区域煤炭消费总量控制技术 方法与政策体系研究 Study on Technical s and Policy System for Regional Coal Consumption Cap 环境保护部环境规划院 2012.10 This report is funded by Energy Foundation. It does not represent the views of Energy Foundation. 本报告由能源基金会资助。 报告内容不代表能源基金会观点。 课题组成员 负责人杨金田 环境保护部环境规划院，副总工，研究员 陈潇君 环境保护部环境规划院，副研究员 参加人雷 宇 环境保护部环境规划院，副研究员 宁 淼 环境保护部环境规划院，副研究员 孙亚梅 环境保护部环境规划院，博士 郑 伟 环境保护部环境规划院，副研究员 薛文博 环境保护部环境规划院，博士 刘 伟 环境保护部环境规划院，博士 王 宁 环境保护部环境规划院，助理研究员 “ 摘 要 一、 实施区域煤炭消费总量控制势在必行 1、煤炭消费是我国空气污染的主要影响因素 我国煤炭消费的总量、 分布、 结构及技术水平等因素均对大气环 境造成了严重影响。 首先， 煤炭消费增长迅速导致巨大的污染物排放 负荷。目前我国煤炭消费量占全球煤炭消费总量的 50，远超美国 （13.5）、 欧 盟 （ 7.7）、 日 本 （ 3.2）等其他经济体，巨大的煤 炭消费量导致我国二氧化硫、 氮氧化物、 大气汞排放量高居全球首位。 其次， 煤炭消费空间分布不均衡引发区域性复合型大气环境问题。 突 出表现为以三区十群为代表的重点区域， 单位面积煤炭消费量是全国 平均水平的 4 倍左右、 单位面积污染物排放强度是全国平均水平的 3 倍左右；由于污染物排放密集，加之机动车保有量增长迅速、重化工 业快速发展，各种污染物相互作用并远距离传输，以 PM2.5、O3、酸 雨为特征的区域复合型污染呈加剧态势。 第三， 煤炭消费结构不合理 加剧了城市煤烟型污染。 目前我国电力行业煤炭消费量仅占全国煤炭 消费总量的 50左右，远低于美国 90的水平，大量的煤炭消费集 中于工业锅炉、 炼焦炉和建材窑炉， 复杂的排放源构成使得我国成为 全球大气污染控制体系最为庞大、 构成最为复杂、 减排难度最大的国 家，在一定程度上也加剧了城市煤烟型污染。最后，煤炭利用与污染 控制技术水平较低导致污染物排放绩效偏高。 目前我国燃煤锅炉运行 热效率在 60左右，比先进国家低 15～20，并且基本没有脱硝 措施，脱硫和除尘技术水平也偏低。原煤煤质差、动力煤入洗率低， 也影响了我国的燃煤污染控制效果，目前我国原煤平均入洗率仅为 51，低于发达国家水平（55～90） 。 2、煤炭消费控制是改善重点区域空气质量的必要条件 相关研究指出，要使我国 80以上城市空气质量达到环境空 气质量标准 （GB3095-2012）二级标准的要求，至少要使我国二次 颗粒物的气态前体物和一次颗粒物的排放量在 2010 年的基础上削减 40～50。对 于 污 染 物 排 放 集 中 、灰 霾 污 染 严 重 的 华 北 地 区 ，则 需 要更大力度的减排。如果按照“十一五”以来每五年主要污染物减排 10左右的速度，需要 20 年才能实现上述目标，显然无法应对当前 空气质量快速恶化的严峻局面。同时，随着烟气治理技术的推广，末 端治理措施的减排空间逐步压缩， 如果仅依赖工程技术手段， 要在煤 炭消费高速增长的情况下实现各种污染物排放量削减过半的目标， 几 乎是不可能完成的任务， 必须从能源结构和产业结构调整入手， 实施 区域煤炭消费总量控制， 从源头上减少各种污染物的产生量， 为解决 区域空气污染问题创造条件。 3、煤炭消费总量控制已具备实践基础 2010 年 5 月，国务院办公厅转发环境保护部等部门关于推进 大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见 ， 明确提出了“严 格控制重点区域内燃煤项目建设， 开展区域煤炭消费总量控制试点工 作” 。目前北京、天津、乌鲁木齐等城市，为改善空气质量，已经开始 实施煤炭消费控制措施。具体包括设定煤炭消费总量控制目标，关 闭、搬迁污染企业，控制新建燃煤电厂和燃煤供热锅炉，现有燃煤锅 炉和其他燃煤设施改用天然气、 电力等， 天津市还将煤炭消费增量控 制指标分解到重点企业和各区县政府，建立煤炭消费总量跟踪监测、 预警和考核机制，确保控煤效果。此外，我国从“十二五”开始实施的 能源消费总量控制制度， 将控制指标分解落实到各行政区， 也对各地 的煤炭消费形成了制约。实践表明，控制煤炭消费总量，对于减少燃 煤大气污染物排放、 改善城市空气质量具有重要意义， 并且在国家政 策层面和控制指标分解、监测、统计、考核等操作层面已经具备实施 条件。 二、发达国家燃煤大气污染控制经验 发达国家控制燃煤污染的经验表明， 通过调整能源消费结构、 优 化煤炭使用结构、 应用先进技术等综合手段， 可以大幅度削减大气污 染物排放量并改善空气质量。 近半个世纪以来， 煤炭在欧盟国家一次 商品能源消费结构中的比重由 50降低至 15左右，天然气和核能 消费比重提高。欧盟煤炭消费量持续下降的原因，除了天然气、核能 使用量的增加为煤炭替代创造了条件， 还因为工业化基本完成， 冶金、 建材等高煤耗行业的能源需求量逐年降低， 同时能源利用效率不断提 高。 日本的能源资源主要依赖外部供给， 能源品种和产业结构受到诸 多制约，因此更侧重于应用先进技术实现节能与污染物排放量的削 减，这也是我国目前在燃煤污染控制中采取的主要手段。 美国的煤炭消费量近半个世纪以来增长了约 1 倍， 但煤炭消费过 程中的大气污染物排放量却在上世纪 80 年代以后开始下降，除了大 气污染控制水平提高的因素以外， 更主要得益于煤炭消费向大气污染 物排放控制水平相对较高的电力部门集中。以 SO2 排放控制为例， 1970～2010 年期间，美国电力部门的吨煤 SO2 排放系数降低了 90，工业锅炉的 SO2 排放系数下降了 50左右，总体水平比电力 部门的排放系数高出约 4 倍。从煤炭消费的部门分布来看，1950 年 以来，美国电力部门的煤炭消费量增长了 10 倍，而工业煤炭消费量 减少了 2/3，民用煤炭消费减少了 99，2010 年电力部门的煤炭消 费量占美国煤炭消费总量的比例达到了 93。美国的经验表明，积 极调整煤炭消费结构，控制分散、难以控制和难以监管的设备（如工 业锅炉） 的煤炭消费总量， 同时以技术手段控制大型集中式燃煤锅炉 （如电厂）的排放，也能有效地降低大气污染物的排放量。 三、煤炭消费总量控制框架体系 （一）政策内涵 煤炭消费总量控制是以控制一定时段内、 一定区域内煤炭消费总 量为核心的能源与环境管理政策体系， 其基本出发点是改善区域空气 质量，使城市空气质量达标，并实现污染物总量控制目标的要求，从 源头上实现多污染物综合控制与节能减碳。 煤炭消费总量控制包含三 大关键要素 一是煤炭消费总量控制范围， 二是煤炭消费总量控制目 标， 三是煤炭消费总量控制指标的地区和行业分配。 煤炭消费总量控 制的对象应是燃煤污染严重、 迫切需要采取相应措施改善空气质量的 区域， 基于空气质量改善要求与煤炭消费控制的现实条件， 客观设定 煤炭消费总量控制目标； 随着空气质量改善要求的不断提高和煤炭使 用技术与政策的变化， 不同时期的煤炭消费总量控制目标要进行相应 调整。 （二）框架体系 煤炭消费总量控制政策体系， 涵盖宏观经济政治决策、 能源与环 境管理、社会文化引导等诸多领域，包括发展战略、规划、法律、法 规、 标准、 政策等多重调控手段， 并由相应的管理制度以及技术装备、 文化氛围等作为支撑。 目的是促进煤炭需求总量控制， 调整以煤为主 的能源供应结构， 优化工业布局和煤炭利用结构， 应用先进的燃煤技 术和污染治理技术，降低煤炭消费的污染物排放量。政策框架如图 1 所示。 首先要科学制定国民经济与社会发展规划， 对未来生活水平、 经 济总量、产业结构进行正确定位，合理设定 GDP 增速，积极推进产 业结构调整，降低煤炭消费需求；其次要调整能源发展战略，从以粗 放的供给满足增长过快需求的模式， 转变为以科学的供给保障合理需 求的能源供需新模式，并积极发展天然气、核电、水电等非煤能源， 为减少煤炭消费总量创造条件； 第三， 要从全局角度对地区和行业发 展进行优化部署，基于环境承载力安排耗煤产业的空间布局；第四， ’ 通过法律法规、排放标准、行政审批、经济政策等综合手段，促进煤 炭的清洁、 高效利用， 对节能环保技术、 可再生能源发展等予以扶持； 第五， 建立重点区域煤炭消费总量控制管理制度， 将煤炭消费总量控 制作为约束性指标，纳入政绩考核体系，并建立相应的评估、考核与 责任追究制度；第六，加快发展洁净煤技术、高效用能技术、先进发 电技术等；最后，加强宣传教育，倡导绿色消费和清洁生产。 图 1. 煤炭消费总量控制政策框架图 （三）实施路线图 根据我国能源发展战略，在 2020 年以前，特别是“十二五”时期， 是我国全面转向科学发展轨道、 决定能源转型的攻坚任务能否完成的 关键期，在此阶段，经济发展方式应实现重大调整，能源消费增长速 度和结构将有显著变化。通过实施科学、绿色、低碳能源战略，预计 到 2030 年前后，我国能源发展将出现历史性的转折，其标志是节 能、 提效达到先进水平， 能源结构明显改善， 煤炭年利用量越过峰值， 煤炭科学、 安全生产和洁净化利用达到先进水平， 燃煤污染问题基本 解决，二氧化碳排放量达到峰值 [1] 。基于以上战略判断，并从空气质 量改善的实际需要出发，从“十二五”开始，我国就应开始实施区域煤 炭消费总量控制， 尤其是在空气污染严重的京津冀、 长三角和珠三角 三大重点区域， 以煤炭消费总量控制推动经济转型， 为节能减排和空 气质量达标创造条件； “十三五”及以后应结合国家大气污染防治战 略， 将煤炭消费总量控制范围扩大到其他大气污染防治重点区域，并 结合温室气体排放控制需求， 择期在全国范围内全面推行煤炭消费总 量控制。 从控制模式上看， 近期建议采取区域控制与行业控制相结合 的控制模式， 中长期应根据温室气体排放控制需求， 将国家总量控制 提上议事日程。 四、实施煤炭消费总量控制的政策措施 （一）科学制定并分解控制目标，实施煤炭消费总量控制目标 考核 首先要综合考虑各地区空气质量、 大气污染物减排潜力、 产业结 构、 煤炭消费现状等因素， 科学设定煤炭消费总量控制区范围与控制 目标， 针对不同地区设定差异化的煤炭消费总量控制目标。 对于煤炭 消费强度最高、 灰霾污染严重的京津冀地区， 应首先划定为煤炭消费 中国能源中长期（2030、2050）发展战略研究综合卷.北京科学出版社，2011. 注 “中国数据为生活能源消费构成，美国数据为除工业和交通运输外其他终端能源（包括生活、农业和 林业）消费构成。 王庆一*“能源数据。 发改产业,“-“ 号 国家发展改革委关于加快焦化行业结构调整的指导意见的通知 . 总量削减区，要求其尽快减少煤炭消费总量；对于长三角、珠三角等 区域复合型污染严重地区， 应加强煤炭消费控制力度， 实现区域煤炭 消费总量零增长。第二，在煤炭消费总量控制区内，要将煤炭消费总 量控制指标逐级分解，确定各级行政区、重点行业、重点企业的控制 目标。第三，要建立煤炭消费总量控制目标责任制，加强监督考核， 将目标完成情况做为各级人民政府和领导干部综合考核评价的重要 依据，实行问责制，并向社会公开。 （二）优化煤炭消费空间布局，重点地区增加天然气和电力输 入量 在产业发展规划和重大项目布局方面，要充分考虑地区环境容 量、 资源禀赋等因素， 将煤炭消费总量控制指标作为重点区域建设项 目审批的前置条件， 严格项目准入。 京津冀地区禁止新建除热电联产 以外的燃煤电厂以及钢铁、水泥、焦炭、有色冶炼等高污染项目，并 加大落后产能淘汰力度， 关闭、 搬迁现有污染企业。 在能源供应方面， 京津冀地区要增加天然气供应，提高电力输入量。 （三）调整燃料煤消费结构，降低小型燃煤设施煤炭消费比例 由于火电行业大气污染物排放集中，烟气脱硫、脱硝、除尘技术 成熟， 单位燃煤的污染物排放强度远低于小型燃煤设施， 因此应逐步 提高电力行业的煤炭消费比例， 积极推进热电联产为工业和民用采暖 供热， 降低其他工业锅炉和民用燃煤设施用煤比例。 在城市内划定煤 炭禁燃区，分散的燃煤锅炉逐步改用清洁能源或由集中供热锅炉替 代。 对于农村民用炊事、 采暖用煤， 应积极推进太阳能、 沼气、 电力、 天然气等替代燃煤。 （四）应用高效洁净的燃煤技术，减少单位煤炭消费的污染物 产生量 为提高燃煤品质， 应严格限制高硫份、 高灰分煤炭的开采与使用， 并提高动力煤洗选比例，力争将煤炭入洗率逐步提高到 70以上， 接近发达国家水平。应用超（超）临界发电技术、整体煤气化联合循 环IGCC等高效、洁净发电技术，并继续推动电厂烟气脱硫、脱硝、 除尘技术的深化应用。 推广高效环保的锅炉燃烧技术， 提高煤炭燃烧 效率，加强燃煤锅炉大气污染物排放控制。 （五）推行多样化政策，促进能源消费结构与煤炭利用方式调 整 一是严格实施工业能耗限额和污染物排放标准， 在重点控制区执 行大气污染物特别排放限值， 促进生产技术、 煤炭利用技术和污染物 排放控制水平的提升。二是充分发挥价格、财税、金融等经济政策的 激励作用， 将煤炭开发与利用过程中的环境损害恢复成本纳入煤炭价 格形成机制，并通过强制性市场份额、投资补贴、税收优惠等各种措 施，鼓励清洁能源发展，使清洁能源真正具有市场竞争优势。三是推 行节能环保发电调度，按照“可再生能源－核电－天然气发电－燃煤 发电－燃油发电”的优先顺序进行电力调度，同类型火电机组按照机 组能耗和污染物排放水平由低到高排序， 促使煤耗低、 污染小的先进 机组多发电，从而降低电力行业煤炭消耗和污染物排放的总体水平。 “ 目 录 第 1 章 我国煤炭消费与大气环境影响现状 15 1.1 我国煤炭消费对大气环境的影响 15 1.1.1 煤炭消费高速增长带来大气污染物与温室气体的大量排放 . 15 1.1.2 煤炭消费区域分布不均衡导致区域性复合型大气环境问题 . 17 1.1.3 工业与居民生活终端煤炭消费比例高加剧了城市煤烟型大气污染 . 19 1.1.4 煤炭利用与污染控制水平较低导致大气污染物排放绩效偏高 . 21 1.2 节能环保要求对我国煤炭消费的制约 . 24 1.2.1 环境空气质量达标要求对煤炭消费的制约 . 24 1.2.2 不断加严的排放标准对煤炭消费的制约 . 24 1.2.3 节能与应对气候变化任务对煤炭消费的制约 . 26 1.3 实施煤炭消费总量控制势在必行 27 第 2 章燃煤大气污染控制的国际经验 29 2.1 发达国家煤炭消费量的变化趋势 29 2.2 欧洲的煤炭消费总量削减与大气污染控制 . 31 2.2.1欧洲跨界大气污染控制与煤炭消费量的削减 31 2.2.2英国煤炭消费量的削减与大气污染物排放量的削减 33 2.2.3欧洲煤炭消费量削减对大气污染物减排的贡献 34 2.3 美国的煤炭消费部门分布与大气污染控制 . 35 2.3.1美国煤炭消费量的部门分布 35 2.3.2美国煤炭消费过程的大气污染物排放水平 36 2.3.3美国大气污染控制政策对煤炭消费结构的影响 37 2.4 日本煤炭消费技术进步与大气污染控制 . 39 2.4.1日本能源和煤炭消费结构的变化趋势 39 2.4.2日本大气环境政策和空气质量的变化趋势 41 2.4.3技术进步在日本大气污染控制中的作用 42 2.5 发达国家经验的启示 42 第 3 章我国煤炭消费控制总体思路 44 3.1 我国燃煤污染控制实践 44 3.1.1 20世纪80年代重点控制燃煤硫份. 45 3.1.2 1990年加强两控区酸雨和二氧化硫污染控制 45 3.1.3 “十一五”强化污染物末端治理工程 . 47 3.1.4 “十二五”开始重视煤炭消费总量控制等综合性措施 . 48 3.2 煤炭消费控制内涵 . 49 3.3 煤炭消费总量影响因素分析 51 3.4 煤炭消费总量控制框架设计 53 3.4.1 政策定位 . 53 3.4.2 控制模式 . 54 3.4.3 政策框架 . 55 3.4.4 实施路线图 . 58 第 4 章煤炭消费总量控制目标测算技术方法 . 60 4.1 城市和区域煤炭消费总量控制目标测算方法 . 60 4.1.1 技术路线 . 60 4.1.2 淄博市空气质量达标约束下的最大煤炭消费量计算 . 61 4.1.3 环境约束下区域最大允许煤炭消费总量估算 . 66 4.2 行业煤炭消费总量控制目标测算方法 . 66 4.2.1重点行业煤炭消费特征 66 4.2.2工业行业节能减排政策要求 69 4.2.3基于节能减排要求的行业煤炭消费总量控制目标测算方法 71 第 5 章区域煤炭消费控制实施途径 74 5.1 合理划分煤炭消费总量控制区，科学制定并分解控制目标 . 74 5.2 优化煤炭消费空间布局，重点地区增加天然气和电力输入 . 75 5.3 调整燃料煤消费结构，降低小型燃煤设施煤炭消费量 . 76 5.4 应用先进技术，提高煤炭加工与转化效率 . 76 5.5 改善煤炭质量，提高动力煤洗选比例 . 77 第 6 章煤炭消费控制政策建议 78 6.1 完善法规标准，为煤炭消费总量控制提供支撑 . 78 6.1.1 加强能源、环保法律法规建设 . 78 6.1.2 完善能源、环保标准体系 . 79 6.2 健全管理制度，落实煤炭消费总量控制任务 . 79 6.2.1建立区域煤炭消费总量控制制度 79 6.2.2 建立“倒逼”机制，促进发展方式转变 . 80 6.3 运用经济政策，促进能源行业清洁发展 . 80 6.3.1 改革能源价格机制 . 80 6.3.2 完善财税金融政策 . 81 6.3.3 推广节能环保发电调度 . 82 参考文献 84 第1章 我国煤炭消费与大气环境影响现状 我国煤炭消费总量大、地区分布不均衡、消费结构不合理及技术水平低等因 素带来了严重的大气污染问题，并制约着城市与区域空气质量的改善。同时，日 益加严的环境空气质量标准、主要大气污染物持续减排要求、节能与应对气候变 化任务以及不断修订的排放标准等又对我国煤炭消费构成反向制约作用。 基于我 国现阶段煤炭消费与大气环境保护的双向约束关系，为实现二者的协调发展、改 善城市与区域环境空气质量、促进煤炭合理消费，实施煤炭消费控制势在必行。 1.1 我国煤炭消费对大气环境的影响 我国以煤为主的能源消费结构带来了严重的环境问题。由于煤炭消费量过 大，我国二氧化硫、氮氧化物排放量高居全球首位，据国际机构估算，中国大气 汞、二氧化碳年排放量也显著高于其他国家。我国部分城市群地区由于煤炭消费 过于集中，单位面积的大气污染物排放量显著高于全国平均水平，空气污染问题 也最为严重， 而且随着机动车数量的日益增多， 区域性复合型空气污染日益突出。 1.1.1 煤炭消费高速增长带来大气污染物与温室气体的大量排放 （1）我国煤炭消费量增长迅速 煤炭是我国重要的基础性能源，从上世纪八十年代以来，我国煤炭占一次能 源消费量的比例一直在 70左右。随着经济高速增长，我国的煤炭消费量也随之 增长，尤其是 20022007 年，我国一次能源消费量年均增速高达 12，2008 年 之后能源消费增速有所放缓，但 2010年与 2000年相比，我国的能源消费总量和 煤炭消费总量仍然增长了一倍以上（见图 1-1） 。 图1-1. 我国能源消费结构 （数据来源 中国能源统计年鉴 “/） 根据BP 世界能源统计年鉴 2011 ，2010 年中国已经超过美国成为世界上 最大的能源消费国，中国的能源消费量占全球的 20.3（美国为 19） ，同时， 中国也是世界上最大的煤炭消费国，占全球煤炭消费量的 48.2比较各国的能 源消费结构可以看出，美国和欧盟的煤炭消费占一次能源消费量的比例分别为 23.0和 15.6，而石油、天然气、核能消费比例远高于我国，我国 2010年的煤 炭消费量分别为美国的 3.3倍、欧盟的 6.4倍（见表 1-1）。 表1-1. 2010年能源消费量国际比较 单位百万吨油当量 石油 天然气 煤炭 核能 水电 可再生 能源 总计 中国 428.6 98.1 1713.5 16.7 163.1 12.1 2432.2 美国 850.0 621.0 524.6 192.2 58.8 39.1 2285.7 欧盟 662.5 443.3 269.7 207.5 83.0 66.9 1732.9 世界总 计 4028.1 2858.1 3555.8 626.2 775.6 158.6 12002.4 数据来源 BP世界能源统计年鉴 ，2011.6. （2）煤炭消费带来大量的大气污染物与温室气体排放 我国以煤为主的能源消费结构带来了严重的空气污染和温室气体排放问题。 我国二氧化硫排放量的 90、氮氧化物排放量的 67、烟尘排放量的 70、人 为源大气汞排放量的 40以及二氧化碳排放量的 70都来自于燃煤。 巨大的煤炭消费量导致我国二氧化硫、氮氧化物排放量高居全球首位，我国 ’ 二氧化硫排放量分别为美国的 2.6 倍、欧盟的 4.5 倍，氮氧化物排放量分别为美 国的 1.8 倍、欧盟的 2.4 倍；据国际机构估算，我国大气汞、二氧化碳年排放量 也显著高于其他国家（见表 1-2） 。为了有效改善环境质量、保护人民群众身体健 康，应对温室气体减排压力，我国在加大污染末端治理力度的同时，还应努力控 制煤炭消费量，从源头减少大气污染物产生量。 表1-2. 大气污染物与温室气体排放量国际比较 SO 2 （万吨） NOx （万吨） PM 10 （万吨） PM 2.5 （万吨） 大气 Hg吨 CO 2 a （亿吨） 中国 b2267.8 2273.6 1277.8 825.2 67.03 美国 c860.0 1243.9 1023.2 413.4 103.0 58.27 欧盟 d501.5 937.4 197.1 129.3 73.4 40.65 数据来源 a. 中国、美国和欧盟的 CO 2 排放数据全部为 CAIT计算的 2007年排放量（CAIT，The Climate Analysis Indicators Tool developed by the World Resources Institute）； b. 中国 SO 2 、NOx和烟尘排放量为 2010年数据，大气汞排放数据为联合国环境规划署 （UNEP）计算的 2005年排放量； c. 美国大气污染物排放数据为 2010年排放量，摘自 EPA官方排放清单数据； d. 欧盟 27国大气污染物排放数据为 2009年排放量，摘自欧洲环境署 LRTAP数据库。 1.1.2 煤炭消费区域分布不均衡导致区域性复合型大气环境问题 （1）我国煤炭消费区域分布不均衡 据统计，2010 年京津冀、长三角、珠三角地区，以及辽宁中部、山东、武 汉及其周边、长株潭、成渝、海峡西岸、山西中北部、陕西关中、甘肃兰白、新 疆乌鲁木齐城市群等 13 个经济发展较快地区所在的省份，以占全国 14的国土 面积，产生近 70的经济总量，消费了 48的煤炭，单位面积 GDP为全国平均 水平的 5 倍，单位面积煤炭消费量为全国平均水平的 4 倍，如图 1-2、图 1-3 所 示。 图1-2. 重点区域单位面积煤炭消耗情况 （数据来源 中国统计年鉴 2010； 中 电 联 ， 电 力 工 业 统 计 资 料 提 要 ； 环 保 部， “十二 五”主要污染物总量控制规划.）图1-3. 重点区域单位面积煤炭消耗量与全国平均水平的比较 （数据来源同图 1-2.） （2）区域性复合型大气污染问题严重 由于单位国土面积承载了巨大的污染物排放， 以三区十群为代表的部分重点 区域城市大气污染十分严重。2010 年重点区域 116 个监测城市二氧化硫、可吸 入颗粒物年均浓度分别为 0.039毫克/立方米、0.085毫克/立方米，为欧美发达国 家的 24倍；二氧化氮年均浓度为 0.034毫克/立方米，卫星数据显示，北京到上 海之间的工业密集区为我国对流层二氧化氮污染最严重的区域。 按照我国新修订 的环境空气质量标准评价，重点区域将有 80以上的城市达不到国家二级标准。 . 由于重化工业的快速发展和机动车保有量的快速增长， 以上重点区域复合型 大气污染也日益突出，以细颗粒物、臭氧、酸雨为特征的二次污染呈加剧态势。 2010年 7个城市 PM 2.5 监测试点的年均值为 0.047毫克/立方米， 超过世界卫生组 织推荐的发展中国家最宽松限值要求的 35；臭氧监测试点数据表明，部分城市 臭氧超过国家二级标准的天数达到 20， 有些地区多次出现臭氧最大小时浓度超 过欧洲警报水平（240ppb）的重污染现象。复合型大气污染导致能见度大幅度下 降，京津冀、长三角、珠三角等区域每年出现灰霾污染的天数达 100天以上，个 别城市甚至超过 200天。 1.1.3 工业与居民生活终端煤炭消费比例高加剧了城市煤烟型大气 污染 根据中国统计年鉴 2011年煤炭平衡表， 2010年我国煤炭消费总量 31.22 亿吨，其中 22.79亿吨用于加工转换，包括发电、供热、炼焦等；6.81亿吨用于 工业终端消费； 1.62亿吨用于其他终端消费，如生活消费等。从煤炭消费的行业 分布来看，2010 年电力及热力生产供应业是第一用煤大户，占工业煤炭消费总 量的 51.06；其次为石油加工炼焦及核燃料加工业、黑色金属冶炼及压延加工 业（以下简称钢铁行业） 、非金属矿物制品业（以下简称建材行业）等，占工业 煤炭消费总量的比例依次为 10.06、9.53和 7.94。 （见图 1-4）。 图1-4. 2010年工业分行业煤炭消费量比例 （数据来源 中国能源统计年鉴 “/） 上述重点耗煤工业行业同时也是我国大气污染物排放大户，尤其是电力、钢 铁和建材行业，三者煤炭消费量占到全国工业煤炭消费量的 68.6，其污染物排 “ 放量之和分别占到了工业二氧化硫排放量的 73.0、工业氮氧化物排放量的 83.5、工业烟尘排放量的 65.9以及工业粉尘排放量的 79.9（见图 1-5） 。可 见，除燃煤机组外，我国煤炭消费及大气污染物排放还大量集中于工业锅炉、烧 结机和建材窑炉等。复杂的排放源构成，工业锅炉、烧结机和建材窑炉所配备的 烟气治理设施的落后，使得我国成为全球大气污染控制体系最为庞大、构成最为 复杂、减排难度最大的国家。 图1-5. 2010年重点行业燃煤及大气污染物排放比例 （数据来源 中国能源统计年鉴 “ ， 中国环境统计年报 “/） 从发达国家的能源消费结构来看，美国的煤炭消费主要集中在电力行业，占 全国煤炭消费量的 90以上，远高于我国 50左右的比例。日本的煤炭消费主 要集中于电力和钢铁行业，且近年燃煤发电的比例有所上升。除电力行业外，美 国、日本等发达国家，在交通运输、生活消费、农业、林业等部门的终端能源消 费中几乎无煤炭消费， 而我国上述部门煤炭消费在终端能源消费中的比重仍然较 大。2010 年我国居民生活终端煤炭消费量为 9159.2 万吨，占到生活消费能源总 量的 28.1（见图 1-6）。 “图1-6. 中国及美国生活能源消费构成比较 2（数据来源 中国能源统计年鉴 “ 年 ，中国煤炭清洁高效可持续开发利用战略研究重 大咨询项目煤利用中的污染控制和净化技术课题研究报告/） 综上所述， 我国每年有大量煤炭用于工业和居民生活终端消费。 与电厂相比， 工业燃煤锅炉配套的除尘、脱硫、脱硝等烟气治理设施相对落后，居民生活煤炭 燃烧装置基本没有配备任何污染控制设备。因此，工业与居民生活终端煤炭消费 比例高，是造成中国煤烟型大气污染较为严重的重要原因之一。 1.1.4 煤炭利用与污染控制水平较低导致大气污染物排放绩效偏高 （1）煤质差，洗选加工水平低 我国煤炭资源中，褐煤和烟煤占探明资源储量的 55.1，炼焦煤占探明资源 储量的 27.6，且优质炼焦煤资源仅占探明储量的 9左右，贫煤和无烟煤数量 仅占保有资源量的 17（见图 1-7） 。我国储量最丰富的褐煤和烟煤，发热量低， 且普遍硫含量较高， 硫分小于 1％的特低硫煤占探明储量的 43.5以上， 大于 4 的高硫煤为 2.28，广西合山、四川上寺等地的煤层，硫分可高达 6％～10％以 上。中国煤炭灰分普遍也较高，灰分小于 10的特低灰煤仅占探明储量的 17 左右， 大部分煤炭的灰分为 10～30。 我国用于发电的煤炭，平 均灰份在 20～ 25之间，平均硫份约为 1，和美国用于发电的煤炭（平均灰份 9、平均硫份 1）相比，煤质较差，燃烧稳定性也较差。 注 “中国数据为生活能源消费构成，美国数据为除工业和交通运输外其他终端能源（包括生活、农业和 林业）消费构成。 ““图1-7. 中国煤炭资源种类及其构成比例 （数据来源 中国煤炭清洁高效可持续开发利用战略研究综合研究报告/） 煤炭洗选是提高煤炭利用效率，减少烟尘、二氧化硫、重金属等大气污染排 放最为成熟和有效的技术， 但目前我国煤炭洗选加工整体水平与发达国家相比仍 然存在不小差距。首先是原煤入洗率低，2010年，全国原煤入洗率为 50.9，低 于国外 55至 95的水平，并且除炼焦煤外，大部分动力煤未经洗选直接燃烧， 不仅给煤炭运输带来巨大压力，也是造成燃煤锅炉烟尘、二氧化硫、汞等大气污 染物排放水平相对较高的主要原因之一。其次，我国商品煤质量较差，高灰、高 硫商品煤已成为我国用煤行业高能耗和高污染的重要因素。 原煤煤质差、洗选加工水平低，直接导致了我国较高的污染物排放水平。同 时煤质的不稳定还会引起燃煤工艺的不稳定，直接影响燃煤电厂、工业锅炉等除 尘器和烟气脱硫系统的性能，加大了污染治理的难度。 （2）煤炭利用技术及污染控制水平偏低 近年来，通过实施行业准入政策，推动落后产能淘汰，我国的电厂锅炉、炼 焦炉和水泥窑等在技术水平方面都发生了变化， 但我国所处的发展阶段和经济结 构导致我国煤炭利用水平还相对较低。 电力燃煤效率有待进一步提高。 尽管我国燃煤发电机组的平均供电煤耗已由 2000年的 392gce/kWh降至 2010年的 333gce/kWh，但与国际先进水平（低于 310gce/kWh）还有不小差距（见图 1-8 ）。 此 外 ， 大容量高参数锅炉比例偏低、 实际燃煤煤质差且偏离设计煤质等问题依然存在，2010 年电厂能源转换总效率 为 44，比发达国家低 10 个百分点。我国火电行业的燃煤及污染物排放量依然 巨大。 “图1-8. 中国与日本火电厂供电煤耗比较 （数据来源中国能源统计年鉴 “年） 燃煤炉窑利用水平低下，小型燃煤工业锅炉数量巨大。目前，全国约有燃煤 工业锅炉 50万台，燃煤锅炉实际运行热效率在 60％左右，比先进国家低 15～ 20，小型燃煤锅炉热效率甚至不足 50。燃煤锅炉年消耗原煤约 6.4亿吨，煤 炭消费量大、煤炭利用效率低、污染严重。此外，由于操作不当和低负荷运行等 原因，我国燃煤工业锅炉在运行过程中过量空气系数往往远超过正常值。这不仅 浪费了能源，还使排放的烟气中烟尘浓度升高，并且提高了烟气中由于燃烧不完 全产生的黑碳（BC）和有机碳（OC ）、 CO 等污染物的浓度，增加了大气污染治 理的难度。 在污染控制技术方面，我国大气污染控制总体水平仍然偏低。一是与日本、 德国等国际先进水平相比，中国燃煤电厂在除尘、脱硫和脱硝方面依然有较大的 差距，电厂脱硝设施安装比例偏低，存在很大的技术提升空间。二是我国燃煤工 业锅炉量大而分散， 不同地区对燃煤工业锅炉污染控制的技术和管理水平参差不 齐，大多数地区燃煤锅炉污染控制存在脱硫、除尘设施整体配置不够完善，操作 管理人员技术水平较低等问题。6t/h 及以下小型锅炉，大多还是采用单筒旋风除 尘器或多管旋风除尘器，除尘效率低，污染物排放强度高。此外，炼焦炉的工艺 过程排放缺少标准和控制规范的约束，导致行业整体控制水平较低。煤炭利用技 术偏低以及污染控制方面存在的各种不足， 导致我国工业行业大气污染物排放强 度普遍偏高。 “ 1.2 节能环保要求对我国煤炭消费的制约 1.2.1 环境空气质量达标要求对煤炭消费的制约 当前我国大气环境形势十分严峻，在传统煤烟型污染尚未得到控制的情况 下，以细颗粒、臭氧、酸雨为特征的区域性复合型大气污染日益突出。一些城市 经常出现长时间灰霾天气，空气污染对公众健康产生了严重威胁。环境保护部 2012年发布的环境空气质量标准（ GB3095-2012）中，加严了 PM 10 、NO 2 浓 度限值，并增加了 PM 2.5 、 O 3 八小时浓度限值指标。按照新修订的空气质量标准， NO 2 、PM 10 分别执行年均浓度 40ug/m 3 、70ug/m 3 的二级标准，若采用老三项指 标进行评价，2010年重点区域中超标城市达 98个，城市超标率高达 80以上， 其中 PM 10 、NO 2 、SO 2 超标城市分别占超标城市总数的 91.8、40.8、5.1； 如将 PM 2.5 与 8 小时 O 3 纳入空气质量评价体系，重点区域城市空气质量达标率 将不足 10。 城市环境空气质量达标的关键在于各种污染物的大幅度削减。相关研究指 出，要使我国 80以上城市空气质量达到环境空气质量标准 （GB3095-2012） 二级标准的要求， 至少要使我国二次颗粒物的气态前体物和一次颗粒物的排放量 在 2010 年的基础上削减 40～50。对于污染物排放集中、灰霾污染严重的华 北地区，则需要更大力度的减排。如果按照“十一五”以来每五年主要污染物减 排 10左右的速度，需要 20 年才能实现上述目标，显然无法应对当前空气质量 快速恶化的严峻局面。同时，随着烟气治理技术的推广，末端治理措施的减排空 间逐步压缩，如果仅依赖工程技术手段，要在煤炭消费高速增长的情况下实现各 种污染物排放量削减过半的目标，几乎是不可能完成的任务，必须从能源结构和 产业结构调整入手，实施区域煤炭消费总量控制，从源头上减少各种污染物的产 生量，为解决区域空气污染问题创造条件。 1.2.2 不断加严的排放标准对煤炭消费的制约 燃煤电厂大气污染物排放标准最初颁布于 1991年，此后，分别于 1996年、 2003年、2011年进行了三次修订。2011年 9月颁布的火电厂大气污染物排放 标准 （GB13223-2011） ，提出对新建和现有燃煤电厂实施更为严格的排放标准， “ 还要求在重点区域实施污染物特别排放限值。历次火电厂排放标准的提高，都大 大促进了火电厂污染治理技术的进步和治