2019年北方冬季供熱對大氣環境的影響.pdf
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1、北方冬季供熱對大氣環境的影響2019.03第十五屆“建筑節能學術周”公開論壇22不同熱源方式的排放強度1供熱對大氣污染的影響3“2+26”城市群供熱的直接排放量4清潔供熱相關對策供熱對大氣污染的影響1 1供熱對大氣污染的影響1 1PM2.5濃度NO2濃度SO2濃度CO濃度 污染物濃度在時間尺度存在“U形”分布-“2+26”城市群的PM2.5、NO2、SO2、CO等污染物濃度在采暖季有明顯上升 北方冬季采暖惡化了大氣空氣質量-NO2、SO2、CO主要由化石燃料燃燒產生-化石燃料一般用于發電、工業、交通、冬季采暖等。一般認為,火電、工業和交通在不同月份用能相近,而北方冬季采暖消耗了大量化石燃料 22、017后大氣質量較往年有明顯改善-以北京為例,201718年采暖季PM2.5平均濃度為58,2017年非采暖季為46,2018年非采暖季為411污染物數據來源:中國空氣質量在線監測分析平臺(真氣網https:/)4供熱對大氣污染的影響1 1排名省份城市1山西臨汾市2河北石家莊市3河北邢臺市4河北唐山市5河北邯鄲市6河南安陽市7山西太原市8河北保定市9陜西咸陽市10山西晉城市11河南焦作市12陜西西安市13河南新鄉市14山西陽泉市15山西運城市16山西晉中市17山東淄博市18河南鄭州市19山東萊蕪市20陜西渭南市2018年112月169個重點城市空氣質量排名后20位城市名單31數據來源:生態環境3、部_2017年中國生態環境狀況公報2數據來源:國家統計局_2018年國民經濟和社會發展統計公報3數據來源:生態環境部_生態環境部通報2018年12月和112月全國空氣質量狀況 北方城市空氣質量不佳-2017年,全國338個地級及以上城市中,空氣質量達標城市僅占29.3%,未達標城市占70.7%。1-2018年,在監測的338個地級及以上城市中,空氣質量達標城市僅占35.8%,未達標城市占64.2%。2-其中,2018年全年,我國169個重點城市空氣質量排名后20位城市均為我國北方城市。3 空氣質量問題受到高度重視-2013年9月,國務院發布大氣污染防治行動計劃-2017年10月,十九大報告要求4、:“堅持全民共治、源頭防治,持續實施大氣污染防治行動,打贏藍天保衛戰。”-2018年6月,國務院發布打贏藍天保衛戰三年行動計劃5供熱對大氣污染的影響1 11數據來源:國家大氣污染防治攻關聯合中心_目前已基本弄清京津冀及周邊地區大氣重污染的成因2數據來源:江億、唐孝炎、倪維斗等,北京PM2.5與冬季采暖熱源的關系及治理措施_院士論壇 PM2.5與氮氧化物(NOx)相關性較強-對“2+26”城市的PM2.5與各污染物濃度進行相關性分析-發現不同城市在采暖季的PM2.5濃度與NO2呈現強相關性(相關系數0.52,且通過顯著性檢驗(sig0.05)研究表明,NOx和VOC導致PM2.5增加的主要原因-5、硝酸鹽超過硫酸鹽成為京津冀大氣PM2.5中最主要的二次無機組分:20172018年采暖季期間,其中有機物、硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽等主要組分的占比分別為28%、19%、12%和11%。1-大氣氧化驅動的二次轉化是京津冀大氣污染積累過程中爆發式增長的動力1-研究表明:NOx和VOC是導致大氣氧化性增強,大量生成二次細顆粒,從而造成大氣霧霾現象的元兇。2 控制NOx排放是治理冬季霧霾切實可行的措施-NOx主要來自化石燃料的燃燒,便于集中控制;而VOC排放源較為分散,控制難度較大62 2不同熱源方式的排放強度2不同熱源方式的排放強度1供熱對大氣污染的影響3“2+26”城市群供熱的直接排放量4清潔供熱相關6、對策72 2不同熱源方式的排放強度 以下針對不同熱源形式分別討論其單位供熱量的污染物排放強度 討論供熱對大氣影響時,最終落腳點應為單位采暖建筑面積對應的污染物排放 它與單位采暖建筑面積需熱量、熱源輸出單位熱量所排放的污染物有關2.1污染物的直接排放與間接排放2.2燃煤熱電廠排放2.3燃煤鍋爐房排放2.4燃氣熱電廠排放2.5燃氣鍋爐房排放2.6生物質及散煤熱源排放2.7不同熱源方式的排放強度對比 單位采暖面積需熱量:與當地氣候條件和建筑保溫性能有關 熱源輸出單位熱量所排放的污染物:與熱源形式有關82 2不同熱源方式的排放強度 熱源產生的污染物的直接排放與間接排放直接排放間接排放燃煤、燃氣鍋爐遠地7、(長途輸送)熱源電力驅動的熱源當地熱電聯產(負的發電間接排放)-直接排放:熱源的在地實際排放,如燃煤、燃氣鍋爐-間接排放:采用遠地(長途輸送)熱源或熱源用電進而在電廠產生的排放-熱電聯產同時輸出熱力和電力,二者都消耗燃料,也都產生污染物-目前,熱電廠建在城市附近的目的主要是供熱-直接排放:熱電廠實際產生的所有排放所有污染物均在當地排放-間接排放:負的發電間接排放熱電廠同時輸出電力,相應地減少了外地電廠的排放(當地)熱電聯產熱源的排放 2.1 直接排放與間接排放92 2不同熱源方式的排放強度-單位供熱量污染物的排放強度=單位供熱量耗燃料量*單位燃料排放量-單位供熱量耗燃料量:依據熱源供熱效率(供8、熱量/燃料熱值)確定,例如:假設燃煤CHP的供熱效率為55%(乏汽余熱充分回收),即熱源供出1GJ熱量需燃燒62kgce燃料-單位燃料排放量:依據相關國標計算單位燃料排放量規定的電廠排放限值1、鍋爐排放限值2計算 直接排放強度:采暖季排放總量/供熱量 2.1 直接排放與間接排放 單位供熱量排放強度(g/GJ)的計算 間接排放強度:用(發)電產生的排放總量/供熱量 依據相關標準進行折算 調研實測-對燃煤CHP的供熱量、污染物排放濃度進行調研-對農村生物質及散煤熱源進行實測1數據來源:鍋爐大氣污染物排放標準(GB132712014)2數據來源:鍋爐大氣污染物排放標準(GB13271-2014)3備9、注說明:考慮我國電力是以煤電為主,因此將熱源用電按發電煤耗法折算到大型燃煤電廠4備注說明:熱電聯產發電、供熱用煤按照分攤法計算-用電熱源:間接排放=單位供熱量耗電量*單位發電耗燃料量3*單位燃料排放量-發電熱源(CHP):負的間接排放=CHP單位供熱量發電量*單位發電耗燃料量4*單位燃料排放量1數據來源:火電廠大氣污染物排放標準(GB13223-2011)2數據來源:國家發改委、能源局等十部委北方地區冬季清潔取暖規劃(2017-2021年)3數據來源:調研某集團大型燃煤電廠(裝機普遍在300MW以上)102 2不同熱源方式的排放強度 燃煤電廠的排放標準-呈現逐年降低的趨勢,SO2和煙塵排放下降10、明顯-2017年,調研電廠基本滿足一般地區(在用)標準-多數省份調研電廠SO2排放,全部調研電廠煙塵排放滿足國標重點地區標準-部分調研電廠達到超低排放機組要求NOx煙氣濃度SO2煙氣濃度煙塵煙氣濃度熱源類型NOxSO2煙塵一般地區(新建)110010030一般地區(在用)110020030重點地區11005020燃煤超低排放機組2503510大型煤電(調研2017年)350.92 37.40 6.02 大型煤電(調研2016年)368.26 62.97 10.93 燃煤電廠排放標準:煙氣中污染物濃度(mg/m煙氣)大型燃煤電廠實際排放:逐年降低 2.2 燃煤熱電廠排放2017年2016年20111、5年國標超低排放機組2017年2016年2015年國標重點地區超低排放機組2017年2016年2015年國標重點地區超低排放機組2 2不同熱源方式的排放強度 單位供熱量排放強度(g/GJ)-直接排放:采暖季排放總量/實際供熱量-間接排放:負的由于發電產生的排放總量/供熱量1數據來源:火電廠大氣污染物排放標準(GB13223-2011)2數據來源:國家發改委、能源局等十部委北方地區冬季清潔取暖規劃(2017-2021年)3數據來源:調研某集團大型燃煤電廠(裝機普遍在300MW以上),按供熱量進行加權平均 依據排放標準折算的單位供熱量排放強度(g/GJ)11熱源類型發電間接排放g/GJ直接排放g/12、GJNOXSO2煙塵NOXSO2煙塵一般地區(新建)1-48-48-14646419一般地區(在用)1-48-96-146412919重點地區1-48-24-10643213燃煤超低排放機組2-24-17-4.832236.4調研電廠(2017年)3-82-57-8.9936510.3-直接排放:假設供熱效率為55%(乏汽余熱充分回收),即熱源供出1GJ熱量需燃燒62kgce燃料-發電間接排放:燃煤熱電聯產熱電比按1.6,發電煤耗按260gce/kWh(分攤法)計算 2.2 燃煤熱電廠排放2 2不同熱源方式的排放強度 調研電廠單位供熱量排放強度(g/GJ)普遍偏高12-并非污染物控制不佳:部分13、電廠達到超低排放標準-而是沒有充分挖掘供熱潛力,熱電比偏低:排放強度高的熱電廠的熱電比普遍在0.2左右-熱電比越低,單位供熱直接污染物排放強度越高-熱電廠供出一份熱量的同時發出更多的電量,從而產生更多的污染物-目前,我國實際燃煤熱電聯產熱電比一般在0.52.0-只有對熱電聯產進行節能挖潛,才能降低單位供熱量的污染物排放 2.2 燃煤熱電廠排放NOx排放強度SO2排放強度煙塵排放強度 熱電聯產單位供熱排放強度與熱電比緊密相關132 2不同熱源方式的排放強度 小型燃煤鍋爐污染強度高于大型燃煤鍋爐-燃煤鍋爐房的排放屬于當地直接排放-燃煤鍋爐供熱效率按85%計算,即熱源供出1GJ熱量需消耗40kgce14、燃料熱源類型NOxSO2顆粒物一般地區(新建)130030050一般地區(在用)140040080重點地區120020030燃煤鍋爐房排放標準:煙氣中污染物濃度(mg/m煙氣)1數據來源:鍋爐大氣污染物排放標準(GB132712014)2數據來源:中國建筑節能年度發展研究報告(2015年)3備注說明:表中數據是依據鍋爐大氣污染物排放標準排放限值折算的,該標準要求:新建鍋爐自2014年7月1日起、10t/h以上在用蒸汽鍋爐和7MW以上在用熱水鍋爐自2015年10月1日起、10t/h以下在用蒸汽鍋爐和7MW以下在用熱水鍋爐自2016年7月1日起執行。該表不考慮排放不達標鍋爐。依據排放標準折算到單位15、供熱量排放強度 2.3 燃煤鍋爐房排放單位供熱量污染物直接排放因子3(g/GJ)-實測發現,由于小型燃煤鍋爐較難上脫硫等尾氣處理裝置,20t/h以下燃煤鍋爐單位排煙量的SO2排放可以是80t/h的23倍,顆粒物排放可以是后者的810倍。2-此外,小型鍋爐效率較低,單位供熱量需要消耗更多燃料,排放更多煙氣-近兩年,多地開展清潔熱源替代小型燃煤鍋爐行動,燃煤鍋爐整體排放情況得到改善熱源類型NOxSO2顆粒物一般地區(新建)112512521一般地區(在用)116716733重點地區1838313142 2不同熱源方式的排放強度 燃氣輪機的氮氧化物排放高于燃氣鍋爐1數據來源:火電廠大氣污染物排放標準16、GB13223-2011 2數據來源:北京_固定式內燃機大氣污染物排放標準DB 11/1056-20133參考文獻:同濟大學、重慶大學、哈爾濱工業大學等.燃氣燃燒與應用M4 版.北京:中國建筑工業出版社2011:6-7 2.4 燃氣熱電廠排放-燃氣電廠中單位燃料產生的NOx排放限值:燃氣輪機1.78g/Nm燃氣,燃氣鍋爐1.27g/Nm燃氣-因為燃氣輪機的燃燒溫度高,易生成更多的熱力型氮氧化物熱源類型NOxSO2煙塵基準含氧量天然氣鍋爐11003553%天然氣燃氣輪機組15035515%大型燃氣輪機機組(調研2017年)14 0.58 0.87 15%內燃機(北京)275 55%燃氣熱電聯產排17、放標準:煙氣中污染物濃度(mg/m煙氣)熱源類型NOxSO2煙塵m煙氣/Nm燃氣3天然氣鍋爐11.270.440.0612.7天然氣燃氣輪機組11.781.240.1835.5大型燃氣輪機機組(調研2017年)0.490.020.0335.5內燃機(北京)21.060.0714.1燃氣熱電聯產排放:單位燃氣的污染物濃度(g/Nm燃氣)調研燃氣電廠排放強度明顯低于排放限值-調研燃氣輪機電廠多為新建,且對煙氣進行減排處理-SO2和煙塵排放顯著低于排放限值:天然氣中幾乎不含硫和塵152 2不同熱源方式的排放強度1數據來源:火電廠大氣污染物排放標準GB13223-2011 2數據來源:北京_固定式內燃18、機大氣污染物排放標準DB 11/1056-20133備注說明:以上數據均依照相關標準排放限值進行折算;事實上,由于天然氣中幾乎不含硫和塵,其SO2和煙塵實際排放一般可以明顯低于標準排放限值。在與燃煤熱源比較時,不建議采用上表數據;實際上,燃氣熱源排放中只有NOX與脫硝后的燃煤熱源排放相當,SOX和煙塵明顯減小。2.4 燃氣熱電廠排放燃氣熱電聯產單位供熱量排放強度3(g/GJ)熱源類型發電間接排放g/GJ直接排放g/GJNOXSO23煙塵3NOXSO23煙塵3燃氣輪機機組1-101-71-101278913燃氣蒸汽聯合循環1-200-140-2022115422燃氣蒸汽聯合循環(回收部分煙氣余熱19、)1-126-88-1314510114內燃機熱電聯產2-62-4.1765.0 依據排放標準折算的單位供熱量排放強度-直接排放:假設燃氣輪機、燃氣蒸汽聯合循環、燃氣蒸汽聯合循環(回收部分煙氣余熱)、內燃機熱電聯產的供熱效率為40%、23%、35%和40%,即熱源供出1GJ熱量需燃燒71Nm、124Nm、82Nm、71Nm天然氣(熱值取35MJ/Nm)-發電間接排放:熱電比分別按1.1、0.5、0.7、1.0,發電氣耗分別按0.23Nm/kWh、0.19Nm/kWh、0.18Nm/kWh、0.21Nm/kWh(分攤法)計算162 2不同熱源方式的排放強度 國家標準較寬泛,地方標準不斷升級-國標20、一般地區(在用)與北京(新建)標準在NOx排放上有十余倍之差-目前主要的低氮技術:采用低氮燃燒器結合煙氣再循環、采用選擇性催化還原法(SCR)工藝進行脫硝等熱源類型NOxSO2顆粒物一般地區(新建)12005020一般地區(在用)140010030重點地區11505020北京(新建)230105北京(在用)280105天津(新建)3802010天津(在用)31502010北京調研(2017年)351.71燃氣鍋爐房排放標準:煙氣中污染物濃度(mg/m煙氣)1數據來源:鍋爐大氣污染物排放標準(GB132712014)2數據來源:北京市鍋爐大氣污染物排放標準DB11-139-2015 3數據來源:21、天津市鍋爐大氣污染物排放標準DB12-151-2016 不同地方執行標準具有明顯差別 2.5 燃氣鍋爐房排放-北京燃氣鍋爐排放標準總體已嚴于歐洲鍋爐排放標準,接近最嚴格的美國南加州排放標準 北京燃氣鍋爐滿足嚴格的排放標準-調研的所有燃氣鍋爐均滿足NOX(在用鍋爐)和SO2標準。172 2不同熱源方式的排放強度熱源類型NOxSO2顆粒物一般地區(新建)281208一般地區(在用)21624012重點地區261208北京(新建)31242北京(在用)33242天津(新建)43284天津(在用)46184北京調研(2017年)140.70.4燃氣鍋爐房單位供熱量污染物排放強度(g/GJ)11備注說明22、:除北京調研(2017年)排放因子外,其余數據均依照相關標準排放限值進行折算1數據來源:鍋爐大氣污染物排放標準(GB132712014)2數據來源:北京市鍋爐大氣污染物排放標準DB11-139-2015 3數據來源:天津市鍋爐大氣污染物排放標準DB12-151-2016 2.5 燃氣鍋爐房排放-燃氣鍋爐房的排放屬于當地直接排放-燃氣鍋爐供熱效率按90%計算,即熱源供出1GJ熱量需消耗31Nm(熱值取35MJ/Nm)依據排放標準折算的單位供熱量排放強度NOx排放強度SO2排放強度 北京燃氣鍋爐滿足嚴格的排放標準182 2不同熱源方式的排放強度生物質及散煤熱源污染物實測排放因子11備注說明:以上排23、放因子均為我國北方農村的實測結果,其中NOx和SO2排放因子與燃料成分和采暖爐的燃燒情況有關,上表中秸稈壓塊單位熱量排放因子高于秸稈顆粒,主要是因為二者實測地點不同,燃料成分和采暖爐燃燒情況有較大差異。2備注說明:為燃料燃燒排放的一次細顆粒物,不包含污染物在大氣中反應生成的二次污染物2.6 生物質及散煤熱源排放-生物質及散煤熱源的排放屬于當地直接排放-散煤熱源在SO2和一次細顆粒物上排放強度大 我國農村實測排放因子設備燃料類型單位燃料排放因子(g/kg燃料)供熱效率GJ/噸燃料單位熱量排放因子(g/GJ)NOXSO2PM2.52NOXSO2PM2.52大型生物質鍋爐木質顆粒0.890.040.24、1615.059.52.710.7玉米秸稈顆粒1.050.040.0611.492.23.55.3秸稈顆粒0.390.030.2512.132.22.520.7花生殼大顆粒0.340.270.0612.527.321.74.8戶用生物質采暖爐木質顆粒2.290.050.2814.3160.73.519.7稻殼顆粒4.450.070.211.8376.55.916.9秸稈顆粒3.750.270.7111.1337.224.363.9秸稈壓塊4.390.610.310.7409.556.928.0散煤土暖氣散煤2.051.783.738.4244.9212.7445.6192 2不同熱源方式的排放25、強度 2.7 不同熱源方式的排放比較-熱電比越低,當地直接排放越高-國標折算的燃煤CHP與燃煤鍋爐的直接排放相近:火電廠國標比普通鍋爐鍋爐國標對排放要求更嚴格 熱電聯產單位供熱量直接排放強度高發/用電間接排放g/GJ直接排放g/GJ熱源類型NOXSO2煙塵/顆粒物NOXSO2煙塵/顆粒物備注燃煤熱電聯產機組-48-24-10643213火電排放國標(重點地區)-82-57-8.9936510.3調研數據(2017年平均)燃煤機組超低排放-24-17-4.832236.4清潔取暖規劃(用能強度按燃煤熱電聯產計算)燃煤鍋爐-838313鍋爐排放國標(重點地區)燃氣輪機-101-71-101278926、13火電排放國標燃氣蒸汽聯合循環-200-140-2022115422火電排放國標聯合循環(回收部分煙氣余熱)-126-88-1314510114火電排放國標-35-1.4-2.2401.62.3依據調研數據折算(2017年平均)1燃氣鍋爐-61208.1鍋爐排放國標(重點地區)-3242.0鍋爐排放地標(北京在用)-140.70.4調研數據(2017年北京平均)電動地源熱泵(COP取4)22114.5-按310gce/kWh折算到大型煤電電動空氣源熱泵(COP取3)30156.0-燃氣CHP較燃煤CHP在NOX排放強度高-燃氣輪機燃燒溫度高,易生成熱力型NOX-燃氣CHP熱電比小:對燃氣蒸汽27、聯合循環,無余熱回收最大0.50.7,有余熱回收最大0.81;對燃煤CHP,無余熱回收最大1.51.7,有余熱回收最大1.82.3-天然氣硫、塵含量低,單位供熱量排放少-北京燃氣鍋爐實際排放可以更低 天然氣鍋爐較燃煤鍋爐排放水平低 熱泵間接排放較低-熱泵從自然環境中取熱,用能強度低-系統COP越高,排放強度越低1備注說明:在燃氣電廠調研排放濃度下,考慮供熱效率為35%、熱電比為0.7情形下的單位供熱排放強度202 2不同熱源方式的排放強度-散煤排放遠高于燃煤鍋爐和燃煤CHP-散煤供熱效率低,用能強度大;且尾氣難處理 散煤土暖氣單位供熱量直接排放強度高發/用電間接排放g/GJ直接排放g/GJ熱源28、類型NOXSO2煙塵/顆粒物NOXSO2煙塵/顆粒物備注燃煤熱電聯產機組-48-24-10643213火電排放國標(重點地區)-82-57-8.9936510.3調研數據(2017年平均)燃煤機組超低排放-24-17-4.832236.4清潔取暖規劃(用能強度按燃煤熱電聯產計算)燃煤鍋爐-838313鍋爐排放國標(重點地區)1備注說明:排放因子為我國北方農村的實測結果,其中NOx和SO2排放因子與燃料成分和采暖爐的燃燒情況有關,表中秸稈壓塊單位熱量排放因子高于秸稈顆粒,主要是因為二者實測地點不同,燃料成分和采暖爐燃燒情況有較大差異。生物質熱源能降低SO2和細顆粒物排放-大型生物質鍋爐和戶用生物29、質采暖爐在SO2和一次細顆粒的單位供熱量排放強度明顯低于散煤土暖氣-生物質中含一定量氮元素,因而戶用生物質采暖爐的NOx排放水平較高熱源類型直接排放g/GJ備注NOXSO2細顆粒物大型生物質鍋爐60311木質顆粒(實測)9245玉米秸稈顆粒(實測)32221秸稈顆粒(實測)27225花生殼大顆粒(實測)戶用生物質采暖爐1161420木質顆粒(實測)376617稻殼顆粒(實測)3372464秸稈顆粒(實測)4105728秸稈壓塊(實測)散煤土暖氣245213446實測數據 2.7 不同熱源方式的排放比較213 3“2+26”城市群供熱的直接排放量2不同熱源方式的排放強度1供熱對大氣污染的影響3“30、2+26”城市群供熱的直接排放量4清潔供熱相關對策223 3“2+26”城市群供熱的直接排放量 3.1“2+26”(京津冀大氣污染傳輸通道)城市的提出-研究表明:在經濟發達、人口集中的城市群,大氣污染不再局限于單個城市內,城市間大氣污染變化過程呈現明顯的同步性,區域性污染特征十分顯著。1 大氣污染呈現明顯的區域性特征1參考文獻:柴發合_區域聯防聯控是大氣污染治理的必由之路_光明日報_2014年9月25日第011版2015年,北京環保工作組:“2+4”城市(京津冀核心區6市):北京+廊坊、保定,天津+唐山、滄州2016年6月,環保部京津冀大氣污染防治強化措施(2016-2017)傳輸通道城市首次31、出現在大眾視野“2+18”城市:北京,天津,河北省石家莊、唐山、保定、廊坊、滄州、衡水、邯鄲、邢臺,山東省濟南、淄博、聊城、德州、濱州,河南省鄭州、新鄉、鶴壁、安陽、焦作2017年3月,環保部京津冀及周邊地區2017年大氣污染防治工作方案確定了京津冀大氣污染傳輸通道城市“2+26”城市:北京市,天津市,河北石家莊、唐山、保定、廊坊、滄州、衡水、邯鄲、邢臺,山東省濟南、淄博、聊城、德州、濱州、濟寧、菏澤,河南省鄭州、新鄉、鶴壁、安陽、焦作、濮陽、開封,山西省太原、陽泉、長治、晉城市 區域聯防聯控工作進程233 3“2+26”城市群供熱的直接排放量 3.2 傳輸通道城市PM2.5相關性分析 傳輸通32、道城市在時間尺度上存在相關關系-多數城市間的相關系數在0.8以上,其余城市也均在0.5以上-地理位置相近的城市,相關性要強,例如:北京與毗鄰的廊坊(相關系數0.913)、唐山(相關系數0.872)和天津(相關系數0.867)高度正相關,與較遠的晉城(相關系數0.531)、濟寧(相關系數0.589)和長治(相關系數0.620)相關程度較弱北京天津石家莊唐山保定廊坊滄州衡水邯鄲邢臺濟南淄博聊城德州濱州濟寧菏澤鄭州新鄉鶴壁安陽焦作濮陽開封太原陽泉長治晉城北京1.000天津0.8671.000石家莊0.7740.9011.000唐山0.8720.9520.8721.000保定0.7810.9240.833、910.8881.000廊坊0.9130.9230.8390.9260.9011.000滄州0.7900.9440.9360.9090.9280.8961.000衡水0.8070.8930.8360.8580.9410.9130.9211.000邯鄲0.6870.8690.9040.8290.8850.8270.9210.8871.000邢臺0.7930.8970.9180.8770.9560.8910.9410.9500.9341.000濟南0.7760.8190.7600.8310.8700.8760.8420.9420.8220.8871.000淄博0.7720.8740.8060.8834、20.9240.8880.8860.9460.8590.9180.9681.000聊城0.7580.8440.7640.8370.8970.8680.8560.9510.8320.8940.9780.9731.000德州0.8120.8810.7810.8690.9260.9220.8780.9750.8340.9140.9610.9670.9741.000濱州0.8210.9100.8300.9040.9140.8850.9050.9250.8470.9070.9230.9550.9430.9361.000濟寧0.5890.7040.6860.7160.8020.7680.7710.865035、.7770.8080.9290.9080.9470.8920.8401.000菏澤0.6690.8050.7640.8070.8790.8190.8380.9120.8460.8810.9430.9470.9710.9250.9020.9631.000鄭州0.6720.7950.7900.8170.8780.8070.8140.8720.8290.8810.8950.9060.9040.8760.8450.8900.9381.000新鄉0.7240.7590.7510.7770.8290.8000.7880.8880.7760.8500.9070.8910.9100.8930.8440.89036、0.9060.9381.000鶴壁0.7750.8670.8940.8430.8670.8510.9130.9150.8890.9150.8830.8780.8880.8810.8690.8370.8770.8830.9121.000安陽0.7400.8780.9110.8500.9200.8450.9230.9110.9270.9460.8590.8880.8820.8720.8820.8240.8970.9200.8850.9461.000焦作0.6880.7950.8120.8200.8340.7630.8200.8330.8250.8580.8220.8290.8210.7970.8237、60.7710.8430.9270.8960.8930.9011.000濮陽0.6850.8120.8340.8230.8720.8260.8800.8880.8730.8980.9030.9120.9150.8800.8770.9110.9430.9490.9320.9270.9530.8891.000開封0.6450.7810.8120.7670.8460.7720.8500.8720.8430.8770.8750.8720.8920.8470.8330.8860.9210.9390.9280.9380.9360.8970.9631.000太原0.7370.8790.9280.8290.838、150.7810.9070.7760.8620.8420.6670.7420.6980.7040.7780.5980.6860.6810.6370.8380.8420.7240.7440.7241.000陽泉0.6530.7420.7900.6660.7050.6800.8170.7130.7180.7660.5990.6140.6050.6210.6770.5330.5910.6220.6520.8000.7530.7230.6970.7370.8011.000長治0.6200.7740.7760.7270.7960.7340.8270.8770.8300.8440.8340.8230.8639、60.8430.8080.8470.8600.8410.8780.9200.8620.8390.8640.8940.7360.7471.000晉城0.5310.6140.6480.5680.5530.5540.6710.6430.6850.6620.6220.5790.6410.5910.6200.6100.6610.6660.7100.8050.7380.7350.7390.7910.6540.7360.8381.0001.00.90.80.70.60.5“2+26”城市月均PM2.5污染皮爾遜相關系數11備注說明:對“2+26”城市2013-2018年月均PM2.5濃度進行相關性分析,表中40、數據均在p0.01顯著水平通過檢驗。243 3“2+26”城市群供熱的直接排放量 3.2 傳輸通道城市PM2.5相關性分析 傳輸通道城市的聚類分析-按照大氣污染相關性強弱,將“2+26”城市細分為六個小城市群-小城市群沿鐵路呈線性分布:B城市群沿京廣線,C城市群沿京九線1備注說明:為保證城市群在地理上的連續性,將部分周邊城市并入小城市群進行分析:其中晉中并入F城市群,泰安、萊蕪并入D城市群A城市群:D城市群:北京,天津,河北廊坊、唐山、滄州B城市群:河北石家莊、保定、邢臺、邯鄲,河南安陽山西太原、陽泉、長治、晉城、晉中1F城市群:C城市群:河北衡水,山東德州、聊城、菏澤,河南濮陽山東濱州、淄博41、濟南、濟寧、泰安1、萊蕪1河南開封、鶴壁、鄭州、新鄉、焦作E城市群:253 3“2+26”城市群供熱的直接排放量 3.3 小城市群冬季供熱的直接排放量 小城市群單位面積的各類污染物排放強度-NOX排放:A城市群略高于F城市群,遠高于其他城市群-SO2排放:A城市群略高于F城市群,明顯高于其他城市群-城鎮煙塵排放:A城市群高,但總體排放強度不高-農村細顆粒物:六個城市群的單位面積排放強度均偏高1備注說明:各城市供熱量數據來源于中國城市建設統計年鑒(2017年)和中國縣城建設統計年鑒(2017年),圖中數據為2016年清潔供暖改造工程之前的(行政區域)單位面積的排放量小城市群冬季采暖形成的單位面42、積直接污染物排放1ABCDEFA城市群:改善維護結構性能,降低需求側負荷;充分挖掘電廠和工業余熱潛力,執行更嚴格的排放標準;考慮從區域外引熱(如張家口)入京B、C、E、F城市群:農村供熱產生的污染物高于城鎮供熱,優先治理農村地區細顆粒物和NOX排放,利用生物質或熱風型空氣源熱泵替代散煤,或利用余熱供暖D城市群:農村地區細顆粒物和NOX排放強度較高264 4清潔供熱相關對策2不同熱源方式的排放強度1供熱對大氣污染的影響3“2+26”城市群供熱的直接排放量4清潔供熱相關對策274 4清潔供熱相關對策 降低供熱產生的污染物排放是清潔供熱最終要解決的問題-提高供給側熱電比,減少供熱導致的直接污染物排放43、-避免新建燃氣熱電聯產對城市供熱;對已有燃氣熱電廠,應改為電力調峰模式,同時挖掘煙氣余熱潛力,提高熱電比一、改善建筑圍護結構性能,從源側降低熱負荷需求,同時減少供熱各環節的損失二、充分挖掘熱電聯產供熱潛力-例如已完成的太原古交長距離輸熱工程,長輸距離約40km,供熱面積達8000萬三、對熱電聯產供熱潛力不足的城市,考慮跨區域的長途輸熱-把相鄰城市高污染方式導致的排放量降下來起到的改善作用要比治理城市內低排放污染源更有效四、區域城市協同合力,聯防聯控-分析發現,農村供熱產生的一次細顆粒物是目前很多城市的主要污染物五、重點治理農村散煤燃燒導致的污染物排放-氮氧化物對霧霾的產生具有很強的相關性六、控制氮氧化物的排放是改善大氣質量的可行措施謝謝2019.03第十五屆“建筑節能學術周”公開論壇