權威解答： 霧霾的主要成因和治理①主要形成原因
發布時間：2018-02-27 點擊數：2868
【背景】近日，京津冀等數城市空氣質量指數“爆表”，霧霾重重，能見度極差，昨日北京發布今年首個霾橙色預警。從11月27日開始，北京空氣嚴重污染過程已持續4天，部分監測站點PM2.5接近爆表。北京環保部門表示，本輪污染為今年以來最嚴重的污染過程。
文|劉科，（國家特聘專家、盤古智庫學術委員、澳大利亞國家工程院院士，托普索公司副總裁、環球資源公司合伙人、國家千人計劃化學化工專委會主任）
近來，霧霾成為最熱門話題之一。無論民眾，相關行業及政府都對此表示出無奈，甚至抱怨。但抱怨無用，當務之急，要搞清霧霾形成的主要原因，再談如何治理。
霧霾分為“一次顆粒”和“二次顆粒”。化石燃料如柴油燃燒時尾氣中直接排放的顆粒是“一次顆粒（Primary Particulates）”，占霧霾總量的24%左右。對霧霾貢獻最大的是 “二次顆粒(Secondary Particulates)” 占到其總量的約50%左右。“二次顆粒”是化石燃料燃燒尾氣中的氣態污染物（如NOx、SOx）和揮發性有機物（VOC）進入大氣后，在一定的水霧狀態下與空氣中的氨及VOC等物質發生氣溶膠反應形成的顆粒。因此要去除霧霾，就要減低NOx、SOx及VOC這些污染物的排放。
我國2010年耗約4.7億噸石油到2014年耗約5.7億噸原油，而2014年煤耗量約36-38億噸。以煤炭為主的能源結構短期無法改變，因此治理燃煤污染就成為當下的首要問題。大電廠按規定都需安裝脫硫、脫硝和脫粉塵設備，脫除率達到90%以上。集中燃煤，尾氣中的污染物可以控制到和天然氣燃燒相近甚至更低。世界平均煤炭集中利用度是60%左右，歐美日等能達到90%以上，但我國煤炭集中利用度不到50%。我國有近70萬臺中小鍋爐散燒了幾億噸煤，準確數字，統計數據有出入，但估計約6億噸散燒煤左右；在每一臺中小鍋爐后面安裝脫硫脫硝裝置成本太高，沒有國家或個人會這樣做。散燒一噸煤的污染是大型鍋爐超凈減排后的10-20倍左右；因此，散燒6億噸煤的排放相當于約60-120億噸集中燃燒產生的污染。由于中國人口基數大，用中國人均能耗和排放遠低于歐美的計算方法，無法解釋霧霾污染問題，但環境容量由每平方公里的排放量（或能源密度）決定，和人均排放量無關（1平方公里上可能住10人也可能住1萬人）；空氣是流動的，因此霧霾問題只關注局部城市數據也意義不大。從宏觀來看，整個歐洲的總面積與中國差不多，但中國人口大多集中在東部約200萬平方公里的區域內，而歐洲人口則分布在約400萬平方公里的土地上。相比中國的36億噸用煤量，歐洲的燃煤總量只有約5.8億噸，而且絕大部分用于有污染物排放控制的大電廠，而中國不僅耗煤總量遠大于歐洲，而且不少煤是散燒，因此中國每平方公里的排放量遠大于歐洲。這就解釋了為什么雙方都有大量汽車，而中國有霧霾，歐洲少有的主要原因。
作者認為，散煤燃燒是霧霾的第一元兇。人們自然要問，既然如此，為何不把散煤燃燒全改為天然氣？這一方向是對的，但中國的天然氣總量是不夠的。近期中國天然氣降價，很多人認為中國天然氣過剩。這是誤解。中國的天然氣不是太多而是太貴（是美國價格的2倍以上）。從環境保護和治理霧霾的角度，非常有限的天然氣，首先應用去改造中小鍋爐，而不是讓大電廠煤改氣。但即使把中國的天然氣全部用于中小鍋爐改造，我們的天然氣也不夠。我們又不可能在每臺中小燒煤鍋爐后安裝脫硫，脫硝和脫粉塵裝置，因此在可見的未來，一個現實可行的辦法就是作者這幾年呼吁的煤的分級煉制技術，發展“煉煤”工業，把煤搞干凈后再供中小鍋爐里燒；在“煉煤“的同時副產高價值的更潔凈的油氣燃料；同時還要嚴格規范中小鍋爐里燒煤的質量和制定其他規范去控制中小鍋爐引起的污染。大電廠只要肯花錢，可以把除過CO2以外的其他排放降到和天然氣同等·甚至更低的排放水平，這不足為奇。近幾年，國家在大電廠的污染控制方面做了很多工作值得肯定。甚至有些公司化大錢做出了比天然氣電廠還干凈的超凈煤電廠。其實，這些超凈排放的脫硫，脫硝，脫粉塵的技術都是現成的，關鍵看是否值得去化這么大的代價去把追求從95%脫除到99%甚至更高。目前的問題是一方面100%排放的中小鍋爐因中小企業和個人無實力去煤改氣，無人過問；而原來已經安裝了脫硫90%以上的大電廠卻又投巨資去追求低于天然氣排放的超凈電廠。一方面大國企化大價錢去升級已安裝污染物控制的大電廠追求超凈排放（低于天然氣電廠排放），一方面無人投資解決能解決真正的霧霾元兇 - 中小鍋爐散燒煤的排放控制的”煉煤“技術；以至于國家花了不少錢在大電廠改造升級，但霧霾治理效果不明顯，因為霧霾的真正元兇是散燒煤，而不是已安裝脫硫，脫硝脫粉塵的大電廠
文|劉科，（國家特聘專家、盤古智庫學術委員、澳大利亞國家工程院院士，托普索公司副總裁、環球資源公司合伙人、國家千人計劃化學化工專委會主任）
近來，霧霾成為最熱門話題之一。無論民眾，相關行業及政府都對此表示出無奈，甚至抱怨。但抱怨無用，當務之急，要搞清霧霾形成的主要原因，再談如何治理。
霧霾分為“一次顆粒”和“二次顆粒”。化石燃料如柴油燃燒時尾氣中直接排放的顆粒是“一次顆粒（Primary Particulates）”，占霧霾總量的24%左右。對霧霾貢獻最大的是 “二次顆粒(Secondary Particulates)” 占到其總量的約50%左右。“二次顆粒”是化石燃料燃燒尾氣中的氣態污染物（如NOx、SOx）和揮發性有機物（VOC）進入大氣后，在一定的水霧狀態下與空氣中的氨及VOC等物質發生氣溶膠反應形成的顆粒。因此要去除霧霾，就要減低NOx、SOx及VOC這些污染物的排放。
我國2010年耗約4.7億噸石油到2014年耗約5.7億噸原油，而2014年煤耗量約36-38億噸。以煤炭為主的能源結構短期無法改變，因此治理燃煤污染就成為當下的首要問題。大電廠按規定都需安裝脫硫、脫硝和脫粉塵設備，脫除率達到90%以上。集中燃煤，尾氣中的污染物可以控制到和天然氣燃燒相近甚至更低。世界平均煤炭集中利用度是60%左右，歐美日等能達到90%以上，但我國煤炭集中利用度不到50%。我國有近70萬臺中小鍋爐散燒了幾億噸煤，準確數字，統計數據有出入，但估計約6億噸散燒煤左右；在每一臺中小鍋爐后面安裝脫硫脫硝裝置成本太高，沒有國家或個人會這樣做。散燒一噸煤的污染是大型鍋爐超凈減排后的10-20倍左右；因此，散燒6億噸煤的排放相當于約60-120億噸集中燃燒產生的污染。由于中國人口基數大，用中國人均能耗和排放遠低于歐美的計算方法，無法解釋霧霾污染問題，但環境容量由每平方公里的排放量（或能源密度）決定，和人均排放量無關（1平方公里上可能住10人也可能住1萬人）；空氣是流動的，因此霧霾問題只關注局部城市數據也意義不大。從宏觀來看，整個歐洲的總面積與中國差不多，但中國人口大多集中在東部約200萬平方公里的區域內，而歐洲人口則分布在約400萬平方公里的土地上。相比中國的36億噸用煤量，歐洲的燃煤總量只有約5.8億噸，而且絕大部分用于有污染物排放控制的大電廠，而中國不僅耗煤總量遠大于歐洲，而且不少煤是散燒，因此中國每平方公里的排放量遠大于歐洲。這就解釋了為什么雙方都有大量汽車，而中國有霧霾，歐洲少有的主要原因。
作者認為，散煤燃燒是霧霾的第一元兇。人們自然要問，既然如此，為何不把散煤燃燒全改為天然氣？這一方向是對的，但中國的天然氣總量是不夠的。近期中國天然氣降價，很多人認為中國天然氣過剩。這是誤解。中國的天然氣不是太多而是太貴（是美國價格的2倍以上）。從環境保護和治理霧霾的角度，非常有限的天然氣，首先應用去改造中小鍋爐，而不是讓大電廠煤改氣。但即使把中國的天然氣全部用于中小鍋爐改造，我們的天然氣也不夠。我們又不可能在每臺中小燒煤鍋爐后安裝脫硫，脫硝和脫粉塵裝置，因此在可見的未來，一個現實可行的辦法就是作者這幾年呼吁的煤的分級煉制技術，發展“煉煤”工業，把煤搞干凈后再供中小鍋爐里燒；在“煉煤“的同時副產高價值的更潔凈的油氣燃料；同時還要嚴格規范中小鍋爐里燒煤的質量和制定其他規范去控制中小鍋爐引起的污染。大電廠只要肯花錢，可以把除過CO2以外的其他排放降到和天然氣同等·甚至更低的排放水平，這不足為奇。近幾年，國家在大電廠的污染控制方面做了很多工作值得肯定。甚至有些公司化大錢做出了比天然氣電廠還干凈的超凈煤電廠。其實，這些超凈排放的脫硫，脫硝，脫粉塵的技術都是現成的，關鍵看是否值得去化這么大的代價去把追求從95%脫除到99%甚至更高。目前的問題是一方面100%排放的中小鍋爐因中小企業和個人無實力去煤改氣，無人過問；而原來已經安裝了脫硫90%以上的大電廠卻又投巨資去追求低于天然氣排放的超凈電廠。一方面大國企化大價錢去升級已安裝污染物控制的大電廠追求超凈排放（低于天然氣電廠排放），一方面無人投資解決能解決真正的霧霾元兇 - 中小鍋爐散燒煤的排放控制的”煉煤“技術；以至于國家花了不少錢在大電廠改造升級，但霧霾治理效果不明顯，因為霧霾的真正元兇是散燒煤，而不是已安裝脫硫，脫硝脫粉塵的大電廠
