基于情景分析的中国大陆SO_2、NO_X排放清单预测研究

作者:李倩;曹国良;董灿;吕岩 刊名:环境污染与防治 上传者:魏洁

【摘要】采用部门分析法预测基准能源情景(BES)、政策能源情景(PES)和强化政策能源情景(SPES)下中国大陆地区2015、2020年的能源消费需求,结合分部门、分燃料的SO2、NOX排放因子,以及污染控制措施加强导致的排放因子变化,建立2015、2020年SO2、NOX排放清单。结果表明,2015、2020年BES、PES、SPES下SO2、NOX排放量依次减小;在加强污染控制措施的背景下,2020年相比于2015年各情景的SO2、NOX排放量均下降;SO2、NOX排放量在经济部门的分布极不平衡,其中供电、工业部门对SO2、NOX排放量的贡献最大,两部门对SO2排放量的贡献率在80%以上,对NOX排放量的贡献率接近60%,是污染控制的关键部门。

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我国经济快速发展带来的环境问题受到政府和人们的广泛关注。“十一五”期间,我国火电脱硫机组装机比例由12.0%提高到82.6%[1],SO2排放总量下降14.29%,SO2总量控制取得卓越成果,但NOX排放量显著上升抵消了SO2的控制成果,主要表现在京津冀、长三角、珠三角等经济发达地区雾霾天数增加,能见度下降,我国酸雨类型由硫酸型向硝酸-硫酸复合型转变等[2-3],因此我国大气污染减排形势依然严峻。在此背景下,研究影响SO2、NOX排放总量的主要因素并提出控制对策具有十分重要的意义。田贺忠[4]对20002030年中国消费需求进行了情景分析,结合排放因子预测了高、中、低3种国民经济增长速度下NOX排放趋势,结果表明,未来30年中国NOX排放量将呈现稳步增长的趋势,但其在预测中并未考虑我国不同阶段的NOX控制措施;张楚莹等[5]预测了不同能源和控制因子情景下中国20102030年的NOX排放趋势,研究表明,在考虑不同阶段电厂、工业锅炉、交通运输行业NOX控制措施的基础上,中国NOX排放量将呈下降趋势,但研究结果未考虑农业部门和秸秆露天燃烧、薪柴燃烧对NOX排放量的贡献量;SHI等[6]分3种能源情景预测了中国20112020年的能源消耗和NOX排放趋势,但分析中也未考虑未来不同阶段的污染物控制措施。本研究采用部门分析法预测了2015、2020年不同情景下的中国能源消费需求,结合分部门分燃料的SO2、NOX排放因子,以及由于强化污染控制措施导致的排放因子变化,建立了不同情景下2015、2020年SO2、NOX排放清单,分析影响SO2、NOX排放总量的因素,为缓解我国经济发展过程中带来的环境污染问题提出对策与建议。1研究方法1.1情景分析法目前用于预测污染物排放总量的方法有很多,主要包括灰色模型法、时间序列法、回归分析法。这些预测方法均是基于对历史排放数据的研究,寻找历史数据的发展规律或者与某一因子的拟合关系,不考虑未来可能发生的变化,导致预测值与实际差别很大。情景分析法充分考虑外界环境发生变化的可能性及变化给研究主题带来的影响,将定量分析与定性分析有效结合,摆脱了传统意义上基于简化影响因素和单一趋势估计的定量预测思想的束缚,增加了预测结果对现实中可能出现的多种趋势的解读能力。20世纪40年代,美国首先将情景分析法用于军事领域,此后该方法得到迅速发展,已经运用到能源预测、资源利用、交通运输、气候变化和污染物减排等多个领域[7-9]。1.2排放清单的建立利用部门燃料消耗过程中SO2、NOX的排放因子估算污染物排放量,计算过程采用“自下而上”的方法,先将第i个经济部门第j种燃料的消耗量与其对应的排放因子相乘得到第i个经济部门消耗第j种燃料的SO2、NOX排放量,再将该部门内各种燃料消耗排放的SO2、NOX相加,最后将各部门SO2、NOX排放总量相加即得到全国SO2、NOX排放总量。具体计算公式如下:Qij=EFijAij10-3(1)Aij=AjRij(2)Qi=jQij(3)Q=iQi(4)式中:Qij为第i个经济部门消耗第j种燃料时产生的SO2、NOX排放量,t;EFij为第i个经济部门消耗第j种燃料时的SO2、NOX排放因子,kg/t或kg/m3;Aij为第i个经济部门第j种燃料的消耗量,t或m3;Aj为全国第j种燃料的总消耗量,t或m3;Rij为第j种燃料中第i个经济部消耗量所占比例,%;Qi为第i个经济部门的SO2、NOX排放总量,t;Q为全国SO2、NOX排放总量,t。1.3研究范围及参数确定研究区域为中国内陆地区,未考虑香港、澳门、台湾。根据中

参考文献

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