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雾霾治理调研分析报告
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2017年1月
正文目录
雾霾再次来袭,大气治理效果推向风口浪尖5
长期来看,我国雾霾治理效果明显5
本次雾霾污染指标超越2013年6
原因剖析:
能源结构影响持续,自然条件短期恶化9
以煤炭为主的能源结构是我国雾霾污染的根源10
区域传输,进一步加剧雾霾污染13
存在环保设备装而未用,加剧污染14
汽车排放——大城市雾霾污染的重要来源14
自然条件恶化成为本次雾霾异常恶化的边际因素16
措施研判:
超低排将扩容,冬季措施将强化18
燃煤中小锅炉及非电行业有望成为接力新领域18
冬季措施将全面强化22
相关建议23
图目录
图1:
2013-2015年,我国74个重点城市PM2.5浓度下滑34.72%5
图2:
我国三大经济区PM2.5均呈现下滑趋势6
图3:
北京全年PM2.5>100d的天数的占比呈现下降趋势6
图4:
本次雾霾影响下主要城市空气质量较2013年差7
图5:
本次灰霾影响面积明显大于2013年7
图6:
本次雾霾,北京空气质量明显变差8
图7:
空气中细颗粒物每提升0.01mg/m,死亡率大大提升8
图8:
2013年1月,雾霾受害区门/急症比例明显增加9
图9:
2013年1月,雾霾造成各地交通事件频发9
图10:
我国煤炭消费量从2001年开始迅猛增加,截止2015年10
图11:
对比发达国家,我国煤炭消费占比过高10
图12:
PM2.5主要由一次PM2.5、硫酸盐、硝酸盐、铵盐、二次气溶胶等组成11
图13:
相比于石油/天然气,煤炭污染物产生量更大(单位:
kg/Mkcal)11
图14:
煤炭消费贡献了我国绝大部分污染物排放12
图15:
煤炭使用是我国各省/地区雾霾污染的主要原因12
图16:
我国灰霾天数随煤炭消费增加而增加13
图17:
北京周围省份煤炭消费增长幅度远大于北京煤炭消费量下滑幅度13
图18:
京津冀地区主要城市雾霾指数具有明显的正相关性14
图19:
相比于2006年,我国汽车保有量增长2.78倍15
图20:
机动车中,汽车是排污重点也是治理重点(2014年数据)15
图21:
目前,我国机动车废弃物排放达标率还很低16
图22:
2016年,北京再次出现暖冬现象17
图23:
2016年,北京晴天天数低于近些年均值17
图24:
相比于2013年,2016年北京大风天数更少18
图25:
截止2015年底,我国脱硫脱硝装机占比已经很高19
图26:
新增脱硫脱硝机组与当年污染物减排量呈正比19
图27:
非电行业在煤炭消费中占比较大(2012年数据)20
图28:
工业过程排放了大量的一次PM2.5(2012年数据)20
图29:
钢铁&建材烟尘排放占工业大头(2014年)21
图30:
相比于电力的高去除率,钢铁&建材SO2及NOx去除率很低21
表目录
表1:
2013年至今,我国出台的有关治霾政策5
表2:
雾霾与主要自然因素之间的关系16
表3:
我国超低排放限制要求远超欧盟18
表4:
超低排放规划进程情况19
表5:
国家大气污染物特别排放限制标准大幅严格于历史标准22
表6:
我国钢铁行业大气污染物特别排放限制远超发达国家22
表7:
我国有关集中供热、热电联产的政策情况23
表8:
非电领域脱硫脱硝市场估算超5000亿24
表9:
小锅炉改造市场空间在1400亿以上(2015-2017年)24
雾霾再次来袭,大气治理效果推向风口浪尖
近期,雾霾再次施虐北京,并开始全国蔓延,“空气质量”再次成为全民关注的焦点。
长期来看,我国雾霾治理效果明显
2013年全国雾霾事件后,国家出台一系列治霾政策,开始大力治霾,经过3年,治理效果明显;相比于2013年,我国74个重点城市PM2.5浓度下降34.72%,京津冀、长三角、珠三角地区PM2.5浓度分别下降33.02%、30.77%和34.48%。
表1:
2013年至今,我国出台的有关治霾政策
图1:
2013-2015年,我国74个重点城市PM2.5浓度下滑34.72%
图2:
我国三大经济区PM2.5均呈现下滑趋势
图3:
北京全年PM2.5>100d的天数的占比呈现下降趋势
本次雾霾污染指标超越2013年
不论是从污染程度还是污染面积,本次雾霾均超越2013年。
我们从污染较为严重的几个大城市的数据来看,本次雾霾导致北京、上海、成都、广州12月份内出现重度污染以上的天数占比分别达到63.16%、39.47%、94.74%级30.46%,远远超过2013年那场雾霾带来的影响;另外,从污染的面积来看,本次雾霾波及188万平方公里,超越2013年那次的143万平方公里。
图4:
本次雾霾影响下主要城市空气质量较2013年差
图5:
本次灰霾影响面积明显大于2013年
图6:
本次雾霾,北京空气质量明显变差
2013年雾霾造成全国交通和健康的直接经济损失230亿:
1)雾霾带来直接健康损失约226亿。
短期高浓度的雾霾污染会造成急性的呼吸道疾病/症状,慢性心血管疾病的发病及过早死亡。
这种影响主要主要由两方面,一方面是诱导相对敏感人群,例如老人、儿童新增疾病;另一方面是促使原有慢性病发作。
通过相关专家测算,当时造成经济损失约226亿。
这里仅计算了直接损失,间接健康损失(例如慢性病后期影响、精神损失)难以量化。
图7:
空气中细颗粒物每提升0.01mg/m,死亡率大大提升
图8:
2013年1月,雾霾受害区门/急症比例明显增加
2)短期造成交通损失约5亿。
这里主要考虑航班延误损失、交通事故及高速封路带来的损失。
据调查,2013年1月份雾霾造成我国2428班次延误(平均延误1.5h),取消1479班次,备降111班次;封路路段346条(封路3030h),共发生交通事故965起,36人死亡,232人受伤,共计带来约5亿的经济损失。
图9:
2013年1月,雾霾造成各地交通事件频发
原因剖析:
能源结构影响持续,自然条件短期恶化
本次雾霾除了长期因素(能源结构、区域传输等)影响,自然条件恶化成为短期变化。
以煤炭为主的能源结构是我国雾霾污染的根源
截止2015年底,我国煤炭消费达38.87亿吨,占我国能源消费量的63.7%,占全球煤炭消费量的50%,对比世界均值的29.2%,超过34.5pct。
图10:
我国煤炭消费量从2001年开始迅猛增加,截止2015年
图11:
对比发达国家,我国煤炭消费占比过高
相比于其他能源,煤炭生成PM2.5的量更大。
从PM2.5主要成分来看,一次PM2.5占比高达60%-70%,硫酸盐、硝酸盐贡献20%-30%,铵盐、二次气溶胶等其他部分占比10%左右;当以煤炭作为固体燃料时,在产生同样的能量情况下,SO2、NOx、一次PM2.5(颗粒物)、Hg及CO2等大气污染物更多。
图12:
PM2.5主要由一次PM2.5、硫酸盐、硝酸盐、铵盐、二次气溶胶等组成
图13:
相比于石油/天然气,煤炭污染物产生量更大(单位:
kg/Mkcal)
图14:
煤炭消费贡献了我国绝大部分污染物排放
图15:
煤炭使用是我国各省/地区雾霾污染的主要原因
图16:
我国灰霾天数随煤炭消费增加而增加
区域传输,进一步加剧雾霾污染
省际传输显著提升PM2.5的污染成都。
从北京的煤炭使用情况来看,2005年达到峰值后开始回调,至2015年消费量已经削减43.43%,雾霾却一年比一年严重,主要原因在于周围省份雾霾污染的跨区域传输。
根据专家测算,京津冀地区的大气污染呈现明显趋同性特征,相关系数超过0.5,北京与周边的城市(保定、承德、廊坊、唐山、天津、张家口)有同涨同跌的趋势,京津冀形成了一个区域性的雾霾污染群。
图17:
北京周围省份煤炭消费增长幅度远大于北京煤炭消费量下滑幅度
图18:
京津冀地区主要城市雾霾指数具有明显的正相关性
存在环保设备装而未用,加剧污染
脱硫脱硝设备安装率很高,然而装而未用的比例超过10%。
与2010年相比,截止2015年底,我国脱硫设施安装率由83%提升至99%以上,脱销设施安装率也由12%提升至92%,我国大气污染物减排能力已经完全具备,但从实际减排效果来看,SO2及NOx的减排量与实际应该减排量仍存在一定差距,主要的原因在于设备安而未用。
2016年下半年,环保部做了一项专项检查,被检查的759家燃煤发电企业中,605家企业排放出问题,这里包括设备安装未使用、擅自改动软件设备等问题。
我们利用脱硫石膏总产量数据,采用等量摩尔数进行估算得出,2014年底,我国尚有11.77%的燃煤火电机组存在设备装而未用的情况。
汽车排放——大城市雾霾污染的重要来源
北京、上海等发达地区汽车尾气贡献PM2.5的20%-25%。
截止2016年三季度末,我国汽车保有量已经达到1.88亿辆,相比2006年,同比增加了2.78倍;其中,北京达534万辆,上海达282万辆。
汽车保有量的持续攀升带来低空污染(主要污染物:
碳氢化合物、CO、NO)大幅提升,影响人体健康。
从排污标准来看,最新的国V标准将于2017年1月1日实施,而目前我国机动车达到国IV级以上标准的仅占保有量的22.7%,黄标车占6.8%,根据学者数据,在北京、上海等一线城市以及东部人口密集地区,20%-25%的PM2.5来自移动源,汽车污染已经成为空气质量的重点。
图19:
相比于2006年,我国汽车保有量增长2.78倍
图20:
机动车中,汽车是排污重点也是治理重点(2014年数据)
图21:
目前,我国机动车废弃物排放达标率还很低
自然条件恶化成为本次雾霾异常恶化的边际因素
暖冬大趋势及厄尔尼诺影响,给雾霾异常恶化提供温床。
从气象角度,PM2.5浓度与气温、湿度气压风速有较大的关系:
1)温度,大气层结稳定不利于雾霾扩散,当温度升高时,大气稳定度变差,热力对流明显,利于污染物浓度扩散;2)湿度,湿度地区雾霾更难扩散,雾霾污染更严重,根据专家预测,湿度与北京、天津、石家庄的雾霾具有明显的正相关性;3)气压,当大气处于低压控制时,热力对流显著,大气不稳定,底层空气辐合上升,将不利于雾霾的形成;4)风速,具有明显的正效应,边界层内影响污染物扩散的重要因子为风,水平输送在于风速,浓度分布在于风向。
今年冬季,受到厄尔尼诺影响,北方冬季风被削弱,湿度加大,不利污染物扩展,恶化雾霾污染。
表2:
雾霾与主要自然因素之间的关系
图22:
2016年,北京再次出现暖冬现象
图23:
2016年,北京晴天天数低于近些年均值
图24:
相比于2013年,2016年北京大风天数更少
措施研判:
超低排将扩容,冬季措施将强化
燃煤中小锅炉及非电行业有望成为接力新领域
超低排放改造是煤电领域十三五期间主要看点。
我国能源结构短期改变不了,需要不断提升污染物排放指标最大限度限制污染物排放。
当下我国用煤部门减排进度不均衡,目前主要集中在火电领域,虽然存在部分不达标现象,但从减排效果十分明显。
从设备安装来看,脱硫脱硝已经达到很高水平,接下来,超低排放成为主要看点。
表3:
我国超低排放限制要求远超欧盟
图25:
截止2015年底,我国脱硫脱硝装机占比已经很高
图26:
新增脱硫脱硝机组与当年污染物减排量呈正比
表4:
超低排放规划进程情况
燃煤锅炉&非电领域有望成为新的重点治理领域。
1)我国中小型燃煤工业锅炉量大面广,广泛应用于供热、冶金、造纸、印染、食品、医药等行业。
污染最严重的中小型燃煤锅炉每年消耗了我国25%的煤炭,其大气污染物排放占我国燃煤污染物排放总量的比例高达60%。
其单体量较小,安装脱硫脱硝设备经济性较差,未
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