"十四五"我國VOCs排放總量控製方案研究與(yǔ)建議

發布時間:2021-12-17 10 :45 瀏覽次數:

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近(jìn)年來,全國空氣質量明顯改善,相較於2015年,2019年PM2.5、PM10和SO2濃度明顯下降,CO和NO2濃度基本持平,但(dàn)O3濃度上升了22%,且作為首要汙染物的占比不斷提高,已成為空(kōng)氣質量(liàng)達標和持續改善的重要製(zhì)約因素。O3具有非常明顯的區域性汙染特征,須采取分區分類(lèi)的科(kē)學管控策略。閆慧等基於338個地級(jí)及以上城市(shì)O3超標狀況與光化學反應活躍狀況(kuàng)將我(wǒ)國京津(jīn)冀、長三角、珠三角、成(chéng)渝地區劃分為重度控製區(qū),內蒙(méng)古自治區、湖南省、遼寧省和寧夏回族自治區為中(zhōng)度控製區,其他地區為(wéi)一般控製區。其中(zhōng),一般(bān)控製區(qū)為達標(biāo)區;重度及中度控製區為超標區,其環境空氣質量改善需求較(jiào)大。

O3由揮發性有機物(VOCs)和氮(dàn)氧化物(NOx)通過光(guāng)化(huà)學反應生成,大(dà)幅削減VOCs的排放量是(shì)現階段O3汙染防治(zhì)的關鍵。然而我國VOCs治理工作依然為(wéi)大氣環境管理的短板,排放(fàng)控製(zhì)形勢十分嚴峻。研究表(biǎo)明,2011—2019年,我國人為源VOCs產生量呈現(xiàn)上升的趨勢,2019年相較於2011年增長21.75%;而我國人(rén)為源VOCs排放量呈先增後降的趨勢,2018年首次出現下降趨勢,2019年VOCs排放量約為2342.41萬(wàn)t,仍處於高位。若維持現(xiàn)有控製水平不變,由(yóu)於經(jīng)濟水平的發展(zhǎn),預計我國2025年人為源VOCs排放總(zǒng)量相較於2019年將增長(zhǎng)22.91%;若(ruò)繼續實行VOCs排放控製,參考已出台的政策(cè)中提到的控製要(yào)求,2025年較2019年排(pái)放總量將下降12.62%。因此,“十四五(wǔ)”時(shí)期應(yīng)深入(rù)推進VOCs治理攻堅工作,實(shí)施區域差別化總(zǒng)量控製,落實(shí)減排主體責任,有效改(gǎi)善空氣質量。

本文基於“十四五”時期VOCs排放的預測結果,探討了我(wǒ)國(guó)“十四五”時期(qī)VOCs排放總量控製的思路,設計(jì)了“十四五”時期VOCs總量控製方(fāng)案,研究並提出了總量分配方法,確定了總量分配因子,將總量指標分配至各省(shěng)(區(qū)、市),明確地方總量控製預期目標,並對“十四(sì)五”時期VOCs排放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 總體思路以區域總量控製為主,結合重點行業、重點企業集(jí)群實行(háng)總(zǒng)量控製(zhì)。關注(zhù)石化等(děng)重(chóng)點行業和重(chóng)點企業集(jí)群,實(shí)行“計劃單列式”管理,落實減排責(zé)任(rèn)。對於石化、汽車(chē)製造等核算基礎較好的行業采用全(quán)口徑核算,以基準年和目標年VOCs排放量之差作為考核依據,量化減排效果。核算基礎較差的(de)行業可(kě)采取宏觀核算和全口徑核算相結合的方法。

1.2控製範圍揮(huī)發性有機物總量控製範圍包含工業源、交通源和生活(huó)源。其中,工業源包含石化、化工、工(gōng)業塗裝、包裝(zhuāng)印刷等行(háng)業,約占(zhàn)全(quán)國人為源VOCs排放總量的56.8%;交通源包含油品儲運銷、道路機動車等,約占(zhàn)22.3%;生活源包含(hán)幹洗、建築裝飾(shì)、生物質露天焚燒、生(shēng)物質(zhì)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量控(kòng)製技術路線包括以下(xià)步驟(見圖1):

首(shǒu)先,國家層(céng)麵要求各省(shěng)(區、市(shì))組(zǔ)織開(kāi)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)總量控製規劃的對象、範(fàn)圍,通過自上而下和自下而(ér)上相結合的方式掌握基礎數據,確定基準年(2019年(nián))汙染物排放(fàng)基數。同時,結合國(guó)民經濟規劃和各類相關專項規劃,預測“十四五(wǔ)”VOCs排放新增量,並基於減排途徑(jìng)分析,量化減排潛力,提出國家層(céng)麵總量控製目標及初步分配方案。其次,各省(區、市)需綜合考慮當地(dì)汙染物排放強度、環境容量、產業結構、經濟水平及中長期(qī)發展要求等因素,科學測算汙染物新增量;分析VOCs排放全(quán)過程治理(lǐ)適用技術和理論削減率,結合排放標準及相關政策要求,考慮經濟(jì)合理性和技術可行性,定量評估減排潛力;結合空氣質(zhì)量改善需求,確定各省(shěng)(區、市)總量控製初步目標,製定初步的VOCs減排方案,明確重點汙染源和重點工(gōng)程項目,確保總量控製目標的可行(háng)性。後,國家統(tǒng)籌考慮各地經濟社會(huì)發展和環境質量改善要求,與各省(區、市)協調確定地方終減排目標,簽訂責任書。各省(區、市)基於減排目標,確定重點任務(wù)和(hé)各地重點減(jiǎn)排工作,製(zhì)定減排方案和排放計劃,落實到重點汙染(rǎn)源和重點工程項目(mù),明確企業責任。與此(cǐ)同時,每年開展地方VOCs排(pái)放(fàng)量核查核算,對總量控(kòng)製實施效果進行評估,動態調整總量控製目標和實施方案。對於石化(huà)行業和涉VOCs排放重點(diǎn)企業集群實行“計劃單列式”管理,與(yǔ)相關負責單位簽訂責任書,落實減排任務。

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圖(tú)1“十四五”VOCs排放總量控製技術路線

02“十四五”VOCs排放總量(liàng)控製(zhì)方案設計

2.1 技術路線和研究方法本文以我國人為(wéi)源VOCs排放為對象,運用情景分析法,綜合考(kǎo)慮國家中(zhōng)長期發展規劃的經濟、人口和能源等(děng)指標,確定“十四五”新增排放量,結(jié)合對各行業(yè)減排(pái)途徑和減排潛力(lì)的分(fèn)析,確定總量控製目標。選取合適的分配(pèi)指標構建指標集,並運用(yòng)信息學方法,確定所選取指標(biāo)之(zhī)間(jiān)的(de)權重,將總量分配至各(gè)省(區、市),見圖2。

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圖2“十四五”VOCs排放總量控製(zhì)方案設計路線圖

本研究擬使用信息學中(zhōng)的信息熵理論確定各指標的分配權重,再用改進的等比例分配方法對VOCs排放總量公平合理地進行分配。

2.2VOCs排(pái)放總量分配

(1)總(zǒng)量分配指標的確定在全(quán)麵掌握(wò)人為源VOCs排放(fàng)特征(zhēng)後,選定(dìng)大氣環境現狀、經濟社會發展水平、移動源主要影響因素、生活源主要影響因素以及工業源主(zhǔ)要影響因素(sù)作為全國VOCs排放總量的分配指標,各指標的(de)含義如下(xià):

大(dà)氣環境(jìng)現狀:以(yǐ)各省(區、市)空氣質(zhì)量(liàng)達標天數占全年天數比例和VOCs環境容量利用率(VOCs排放量(liàng)/國土麵積)2個指標表征大氣環(huán)境現狀。

經濟社會(huì)發展水平:經濟社會因素是正(zhèng)向驅動要素,經濟的增長會導(dǎo)致(zhì)汙染物產生量(liàng)的增加,本(běn)研究用人均GDP、單位GDP汙染物排放強度來表征經濟社會因素的影響。移動源主要影響因素:由於飛機、船舶、火車(chē)基本是跨區域(yù)運輸,難(nán)以衡量其在某個地區的具體影響,且機動車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(yǒu)量體(tǐ)現移(yí)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排放主要來自居民烹飪(rèn)以及日(rì)常使用含VOCs的溶劑2個方麵,與居民生活方式與人口數量相關,而居民(mín)人均消費(fèi)支出是居民生活方式改變的重要表現,因此本研究選擇(zé)用各省(區、市)居民人均消費支出和人口數量表(biǎo)征生活源對VOCs排放總量的影響(xiǎng)。

工業源主要影響因(yīn)素:工業源VOCs的排放主要來自含VOCs原料的生產過程、含VOCs原料的加工過程以及含VOCs溶劑的使用(yòng)。從數據的可獲得性和科學性出(chū)發,本(běn)研究選用工業總產值表征工業源VOCs排放對總量的影響。

(2)總量分配指(zhǐ)標權重確(què)定根據熵值法可得各(gè)分配指標的權重,見表1。

表1 總量分(fèn)配指標權重熵值法(fǎ)計算結果

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其中8個指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(kōng)氣質量達標天數占全年天數(shù)比(bǐ)例>汽車(chē)擁有量>居民人均消費支出>人口數量>單位GDP排放強度,權(quán)重越(yuè)大,意味著(zhe)該指標(biāo)對(duì)總量分配的影響越大。權重排在前四的(de)指標依次是VOCs環境容量利用率、工業總產值、人均(jun1)GDP及空氣質量(liàng)達標天數占全年天數比(bǐ)例,這說明各地區大氣(qì)環境現狀、工業總產值以及社會經濟(jì)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(zhuàng)越差(chà)、工業總產(chǎn)值越大以及社(shè)會經濟發展水平越(yuè)高的地區空氣質量持續改善的需求越大,需承擔更多(duō)的VOCs排放削減責任。汽車擁有量指標也有一定的權重,說明移動源排放(fàng)量對VOCs的排(pái)放量有一定(dìng)的影響。權重排在後3位的(de)指標(biāo)依次是居(jū)民人均消費支出、人口數量以及單位GDP排放強度,這意味著這3個指標(biāo)在總(zǒng)量分配中是次要因素。其中,居民人均消費支出和人口數量是生活源VOCs排放對總量貢獻的(de)表征,這兩個指標權重數據小,與實際上生活源VOCs排放對總量貢獻小(xiǎo)的情況保持一致,也間接(jiē)說明了熵值法計算(suàn)得出的權重科學合理。

(3)削減率和削減量分配

根據劉銳源等的研究可知(zhī),在考慮“十四五”新增排放量的情況(kuàng)下,全國2025年控製情景下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(děng)比例分配方法,以2019年(nián)VOCs排放量數據為基準年數據,使用已(yǐ)建立(lì)的總量分配指標,將2025年控(kòng)製情景下的削減量分配到各省(區、市),見圖3。由圖3可以(yǐ)看出,各省(shěng)(區、市)VOCs排放削減量和削減率都存在明顯差異(yì)。

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圖3 各省(區、市) 2025年(nián)控製(zhì)情景下VOCs排放削減(jiǎn)率和削減量

在控製情景下(xià),VOCs排放削減(jiǎn)率排名前9位(wèi)的省(市(shì))分別(bié)為:上海、江蘇、山東、廣東、北京、浙江、河南、天津、河北。分析其原因如下:①上海、北京和天津3個直轄市雖然麵積較小,VOCs排放(fàng)總量較(jiào)低,但其單位國土麵積VOCs排放量大,且其處於O3重度控製區(qū),空氣質量改善需求大,減排(pái)潛力較(jiào)大;②江(jiāng)蘇(sū)、廣東和浙江(jiāng)3省國土麵積大,其VOCs排放總量(liàng)也大(dà),同時社會(huì)經濟發展水平較高,且處於O3重(chóng)度及中度控製區,相對基準年也需較大的減排力度;③山(shān)東、河南和(hé)河北(běi)3省社會經濟(jì)水平中(zhōng)等,但其(qí)VOCs排放量巨大,且處於(yú)O3重度(dù)控製區,應承擔更大的削減責任,故其削減率比較大。而寧夏(xià)回族自(zì)治區雖然處於O3中(zhōng)度控製區,但受傳輸影響(xiǎng)大,本地生成少;廣西、黑龍江、雲南、海南、甘肅、貴州、青海以(yǐ)及西藏等省(區)均處於O3達標區,環境空氣質量(liàng)達標天數比例較高,且單(dān)位VOCs排放(fàng)量小、排放強度低,承(chéng)擔VOCs排放削減的責任小,削減力度和(hé)削減空間小,削減率均低於(yú)5.5%。

全國2025年控製情景下削減量為296.7萬t,其中,削減量排名前五位的省份(fèn),其削減量之和超過了(le)削減總量的一半,為56.06%。這5個省份分別為(wéi)山(shān)東、江蘇、廣東、浙江以及河(hé)南(nán),這些省(shěng)份均處於O3重度及中(zhōng)度控製區(qū),且2019年VOCs排(pái)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、海南、甘肅、青海、寧夏和西藏5個省(區)控製情(qíng)景下削減(jiǎn)量之和為4.49萬t,削減責任小。總(zǒng)體(tǐ)上(shàng),VOCs重點減(jiǎn)排區域(yù)主要分布在東南沿海地區(qū),其次是東北、華北和(hé)中部地區,西部(bù)地(dì)區是VOCs削減率低的地區,該分布也(yě)與經濟發展方式相關(guān)聯。工業越發達的地區(qū),人均GDP越高,VOCs排放強度就越高;空氣(qì)質量改(gǎi)善需求越大(dà),減排責任就越大。

2.3排放總量分配結果在控(kòng)製情景下,“十四五”時期各省(shěng)(區、市)總量控製目標見圖4,可以看出,VOCs允許排放量較大的11個省分別為山東、江蘇、廣東、浙江、河南、河北、福建、遼寧、四川、湖北(běi)、安徽,分別均(jun1)超過了80萬t,總和占全國排放總量的61.87%。這是由於這些省份2019年的VOCs排放量均較大,落(luò)實《“十(shí)三五”揮發性有機物汙染防治工作(zuò)方案》及其他已(yǐ)出台政策中提到(dào)的控製要求後削減(jiǎn)量較少,削減之後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(jí)林、上海(hǎi)、雲南、新疆、重慶、貴州13個(gè)省(區、市)各自的允許(xǔ)排放量均為30萬~80萬t,總和占全國允(yǔn)許排放量的32%。雖然天津市和北京市的單位麵積VOCs排放量高,但其削減率較大,允許排放(fàng)量分別(bié)約為30萬t。其他省(區)如海南、甘肅(sù)、青海、寧夏(xià)以(yǐ)及西藏的削減程(chéng)度並不明顯,允許排放量與現(xiàn)階段相當。因此,國家應製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(jìn)快使這類汙染嚴重區域的空氣質量得到改善。對於允許排(pái)放量(liàng)較低(dī)的省(shěng)(區),如海南、甘肅、青海、寧夏以及(jí)西藏,應適當考慮放寬要求,以刺激其經濟發展。

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圖4 各省(區、市) 2019年和2025年VOCs排放量

03“十四五”VOCs排放總量控(kòng)製對策建議

隨著VOCs排放治理(lǐ)工作的不斷深化,近十年(nián)來,我國VOCs排放總量增(zēng)速放緩,並於2017年出現拐點,2018年和2019年開始(shǐ)下降。預計(jì)未來VOCs排放量將逐年下降,2025年控製情景下,VOCs排(pái)放總量較2019年下降12.62%。為了推動環境(jìng)空氣質量的持續改(gǎi)善,建議在“十四五”期間實施VOCs排放總量控製,深化(huà)VOCs綜合治(zhì)理工作,有效削減(jiǎn)VOCs排放。同時為了更有效地實施VOCs排放總量控製,提出如下幾點建議:

一是以區域總量控製為(wéi)主,結合重點行業、重點企(qǐ)業集群實行總量控製。關注石化等重點行業和重點企業集群,實行“計劃單列式”管理,簽訂目標責任書,嚴格落實(shí)減排目標主體責(zé)任。建立(lì)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、人口規模(mó)、產業結構、經濟水平等多因素,科學、合理、公平、公開地(dì)將(jiāng)區域(yù)減排目標逐(zhú)級分配至各省(shěng)(區、市)、集群、園區及企業。

二是強化重點行業、重點企業、集群或園區綜合治(zhì)理(lǐ)。石化行業應加強密封點(diǎn)的泄漏修複,將泄漏檢測與修(xiū)複(LDAR)密封點的檢測台賬作為後續現場檢測和泄漏點修複的依據,並及時(shí)修複泄漏超標的密(mì)封(fēng)點。化工行業須對使用含(hán)VOCs物料的設備和廢棄包裝容器進行(háng)加蓋密閉。對(duì)於儲運、廢水集輸(shū)過程和非正常工況,石化、化工行業應強化(huà)儲運過程的有效管理,加強中間產品(pǐn)罐的油(yóu)氣回收等(děng)治汙設施的安裝和有效運行;應加強廢水集輸過程中的密封處理,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(liàng)、活性物種多的有機溶劑產品;對於涉及塗料、油墨等含VOCs原輔材料的(de)操(cāo)作(zuò)應在密閉裝置或者密閉空(kōng)間中進行,若無法密閉的,則應在裝有收集裝(zhuāng)置的環境中進行操作。廢氣收集效率應嚴(yán)格按相關標準(zhǔn)及規範的要求執行,收集率(lǜ)應達到80%以上;治理工藝、技術和設施應升級改造提升至(zhì)達到標準要求,嚴格要求處理效率;須加強對廢水、危廢中VOCs逸散排放的管控。油品儲運銷行業(yè)須對已安裝油氣回收設施的儲油庫、油罐車、加油(yóu)站進行設施檢修、改造升級,使回收效率達到設計規範及標準要(yào)求;加強油氣回收係統密(mì)封性檢測,確保油氣回(huí)收係統正常運行;強化儲(chǔ)存設施的降溫措施,調整作業(yè)計劃,減少(shǎo)高溫時(shí)段(duàn)作業。

三(sān)是以排(pái)汙許可製度為依托(tuō)。建立VOCs排放量核查核算方法、總量削減核查核算與減排績效評估方法和以環境質量為核心(xīn)的綜合評估與考核體係,石化行業(yè)采(cǎi)用全口徑核算的方式核算基準年(nián)和(hé)目標年排放量(liàng),其他行業采用全口徑核算與宏觀方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、大氣環境模擬軟(ruǎn)件庫、重點汙染控(kòng)製源定期和非定期監(jiān)測製度,做到對總量控製的有效考核。

四是“十四五”VOCs排放總量控(kòng)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,通過采取一係列經濟、技術等導向型政策,調動企業的減排積極性。在各級政府都要對環境(jìng)質(zhì)量負責(zé)的前提(tí)下,建立企業承擔主體責任、社會組織依法參與(yǔ)、新聞媒體輿論監督的實施機製。

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