不聽工程師意見，中國三年治霾無功！

2016年12月中，一場嚴重霧霾席卷京津冀、山西、陜西、河南等11個省市地區(qū)，一百多座城市受到重度污染，使居民的生產(chǎn)生活和健康受到嚴重影響。這幾天跨年度的霧霾持續(xù)來襲，使不少人感到恐慌和無助，霧霾的肆虐已成為中國社會之傷痛。自2014年以來，盡管中央和各地方發(fā)力治霾，投入甚大，措施頻出，但效果并不明顯。國際中國環(huán)境基金會的專家認為目前的大部分措施沒有針對主要矛盾，導致治霾勞而無功。

目前的脫硫、脫硝措施導致霧霾加劇

毫無疑問，燃煤是造成霧霾的主要原因，且燃煤的50%被用于發(fā)電。因此電廠和大型燃煤工廠的除塵、脫硫、脫硝是十年來環(huán)保部主導的空氣污染的治理的主要措施。到2016年，絕大部分的電廠上了脫硫脫硝措施，大部分燃煤工廠也開始脫硫脫硝，而這無疑是積極和必須的。并且空氣污染因子中，具有毒性的二氧化硫的成份也開始減少。這就是為什么盡管霧霾問題持久和嚴重，北京卻沒有發(fā)生像當年倫敦的空氣污染事故，導致上萬人死亡。

但脫硫脫硝工藝的不完善和副作用，導致霧霾加劇，是許多專家沒有想到的。

脫硝是燃燒煙氣中去除氮氧化物（NOx）的過程，一般在除塵、脫硫之前。目前主要采用的是選擇性催化還原法（SCR），即還原劑-氨（NH3）在催化劑作用下，選擇性地與氮氧化物（NOx）反應生成氮（N2）和水（H2O），從而達到去除氮氧化物的目的。而部分殘留的（或逃逸的）氨與煙氣中二氧化硫反應生成硫酸銨和硫酸氫氨，在正常情況下，脫硝的效率能達到80%-90%，剩下的10%-20%的氮氧化物仍留在煙氣中。

脫硝后的煙氣進入除塵過程，經(jīng)過除塵后，99%的大顆粒煙塵被除去，殘留的細煤灰和煙氣進入脫硫過程。

目前脫硫的工藝90%是采用濕法脫硫，即通過噴射石灰石漿水霧與煙氣中二氧化硫分子接觸，達到吸附和收集的目的。石灰石漿霧滴含有大量水份，導致脫硫后排放的煙氣中濕度增加，成為濕煙氣（濕度是普通空氣的10倍）。同時濕煙氣里還攜帶殘留的細煤灰、硫酸銨、硝酸銨、硫酸鈣、硝酸鈣細顆粒等。濕煙氣呈霧狀，直接形成霧霾，排向空中。據(jù)估計，全國由濕法脫硫所排放到空氣中的帶有這些污染物的水蒸氣達到20萬噸/小時，這些水蒸氣帶有負電荷，在大氣中遇二次污染物（XOX、O3、OH、PM2.5等，均產(chǎn)生于其它工業(yè)排放和汽車尾氣），發(fā)生吸附形成更大微粒，同時在陽光作用下大氣氧化性增強，也加大二次顆粒物的顯著生成量，形成更嚴重的氣溶膠等污染物。這些污染物就像藥引子一樣對大氣起著大范圍的發(fā)酵作用。這一連鎖反應，在靜穩(wěn)天氣情況下，導致空氣質(zhì)量急劇惡化，大氣能見度大幅度降低，PM2.5持續(xù)“爆表”，形成重度霧霾。

更有甚者，濕法脫硫之后的煙氣溫度在30-50℃左右。根據(jù)歐美經(jīng)驗，濕法脫硫通常需要加裝煙氣再熱器（業(yè)內(nèi)稱GGH），將煙氣溫度抬升到80℃以上排放。而在中國，排煙溫度和濕度沒有詳細規(guī)定，部分專家以節(jié)能和防止設備堵塞為由，建議取消煙氣再熱器。一大批新上的電廠不再要求安裝GGH，而已經(jīng)安裝的電廠則開始大規(guī)模拆除GGH。按照目前煙囪設計規(guī)范，由于污染霧濃度降低，溫度減低，脫硫后防腐濕煙囪通常只有原來干煙囪高度的一半。煙囪高度降低，濕度增大，煙氣在低空排放，更難以擴散，時間一長，致使霧霾加劇。

這就是2012年后，在煤炭總量沒有明顯增加，汽車增量也逐步趨緩的情況下，霧霾突然大面積加劇的主要原因。因為2012年8月6日國發(fā)【2012】40號文件，環(huán)保部門明令要求2012年底全國同時投運在線監(jiān)測電廠的煙氣脫硫脫硝，各電廠的脫硫裝置全面運轉(zhuǎn)，脫硝裝置加速安裝。

國際中國環(huán)境基金會的專家和資深工程師注意到這個現(xiàn)象，于2014年5月向全國政協(xié)提交一篇政策建議，題為“關(guān)于重度霧霾成因的新發(fā)現(xiàn)及推廣有效霧霾治理新技術(shù)的建議”（http://ifce.org/zh_cn/programs?id=83），但沒有得到重視。2015年12月，“中國大氣網(wǎng)”轉(zhuǎn)發(fā)某跨國電力環(huán)保企業(yè)工程師一篇《藍天白云能持續(xù)多久?一個環(huán)保工程師眼里的霧霾真相》引起廣泛關(guān)注。文中指出，燃煤火電廠是主要的污染源。大部分火電廠安裝了濕法脫硫設備，但將煙氣再熱器卸掉，導致排放的煙氣煙溫較低、濕度較大，致使煙氣不易擴散，成為導致霧霾的主要原因。“環(huán)保部門一直在關(guān)注排放煙氣的多少，而忽視了煙氣的溫度與濕度才是問題所在”，但資深環(huán)保專家出面否定。

然而最近的一些研究卻從不同角度證實了這個現(xiàn)象。

清華大學賀克斌院士和德國馬克斯·普朗克化學研究所的程雅芳教授等人在最近一期美國《科學進展》雜志上報告說，隨著PM2.5污染程度上升，硫酸鹽是PM2.5中相對比重上升最快的成分。他們發(fā)現(xiàn)，在北京及華北地區(qū)霧霾期間，硫酸鹽主要是由二氧化硫和二氧化氮溶于空氣中的“顆粒物結(jié)合水”，在中國北方地區(qū)特有的偏中性環(huán)境下迅速反應生成。此外，北京及華北地區(qū)大量存在的氨、礦物粉塵等堿性物質(zhì)使得當?shù)仡w粒物結(jié)合水的pH值遠高于美國等地，呈現(xiàn)出特有的偏中性環(huán)境，而二氧化氮氧化機制的反應速率會隨pH值上升而大幅提高。這一分析將霧霾源直接指向了電廠的煙囪，因為經(jīng)過脫硫脫硝的煙氣同時滿足了三個條件：顆粒物結(jié)合水、氨（脫硝逃逸）和礦物粉塵（細煤灰和殘留石灰）。電廠的煙囪直接排出大量一次污染物硫酸鹽，然后濕氣在靜穩(wěn)空氣中擴散，吸收從工廠和汽車排放的更多污染物，經(jīng)過二次污染，使硫酸鹽不斷增加。

上海交通大學的繆正清教授最近三年發(fā)表了四篇論文，認為脫硫脫硝導致霧霾加劇證據(jù)確鑿。繆教授指出，盡管95%的二氧化硫和氮氧化物被脫硫脫硝工藝轉(zhuǎn)化成硫酸鹽和硝酸鹽，但在高效轉(zhuǎn)化過程中并沒有實現(xiàn)高效收集。因此，脫硫脫硝工藝通過水霧這個媒介，增加了排向大氣的硫酸鹽和硝酸鹽，這些顆粒不僅粒徑細，而且數(shù)量巨大。他估算出45天干燥時段，據(jù)最保守的估計，電廠排放到大氣的煙塵和硫酸鹽達到134ug/m3。而以前沒有經(jīng)過脫硫脫硝的干煙氣，污染物難以持久停留在空氣中，對霧霾的貢獻估算為8ug/m3。

散煤燃燒治理不力

燃煤散燒排放是造成北方重污染天氣的另一重要原因。大量燃煤分散在中小鍋爐及農(nóng)村取暖鍋爐，然而這些燃煤鍋爐幾乎沒有采取任何污染控制措施。據(jù)環(huán)保部門調(diào)查顯示，作為大氣污染重災區(qū)的京津冀地區(qū)，每年的散燒燃煤量占煤炭使用總量的10%，但對污染物排放量的貢獻卻達到了50%（中國環(huán)境報，2016.12.20）。

目前對于燃煤散燒的控制，基本上是“八仙過海，各顯神通”：中小鍋爐以“煤改氣”、“煤改電”，使用潔凈型煤或直接淘汰等方式。農(nóng)村在推廣使用無煙煤、潔凈型煤、生物質(zhì)成型燃料等清潔能源，部分地區(qū)也有“煤改氣”、“煤改電”的計劃。根據(jù)各地的經(jīng)濟情況，潔凈型煤的補貼在200-600元之間，“煤改氣”、“煤改電”的補貼在1000-3000元之間。

農(nóng)村散煤治理的管理涉及政府十多個部門，職責不清，技術(shù)規(guī)范和標準體系不健全，一些地區(qū)政府補貼不到位是散煤治理困境的主要原因。2014年和2015年，整個河北省只完成了推廣清潔型煤計劃的25.8%和29.5%。治霾壓力最大的省都只是這樣，其它省份的情況可想而知。

農(nóng)村散煤治理的思路首先要十分清晰，大范圍的“煤改氣”、“煤改電”時機還不成熟，特別是目前電力還是以煤電為主的前提下，農(nóng)村住戶的“煤改電”只是把污染轉(zhuǎn)移到電廠，另外農(nóng)村電網(wǎng)短時期內(nèi)也難以全面升級，所以主攻方向還是推廣無煙煤、潔凈型煤、生物質(zhì)成型燃料等。第二是要全國協(xié)調(diào)聯(lián)動，因為空氣是流動的，光京、津、冀控制住不管用。有幾個具體措施可以采納：

1)成立全國和各省市的散煤治理領導機構(gòu)，指導和協(xié)調(diào)各相關(guān)部門；

2)政府統(tǒng)一安置型煤或環(huán)保爐具，并協(xié)調(diào)潔凈型煤配送；

3)政府補貼農(nóng)村居民，使燒潔凈煤的價格和散煤的相當；欠發(fā)達地區(qū)要加大中央財政補貼；

4)立法/頒布條例禁止散煤燃燒，違者重罰。

建議

綜上所述，建議環(huán)保部排除干擾，直面問題：

1）暫緩“煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020年）”，即“超凈排放”計劃的實施；集中力量解決目前脫硫脫硝導致霧霾加劇的問題，避免環(huán)保越發(fā)力，霧霾越嚴重的尷尬；

2）同時加大散煤治理力度；

3）配合持續(xù)的機動車減排，特別是重型柴油車的減排，重度霧霾才可望在短時期內(nèi)消除

以下當做角腳：

何平，美國威斯康星大學土木環(huán)境工程系博士，國際中國環(huán)境基金會（IFCE）總裁，全國政協(xié)海外特邀代表，世界資源研究所理事，長期從事中美環(huán)境技術(shù)交流和政策對話。