)生的水氣對空氣濕度有影響嗎？

“天然氣燃燒產(chǎn)生的水氣增加空氣濕度，進而加劇了霧霾污染”，是上述文章的主要觀點。

為此，作者列出了以下數(shù)據(jù)作為支撐：北京市2012年采暖季消耗60億立方米天然氣，平均每天消耗5000萬立方米。嚴(yán)寒的1月份，每天消耗6000萬～7000萬立方米。僅僅是采暖鍋爐釋放的水氣就相當(dāng)于在這個區(qū)域（1000平方公里）內(nèi)每天有0.1毫米以上的降雨量，足以把空氣濕度增加20個～40個百分點。

從霧霾的成因來看，濕度增加等不利氣象確實是其形成的外部條件。但這種計算方法是否科學(xué)？能否經(jīng)得起推敲呢？中國氣象科學(xué)研究院研究員張小曳給出了否定的答案。

“通俗說，降雨量和相對濕度并不是直接的對等關(guān)系，其中還需要考慮云霧的凝結(jié)核以及空氣運動等多種復(fù)雜因素，空氣中的液態(tài)水不可能全部轉(zhuǎn)化為降水。”張小曳表示。

張小曳解釋說，即便按照文章所述方法進行計算，不考慮水氣的傳輸，北京采暖期每天最多消耗的1.5億立方米天然氣全部轉(zhuǎn)化為15萬立方米液態(tài)水，釋放到1000平方公里范圍內(nèi)，降雨量的厚度也僅為0.15毫米/日，僅占北京采暖季空氣中可降水量（平均大約25毫米）的6‰。

另一個支撐這篇文章觀點的論述，是北京市主城區(qū)比郊區(qū)的濕度大，間接證明了煤改氣對城市空氣濕度的影響。

對此，張小曳以北京城區(qū)和延慶的空氣濕度為例做了解釋，從氣象實測的歷史數(shù)據(jù)來看，1月份延慶的相對濕度總體要低于北京城區(qū)。2013年1月上旬，北京城區(qū)和延慶的相對濕度分別為41%和38%，在天然氣沒有大規(guī)模應(yīng)用的2008年同期，這個數(shù)據(jù)則分別為53%和44%。這組數(shù)據(jù)，也同樣證明了天然氣的使用并沒有增加北京市的空氣濕度。

而從全國范圍內(nèi)來看，天然氣產(chǎn)生的水氣對空氣濕度的影響也是微乎其微的。

清華大學(xué)張強教授與張小曳一起，算了另一筆賬：按照我國2015年天然氣消耗量為1931億立方米計算，天然氣燃燒每年產(chǎn)生的氣態(tài)水為3.09億噸。假設(shè)全部轉(zhuǎn)化成3.09億立方米液態(tài)水（實際上不是所有的氣態(tài)水都可以轉(zhuǎn)化為液態(tài)水，轉(zhuǎn)化能力取決于大氣中吸濕性氣溶膠粒子的數(shù)量、氣溶膠的化學(xué)組成以及氣象條件等），并假設(shè)這些液態(tài)水平攤在全國人口比較集中的東部地區(qū)（估算面積360萬平方公里），則液態(tài)水厚度約為0.09毫米/年，僅占大氣中可降水量的二十七萬分之一。

除了氣象專家的解釋，從燃煤與燃氣排放水氣的量方面比較，這種說法也并不成立。

國電環(huán)保研究院副院長朱法華表示，按照天然氣1吉焦燃燒排放煙氣量為270標(biāo)立方米計算，其中水氣占20%，即54標(biāo)立方米水蒸氣。而1吉焦煤炭燃燒排放量為350標(biāo)立方米，超低排放改造后（濕法脫硫）水氣占比為13%~15%左右，約為52標(biāo)立方米水蒸氣。“實際上，燃煤電廠超低排放改造前水氣含量更大，如果考慮天然氣燃燒效率高于燃煤，那么煤炭燃燒產(chǎn)生的水氣量更大，煤改氣后不存在排放的水氣顯著增加的情況，反而是有所降低。”朱法華說。

天然氣代煤環(huán)境效果如何？

煤改氣是“大氣十條”提出的加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、改善大氣環(huán)境質(zhì)量的重要措施之一。那么天然氣代替燃煤，對于環(huán)境到底有什么樣的影響呢？

這首先要從霧霾的成因說起。霧霾是一次排放的污染物及其在大氣環(huán)境中經(jīng)過復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)后形成的大量細顆粒物吸收和散射可見光后造成大氣能見度下降的污染顯現(xiàn)。這其中，一次細顆粒物及二次細顆粒物前體物（二氧化硫、氮氧化物、揮發(fā)性有機物、氨等）的大量排放是影響其形成的主要因素。

在這個表述中，二次細顆粒前體物中的二氧化硫、氮氧化物等影響霧霾形成的因素正是燃氣鍋爐與燃煤鍋爐的區(qū)別。

清華大學(xué)賀克斌院士和中國環(huán)境科學(xué)研究院研究員柴發(fā)合均表示，由于天然氣燃燒效率高，且燃料中灰分、硫分極低，實施煤改氣后，顆粒物、二氧化硫等污染物排放量將大幅減少，對降低采暖期大氣污染排放負荷、減少重污染天氣、降低PM2.5平均濃度具有重要作用。監(jiān)測數(shù)據(jù)也表明，煤改氣后的二氧化硫、氮氧化物、煙塵排放量可以分別減少90%、20%和90%以上。

事實上，除了理論研究和監(jiān)測數(shù)據(jù)，地方取得的成功經(jīng)驗更能說明煤改氣對于大氣污染防治工作的重要性。以蘭州市為例，2012年開始，蘭州市將燃煤鍋爐治理改造作為治理大氣污染的首要戰(zhàn)役，2012年~2013年對主城區(qū)716家、1286臺8270蒸噸燃煤鍋爐實施了熱電聯(lián)產(chǎn)并網(wǎng)拆除和煤改氣，通過原煤燃煤供熱鍋爐治理改造，兩年內(nèi)主城區(qū)共減少生活用煤260萬噸，年減少大氣污染物排放量超過4萬噸。

從國際經(jīng)驗來看，大規(guī)模利用天然氣替代煤炭也是發(fā)達國家解決大氣污染問題采取的主要措施之一。數(shù)據(jù)顯示，1965年英國一次能源消耗結(jié)構(gòu)中煤炭占60%，通過大力發(fā)展天然氣，在7年后將煤炭的消耗比重降到35%以下；1972年，德國也通過發(fā)展天然氣和核電等代替煤炭，從1964年64%的煤炭消耗比重降低到48%，兩國的空氣質(zhì)量得到了快速改善。

據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)前，莫斯科、首爾、紐約等國際大都市單位面積天然氣使用強度是北京的1.5倍~3倍，而冬季相對濕度也較高，但空氣質(zhì)量均好于北京。

“我們將繼續(xù)堅定不移地推進煤改氣工作，按照要求指導(dǎo)各地進一步提高認識、加強統(tǒng)籌，把重點地區(qū)煤改氣工作作為大氣污染治理的重點工程，作為改善環(huán)境質(zhì)量的硬任務(wù)。”環(huán)境保護部大氣環(huán)境管理司相關(guān)工作人員表示。