"十四五"我(wǒ)國VOCs排放總量(liàng)控(kòng)製方案研究與建議
發布時間:2021-12-17 10 :45 瀏(liú)覽次數:
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近年來,全國空氣質量明顯改善,相較於2015年,2019年(nián)PM2.5、PM10和SO2濃度明顯下降,CO和NO2濃度基本持平,但O3濃(nóng)度上升了22%,且作為首要汙染(rǎn)物的占比不斷提高,已成為空氣(qì)質量達標(biāo)和(hé)持(chí)續改善的重要製(zhì)約因素。O3具(jù)有(yǒu)非常明顯的區域性汙染特征(zhēng),須采取分區分(fèn)類的科學管控策略。閆慧等基於338個地級及(jí)以上城市O3超標狀況與光(guāng)化學反應活躍狀況將我國京(jīng)津冀、長三角、珠三角、成渝地區劃分為重度控製(zhì)區(qū),內(nèi)蒙古自治區、湖(hú)南省、遼寧省和寧夏回族自治區為中度控製區,其他地區為(wéi)一般控製區。其中,一般控製區(qū)為達標區;重度及中度控製區為超標區,其環(huán)境空氣質量(liàng)改善需求較大。
O3由揮發性有機物(VOCs)和氮(dàn)氧化物(NOx)通過光化學(xué)反應生成,大幅削減VOCs的排放量是現階(jiē)段(duàn)O3汙染防治(zhì)的關鍵。然(rán)而我國VOCs治理工作依然為大氣環境(jìng)管理的短板,排放控製形勢十分嚴峻。研究表明,2011—2019年(nián),我(wǒ)國人為源VOCs產生量呈現上(shàng)升的趨勢,2019年相(xiàng)較於2011年(nián)增(zēng)長21.75%;而(ér)我國人為源(yuán)VOCs排放量呈先增(zēng)後降的趨勢,2018年首次出現下降(jiàng)趨勢,2019年VOCs排(pái)放量約為2342.41萬t,仍處於高位。若維持現有控製(zhì)水平不變,由於經濟水平的發展(zhǎn),預計我國2025年人為源VOCs排放總量相較於2019年將(jiāng)增長22.91%;若(ruò)繼續(xù)實行VOCs排放控製,參考已出(chū)台的政策中提(tí)到的控製要求,2025年較2019年排放總量將下降12.62%。因此,“十四五”時(shí)期應深入推進VOCs治理攻堅工作,實施區域差別化總量控製,落實減排主體(tǐ)責任,有效(xiào)改善空氣質量。
本文基於“十(shí)四五(wǔ)”時期VOCs排放的預測結果,探討了我國“十四五”時期VOCs排放(fàng)總量(liàng)控製(zhì)的(de)思(sī)路,設計了“十四五”時期VOCs總量控製方案,研究並提出了總量分配(pèi)方法,確定了總量分配因子,將總(zǒng)量指標分配至各省(區、市(shì)),明確地(dì)方總量控製預期目(mù)標,並對“十四五”時(shí)期VOCs排放(fàng)總量控製提出相應的對策建議。
01“十四五”VOCs排放總量控製思路
1.1 總體思(sī)路(lù)以區域總量控製為主(zhǔ),結合重點行業、重(chóng)點企業集群實行總(zǒng)量控製。關注(zhù)石化等重點行業和重點企業集群,實行“計劃單列式”管(guǎn)理,落實減排責任。對於石化、汽車製造等核算基礎(chǔ)較(jiào)好的行業采用全口徑核算,以(yǐ)基準年和目標年VOCs排放量(liàng)之差作為考核依據,量化減排效果。核算(suàn)基礎較差的行業可采取宏觀核算和全口徑核算相結合的方法。
1.2控製範圍(wéi)揮發性有機物總量控製範圍包含工業源、交通源和生活源。其中,工業源包含石化、化工、工業塗(tú)裝、包裝(zhuāng)印刷等(děng)行業,約占全國人為源(yuán)VOCs排放總量的56.8%;交通源包含油品儲(chǔ)運銷、道路機動車等,約占22.3%;生活源包含(hán)幹(gàn)洗、建築裝飾、生(shēng)物質露天(tiān)焚燒、生物質燃料燃燒、農藥使用等,約占20.9%。
1.3技術路線揮發性有機物總(zǒng)量控製技(jì)術路線包括以下步驟(見圖1):
首先,國家層麵要求各省(區、市)組織開展轄區“十四五”減排形勢分析工作,依據排放量、治理現狀等因素確定(dìng)總量控(kòng)製規劃的對象、範圍,通過自上而下和(hé)自下而上相結合的方式掌握基礎(chǔ)數據,確定基準年(2019年)汙染物排放基數。同時,結合國民經濟規劃(huá)和各(gè)類相關專項規(guī)劃,預測“十四五”VOCs排放(fàng)新增量,並基於減排途徑分析,量化減排潛力,提出國家層麵總量控製目標及初(chū)步分配方案。其次,各省(區(qū)、市)需綜合考慮當地汙染物排放強度、環(huán)境容量(liàng)、產業結構、經濟水平及中長期發展(zhǎn)要求等因素,科學測算汙染物新增量;分析VOCs排放全過程治理適(shì)用技術和理論削減率,結合排(pái)放標準及相關政策要求,考慮經濟合理性和技術可行性,定量評估減排潛力;結合空氣質(zhì)量改(gǎi)善需求,確定各省(區、市)總量控製初步目標,製(zhì)定初步的VOCs減排(pái)方案(àn),明確重點汙染源和重點工程項目,確保總量控製目標的可行性。後,國家統籌考慮各地經濟社會發展和環境質量改(gǎi)善要求,與各省(區、市)協調確定地方終減排目標,簽訂責任書(shū)。各省(區、市)基於減排目(mù)標,確定重點任務和(hé)各地重點減排工作,製定減排方案和排放計劃,落實到重點(diǎn)汙染源和重點工程項目,明確企業責任。與此同時(shí),每年開展地(dì)方VOCs排放(fàng)量核查核算,對總量控製實施效果(guǒ)進行評估,動態調整總量控製目(mù)標和實施方案。對於石化行業和涉VOCs排(pái)放重點企業集群實行“計(jì)劃單列式(shì)”管理,與相關負責單位簽訂責任書,落實減排任務。
圖1“十四五”VOCs排放總量控(kòng)製技(jì)術路線
02“十四五”VOCs排放總量控製(zhì)方案設計
2.1 技術(shù)路線和研究方法本文(wén)以我國人為源VOCs排放為對象,運用情景分析法(fǎ),綜合考慮國家中長期發(fā)展規劃的經濟、人口和能源(yuán)等指標,確定“十四(sì)五(wǔ)”新(xīn)增(zēng)排放(fàng)量(liàng),結(jié)合對各行(háng)業減排途徑和(hé)減排潛力的分析,確定總量控製目標。選取合適的分配指標構建指標集,並(bìng)運(yùn)用信息學方法,確定所(suǒ)選取指(zhǐ)標之間的權重,將總量分配至各(gè)省(區、市),見圖2。
圖(tú)2“十四五”VOCs排放總量控製(zhì)方案設計路線圖
本(běn)研究(jiū)擬使用信息學中的信息熵理論確定各指標的分配權(quán)重(chóng),再(zài)用改進的等(děng)比例分配方法對VOCs排(pái)放總量公平合理地進行分配。
2.2VOCs排(pái)放總量分配(pèi)
(1)總量分(fèn)配指標的確定在全麵掌握(wò)人為源VOCs排放特征後(hòu),選定大氣環境現狀(zhuàng)、經濟社會發展水平、移(yí)動源主要(yào)影響因素、生活源主要影響因素以及(jí)工業(yè)源主要影響因素作為(wéi)全國VOCs排(pái)放總量的分配指標,各指標(biāo)的含義如下:
大氣環境現狀:以各省(shěng)(區、市)空氣質量達標天數占全年天數比例和VOCs環境容量利用率(VOCs排(pái)放量/國土麵積)2個指標表征大氣環境現狀(zhuàng)。
經濟社會發展水(shuǐ)平:經(jīng)濟社會(huì)因(yīn)素是正(zhèng)向驅動要素,經濟(jì)的(de)增長會導致(zhì)汙染(rǎn)物產生量的增加,本研究用人均GDP、單位GDP汙染物排(pái)放強度來(lái)表征經濟社會因素(sù)的影響。移動源主要影響因素:由於飛機、船舶、火車基本是跨區域運輸,難以衡量其在某個地(dì)區的(de)具體影響,且機(jī)動車VOCs排放量在移動源中占比大,因此選擇以各省(區、市(shì))的汽車保有量體(tǐ)現移動源VOCs排放量對排放總量的貢獻。
生活源主要影響因素:生活源的VOCs排放主要來自居民(mín)烹飪以及日常使用含VOCs的溶劑2個方麵,與居民生活方式與人口數量(liàng)相關,而居(jū)民人均消費支出是居民生(shēng)活方式改變的重要表現,因此本研究選擇用各省(區、市)居(jū)民人均消(xiāo)費支出和人(rén)口數量表征生(shēng)活源對VOCs排放總量的影響。
工業(yè)源主要影響因素:工業源(yuán)VOCs的(de)排放主要(yào)來自含VOCs原(yuán)料的生產過程、含VOCs原(yuán)料的加工過程以及(jí)含VOCs溶劑(jì)的使用。從數據的可獲得性和科學性出發,本研究選用(yòng)工業總產值表征工業源VOCs排放對總量的影(yǐng)響。
(2)總量分配指標權重確定根據熵值法可得各分配指標的權重,見表1。
表1 總量分(fèn)配指標權重熵值(zhí)法計算結果
其中8個指(zhǐ)標權重大小排序關係為:VOCs環境容量利用率>工業總產值>人均GDP>空氣質量達標天數占全年天數比例>汽車擁有量(liàng)>居民人均消費支(zhī)出(chū)>人口數量>單位GDP排放強度,權重越大,意味著該指標對總(zǒng)量(liàng)分配的影響越大。權重排在前(qián)四的(de)指標依次是(shì)VOCs環境容量利用率、工業總產值、人均GDP及空氣質量達標天數占全年天數比例,這說明各地區大氣環境現狀、工業總產值以及社會經濟發展水平是VOCs排放總量分配首要考慮的因素,大氣環境現狀越差、工業總產值越大以及社會經(jīng)濟發展(zhǎn)水平越高的地區空氣質量(liàng)持續改善的需求越大,需(xū)承擔更多的VOCs排放削減責任。汽車擁有量(liàng)指(zhǐ)標也有一定的權重,說明移動源排放量對VOCs的排放量有(yǒu)一定的影響(xiǎng)。權重排(pái)在(zài)後3位的指標依次是居民(mín)人均消費支出、人口數量以及單位GDP排放強度,這意味著這3個指標在總量分配中是次要因素。其中(zhōng),居(jū)民人均消費支出和人(rén)口數量是(shì)生活源VOCs排放對總量貢獻的表(biǎo)征,這兩個指標權重數據小,與實際上生活源(yuán)VOCs排放對(duì)總量貢獻小的情況保持一致,也間接說明了熵值法計算得出的權重科學合(hé)理。
(3)削減率和削減(jiǎn)量分配
根據劉銳源等的研究可知,在考(kǎo)慮“十(shí)四五”新增排放量的情況下,全國2025年控製(zhì)情景下VOCs排放削減率為12.62%。基於公平性的原則,本研究采用改進等比(bǐ)例分配方法,以2019年VOCs排放量數據為基準年數據,使用已建立的總量分配指標,將2025年控製情景下的削減量分配到各省(區、市),見圖3。由圖3可以看出,各省(區、市)VOCs排放削減量和(hé)削減率都存(cún)在明顯差異。
圖3 各省(區、市(shì)) 2025年控製(zhì)情景下(xià)VOCs排放削減率和削減(jiǎn)量
在控(kòng)製情景下,VOCs排放削減率(lǜ)排名前9位的省(市(shì))分別為:上海、江蘇、山(shān)東、廣東(dōng)、北京、浙江(jiāng)、河(hé)南、天津、河北。分析其原因(yīn)如下:①上(shàng)海、北京和天津(jīn)3個直轄市雖然麵積較(jiào)小,VOCs排放總量較低,但其單位國土麵積(jī)VOCs排放量大(dà),且其處於(yú)O3重度控製區,空氣質量改善需求大,減排潛力較大;②江蘇、廣東和浙江3省國土麵積大,其(qí)VOCs排放(fàng)總量也大,同(tóng)時社會經濟發(fā)展水平較高,且處於O3重度及中度(dù)控製區,相對基準年也需較大的減排力度;③山東、河南和河北3省社會經濟水平中等,但其VOCs排(pái)放量巨大(dà),且處於O3重度控製區,應承擔更大的削減責任,故其削減率比較大。而(ér)寧夏回族自治區(qū)雖然處於O3中度控製區,但受傳輸影響大,本(běn)地生(shēng)成少;廣西、黑龍江(jiāng)、雲南、海南、甘肅、貴州(zhōu)、青海以及西藏等省(區)均處於O3達標區,環境空氣質量達(dá)標天數比例較高,且單(dān)位VOCs排放量(liàng)小、排放強度低,承擔VOCs排放削(xuē)減的責任小,削減力度和削減空間小,削減率均低於5.5%。
全(quán)國2025年控製情景下削減量為296.7萬t,其中,削減量(liàng)排名前五位的省份,其削減量之和超過了削(xuē)減總量的一半,為56.06%。這5個省份分別為山東、江蘇、廣東、浙江以及河南(nán),這些省份(fèn)均處於O3重度及中度控製區,且2019年VOCs排放量和GDP總量均排在全國前5位,需承擔更多的削減責任。而貴州(zhōu)、海南、甘肅、青海、寧夏和西藏5個省(區)控製情景下(xià)削減量之和為4.49萬t,削減責任小。總體上,VOCs重點減排區域主要分(fèn)布在東南沿海地區,其次是東(dōng)北、華北和中部地區,西部地區是VOCs削減率低的地區,該分布也與經濟發展方式相關聯。工業越發達的地區,人均(jun1)GDP越高,VOCs排放強度就越高;空氣質量改善需求越大,減排(pái)責任就越大。
2.3排(pái)放總量分配結果在控製情景下,“十四五”時期各省(區、市)總量控製目標(biāo)見圖4,可以看出,VOCs允許排(pái)放量較大的11個省分別為山東、江蘇、廣東、浙江、河南、河北、福建、遼寧、四川、湖(hú)北、安徽(huī),分別均超過了80萬t,總(zǒng)和占全國排放總(zǒng)量的61.87%。這是由於這些省(shěng)份2019年的VOCs排放量均較大,落(luò)實《“十三(sān)五”揮發性有機物汙染防治工作方(fāng)案》及其他已出台政策中提到的控製要求後削減量較少(shǎo),削減之(zhī)後VOCs排放總量仍然較大。黑龍江、湖南、陝(shǎn)西、山西、廣西、內蒙古、江西、吉林、上海、雲南、新(xīn)疆、重慶、貴州13個省(區、市)各自的允許(xǔ)排放量均(jun1)為30萬~80萬t,總和占全國允許排放量的32%。雖然天津市和北京市的單位(wèi)麵積VOCs排放量高,但其(qí)削減率較大,允許排放量分別約為30萬t。其他省(區)如海南、甘肅(sù)、青海、寧夏(xià)以及西藏的削減(jiǎn)程度並不明顯,允(yǔn)許(xǔ)排放(fàng)量與現階段相當。因此,國家應製(zhì)定差別化的總量控製方案,適當提高對允許排放量較大的省(區、市)的要求,以期盡快使這類汙染嚴(yán)重區域的空氣(qì)質量(liàng)得到改善。對於允許排放量較低的省(區),如海南、甘肅、青(qīng)海、寧(níng)夏以(yǐ)及西藏,應適當考慮放寬(kuān)要求,以刺激其(qí)經濟發展。
圖(tú)4 各省(區、市) 2019年和2025年VOCs排放量
03“十四五”VOCs排(pái)放(fàng)總量控製對策建議
隨著VOCs排放治理工作的不斷深化,近十年來,我國VOCs排放總量增速放緩,並於2017年出現拐點,2018年和2019年開始下(xià)降(jiàng)。預計未來VOCs排放量將(jiāng)逐年下降,2025年控製(zhì)情景(jǐng)下,VOCs排放總量較2019年下降12.62%。為了推動環境空(kōng)氣質量的持續改善,建議在“十四五(wǔ)”期間實施VOCs排放總量控製,深化VOCs綜合治理工作,有效削減VOCs排放。同時為了(le)更有(yǒu)效(xiào)地實施VOCs排放總量控製,提出如下幾點建(jiàn)議:
一是以區域總量控製為主,結合(hé)重點行業、重點企業集群實行總量控製。關注石化等(děng)重點行業和重點企業集群(qún),實(shí)行“計劃(huá)單列式”管理,簽訂(dìng)目標責任書,嚴格落實(shí)減排目標主體(tǐ)責任(rèn)。建(jiàn)立減排目標逐級分配方法,綜合空氣質量、VOCs環境容量、VOCs排放強度、人口(kǒu)規(guī)模、產業結構、經濟水平等多因(yīn)素,科學、合理(lǐ)、公平、公開地將區域減排目標逐級分配至各省(區、市)、集群、園區及企業。
二是強化重點行業、重點企(qǐ)業(yè)、集群或園區綜(zōng)合治(zhì)理(lǐ)。石化行業應加強密(mì)封(fēng)點的泄漏修複,將(jiāng)泄漏檢(jiǎn)測與(yǔ)修複(LDAR)密封點的檢測台賬作為後續現場(chǎng)檢測和泄漏點修複的依據,並及時修複泄漏超標的密封點(diǎn)。化(huà)工行(háng)業須對使用含(hán)VOCs物料的設備(bèi)和廢棄包裝容器(qì)進行加蓋密閉。對於儲運、廢水集輸過程和非正常工況,石化、化工行業應強(qiáng)化儲(chǔ)運(yùn)過程的有效管(guǎn)理,加強(qiáng)中間產品罐(guàn)的油氣回收等治汙設施(shī)的安裝和有效運行;應加強廢水集輸過程中的(de)密封(fēng)處理,配置廢氣的收集與處理設施,並確保其正常運行。工業塗裝、印刷行業夏季應禁止使用高VOCs含量、活(huó)性物(wù)種多的有(yǒu)機溶劑產品;對於涉及塗料、油墨等含VOCs原輔材料的操作應在(zài)密閉裝置或者密閉空間中進行,若無法密閉的,則(zé)應(yīng)在裝有收集裝置的環境中(zhōng)進行操作(zuò)。廢氣收集效率應嚴格按相關(guān)標準(zhǔn)及規範的要求執行,收集率應達到80%以上;治理工藝(yì)、技術和設施應升級改造提升至達到標(biāo)準要(yào)求,嚴格要求處理效率;須(xū)加強對廢水、危(wēi)廢中VOCs逸散(sàn)排放的管控。油品(pǐn)儲運(yùn)銷行業須(xū)對已安裝油氣回收設施的儲(chǔ)油庫、油罐車、加(jiā)油站(zhàn)進行設施(shī)檢修、改造升級,使回收效率達到設計規範及標準要求;加強油氣回收係統密封性檢測,確保(bǎo)油氣回收係統正(zhèng)常運行;強化儲存設(shè)施的降溫措施,調整作業計劃,減少高溫時段作業。
三是以(yǐ)排汙許可(kě)製度為(wéi)依托。建立VOCs排放量核查核算方法、總量削減核查核算(suàn)與(yǔ)減排績效評估方法和以環(huán)境質量為核心的綜合評估與考核體係,石化行業采用全口(kǒu)徑核算的方式核算基準年和目標年排放量,其他行業采用(yòng)全口徑核(hé)算與宏觀方(fāng)法核算相結合的方式。同時通過(guò)建立自動監測網絡、區域VOCs排放汙染源數據庫、大氣環境模(mó)擬軟件庫、重點汙染控製源定(dìng)期和非(fēi)定期監(jiān)測製度(dù),做到對總量控製的有效考核。
四是“十四五”VOCs排放總量控製應體現多措並舉、多元共治的現代環境治理理念。統籌協調排汙交易、排汙收費、合同減排、生態環境補償與(yǔ)總量控製製度的關係,逐步建立市場化的減排機製,通過采取一(yī)係列經濟、技術等導向型政策,調動企業的減(jiǎn)排積極性。在各級政府都要對環境質量負責的前提下,建立(lì)企業承(chéng)擔主體責(zé)任、社會組織依法參與、新聞媒體輿論監督的(de)實施機(jī)製。
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