《大气可吸入颗粒物一次源排放清单编制技术指南(试行)》讲解

砖瓦
水泥 陶瓷 石灰 采矿 其它
分解窑
煤
立窑
回转窑
预热器窑
湿法窑
余热发电窑
油
气 热 电
中空窑 半干法窑
高精度清单所需的分类层次
建筑
现有清单的分类层次
其它
② 中国是全球技术更替速度最快的区域之一
电厂发电技术演变函数（1990-2010） 电厂污染控制技术演变函数（1990-2010）
水泥厂生产工艺技术演变函数
污染源普查
总量核查 排污申报 重点源在线监测
废弃物处理源 农业源 生物质燃烧源
我国排放清单发展的三个阶段
第一阶段
始于20世纪80年代中后期 为总量控制服务 分部门和地区的排放量统计 少量应用于空气质量模型
第二阶段
始于20世纪90年代中后期 应用于空气质量模型 基于部门活动水平，时空分辨率较低的排放清单
大气可吸入颗粒物一次源排放清单编制技术指南培训（1）
中国大气污染物排放清单编制
方法及技术难点
清华大学
贺克斌
2015年3月17日
大气复合污染来源与空气质量管理框架
大气复合污染 （ PM2.5、 PM10、O3） 大气物理过程 大气化学反应
厘清
成因来源
识别
重点污染源 关键污染物
一次污染物排放 （ PM2.5、 PM10、SO2、NOx、NH3、 VOCs） 大气污染物排放源
环境统计 污染源普查
方法与数据来源不够规范，造成清 单间可比性不强 遗漏了多种重要排放源
水泥立窑、土焦焦炉、土法炼锌等
缺乏重要的基本信息
本土化的排放系数 准确且足够详细的活动水平 污染控制技术的效率及分布
较少涉及关键的污染物
PM、VOCs、重金属
第二阶段排放清单的主要问题(2)
不确定性较大 不能反映经济发展、技术进步等对排放水平的影响
IGAC (International Global Atmospheric Chemistry) Vision
大气化学研究对于排放表征的需求
源识别 时间序 空间分 时间分 化学物种 范围 列分析 辨率 辨率 精度 低 高 低 高 中 高 中 高 中 高
问题
模式工具 简单空气质 量模式 复杂空气质 量模式 气候-化学 耦合模式
区域排放清单在城市尺度应 用存在精度不足、难以定位 到污染源、无法支撑精细化 管理的问题。目前亟需建立 城市排放清单编制技术体系。
用于广州亚运空气质量保障工作 的珠三角排放清单
城市大气污染源分类分级体系及编码规范
排放源识别与筛选
覆 盖 兼 容 补 充 比 对
排放源分级结构
排放源编码
• 分级分段编码 • 编码组合构造源 • 保留足够的扩展性
排放量/ 万吨
排放量/ 万吨
2000 1500 1000 500 0 198 9 SO2
烟尘 粉尘
199 2
199 5
199 8 200 1 年份
200 4
烟尘和粉尘排放量统计
SO2排放量统计

统计部门边界的变化造成排放量年际变化不可比 涵盖污染物种类太少，不能满足科学分析需求 缺失民用生物质燃烧等重要排放部门 统计过程缺乏足够的QA/QC
973计划课题：我国酸沉降相关物质的排放特征及强度研究
863重大项目课题：区域大气污染源识别与动态源清单技术及应用 十多项环保公益项目及几十项自然科学基金项目
• 构建了区域大气污染源排放清单共性技术体系 • 发展了多层嵌套高分辨率的区域排放清单编制技术和方法学 • 开展了排放系数测试研究，将排放系数的本土化率由20%提高到70% • 编制了覆盖全国和重点区域的多层嵌套网格化排放清单 • 部分城市基于自下而上方法编制了多污染物综合排放清单
主要方法
对国有大中型企业逐一调查排放量 对乡镇企业采取抽样调查并推算得到排放量 对民用部门根据燃煤量进行排放量估算
主要作用
为总量控制的决策提供依据
第一阶段排放清单的主要问题
1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 1989 1992 1995 1998 年份 2001 2004 3000 2500
• 建立了基于观测的区域排放清单校验方法
排放清单产生过程及其在环境管理中的应用
环境统计 固定燃烧源 工艺过程源 移动源 城市排放清单 溶剂使用源 区域排放清单 扬尘源
仅涉及SO2, NOx, 烟粉尘三种污染物
总量减排核查核算 PM10来源解析 空气质量预报预警 空气质量达标规划 重污染应急预案 PM2.5来源解析
第三阶段
始于最近几年 通过空气质量模型应用于污染过程研究和控制决策研究 基于技术信息和设备信息的高分辨率排放清单
第一阶段：分部门和地区的排放量统计
代表：我国主要大气污染物排放统计
公布方式：《中国环境状况公报》 组织者：国家环保部（前国家环保局） 时间范围：自1989开始，逐年 涵盖污染物：SO2、NOx、烟尘和工业粉尘
设计
控制方案
排放清单既是 识别污染成因 来源的基础， 也是制定控制 政策的依据。
排放清单对于科学研究与控制决策至关重要
大气复合 污染问题
Europe: CAFE
化学/气候 相互作用
US: CAIR
实验室及数 值模拟
外场观测
排放表征
Global: WCRP
排放源清单是国际大气化学研究三大核心领域之一
现阶段中国排放清单编制的主要技术难点
排放源体系复杂
技术更替频繁
土地利用变化快
与环境数据统计体系脱节
缺乏城市层面排放清单
① 现阶段中国面临全球最复杂的排放源体系
在许多行业，中国拥有世界上最先进的生产工艺，但最落后的工艺仍在使用。
产业
行业
产品
工艺
终端品种
农林牧副渔
石化
玻璃
冶金
产业 工业 建材 化工 交通 建筑业 造纸 有色
美国在发展排放清单过程中：
制定了源分类标准 制定了源测试规范 开发了源排放模式

评估了清单源自文库不准确性
欧洲排放清单的发展状况
CORINAIR 和EMEP系列排放清单 覆盖欧洲30个国家
统一的排放源分类方法SNAP90
• 3层，11个主要部门 • 覆盖260多种人类活动
8种污染物
900% 800% 700% 600% 500% 400% 300% 200% 100% 0%
? )
BC & OC
TRACE-P中国气态污染物排放量的不确定性:
SO2
SO2 ± 13% NOx ± 23% CO2 ± 16% CO ± 156% CH4 ± 71% NMVOC ± 59% NH3 ± 53%
空气质量达标 区域复合污染 气候-大气化学 相互作用
中
高
高
高
高
美国国家排放清单(NEI)的发展历程
1995年发布 第五版AP-42 1998年发布 SMOKE试用版
1968年发布 第一版AP-42
1990年发布 排放源分类码
2000年规范 NEI输入格式
2005年NASTO清单 评估与不确定性分 析报告
碳素 炼油
活动水平数据及模型工具库的建立
人为污染源
工业工艺源
固定燃烧源
流动源
第 1级
钢铁
建材
有色金属
石化化工
工业
民用
电力
非道路
道路
第2级
第 3级 第 4级
玻璃
砖瓦
水泥
石灰
煤炭
煤油
气体
生物质
汽油
柴油
新型干法
其他旋窑
立窑
层燃炉
茶浴炉
小煤炉
LDGV
LDGT1
LDGT2
HDGV
摩托车
LDDT
HDDV
统计年鉴数据 数据库：行业统计、调研数据 模型工具库：针对城市民用部门、机动车等污染源的需 求侧模型
100
除尘器所占比例/%
水泥厂污染控制技术演变函数
旋风 湿式 静电 布袋
80 60 40 20 0 1990 1993 1996 年份 1999 2002 2005
③ 中国是全球土地利用变化速度最快的区域之一
珠三角城市化土地利用变化
④ 排放清单编制与环境数据统计体系存在脱节
环境管理部门已经建立了由环境统计、
溶 剂 使 用
开 放 扬 尘 源
油 气 储 运 源
非 道 路 移 动 源
废 弃 物 处 理 源
农 业 氨 排 放 源
环境大数据融合的 排放清单编制技术
耦合气象、交通流 信息的高精度方法
集成已有成果
区域排放清单 融合技术
与环境数据体系对接的城市排放清单编制方法
• 针对固定燃烧源和工艺过程源
基于多源环境大数据挖掘融合的清单编制技术 环境数据统计体系
• SO2、NOx、NMVOC、NH3、CO、CH4、N2O、CO2
完整、一致、透明的目标
• 完整：涵盖几乎所有欧洲国家和所有污染源种类 • 一致：所有国家按照同一指南和方法学编制排放清单 • 透明：清单中使用的排放系数和活动水平数据在网上公开
我国排放清单领域主要研究进展
国家科技计划相关课题：
主要进步
污染源分类：由第3级深入至第4级 涉及的污染物：除第二阶段清单中的污染物外，还涵盖 了PM、VOCs、Hg等 活动水平：反映第4级源分类的包含技术信息的活动水平 数据库和模型工具 排放系数：
• 更多基于我国实测的排放数据 • 反映排放系数随控制水平逐年变化的函数关系库
不确定性降低
排放系数：基于AP-42等发达国家排放系数，根据经验进行调 整得到的排放系数
第二阶段排放清单的主要进步
排放清单中的部门更完整 得到初步满足空气质量模型需求的排放清单
覆盖了更多污染物 时间分辨率提高至月 空间分辨率提高至网格
进行了不确定性分析
第二阶段排放清单的主要问题(1)
[95% 置信区间]
NOx CO2 CO CH4 VOC BC OC NH3
Other East Southeast Source: Streets et al., 2003 Asia Asia
China
Japan
India
Other South Asia
Ships
All Asia
第三阶段：基于技术和设备信息的排放清单
已 发 布 清 单 编 制 指 南
环 境 数 据 统 计 体 系
其 它 城 市 排 放 源
国 外 排 放 源 分 类 体 系
与环境数据体系对接的城市排放清单编制方法
城市排放清单编制体系 环境数据体系覆盖的排放源 尚未覆盖的排放源
生 物 质 开 放 燃 烧 源
固 定 燃 烧 源
工 艺 过 程 源
道 路 移 动 源
LDGT2 HDGV 摩托车 LDDT HDDV 铁路 水运 拖拉机
二次铝
建材
砖瓦 石灰 浮法平板 玻璃 垂直引上 其他玻璃 炼焦 土焦 机焦
固 定 工业 燃 烧 源
柴油 煤油 燃料油 气体燃料 层燃炉 煤炭 茶浴炉 小煤炉 煤油 生物质 气体燃料
非道路
农业
农用车
农用机械
建筑
建筑机械
民用
石化化工
化肥
1990 SO2、NOx 1985 NAPAP 清单
~1993 NPI
1996 NET
1999 NEI
应用
环境影响评价 污染控制规划
强调更多引入 州县级信息
NAPAP – 国家酸沉降评价项目 NPI - 国家颗粒物排放清单 NET- 国家排放趋势清单 NEI -国家排放清单（包含排放趋势 清单和有毒有害气体排放清单）
污染源分类：3级->4级
行业 产品 烧结 炼铁 钢铁 炼钢 转炉 电炉 铸造 铝 有色金属 氧化铝 其他 工 业 工 艺 源 新型干法 水泥 立窑 其他旋窑 一次铝 平炉 工艺
部门
燃料 煤炭
设备 煤粉炉 层燃炉
燃料/ 用途
车型/种类 LDGV LDGT1
电力
柴油 燃料油 气体燃料 煤炭 流化床炉 层燃炉 流 动 源 柴油 交通 道路 汽油
污染源普查、排污申报、总量核查、
重点源在线监测等组成的多源立体环 境数据体系。
总量核查
环境统计
污染源 如何融合 对接清单 普查
目前城市清单编制时多采用单一数据
渠道，未发挥多源数据优势。 不同统计渠道的覆盖对象和涵盖参数 既存在交叉又存在差别，用于清单编 制时需要确定数据优先级别，在校验 数据质量的基础上进行同化融合。
重点源
在线监测
排污申报
环境数据 统计体系
⑤ 缺乏可用于城市空气质量管理的排放清单
目前城市空气质量管理中排放清单的主要产生方式 • 组织编制城市综合排放清单 （北京、上海等） • 以区域清单为基础，补充更新 环统/污普数据 • 直接采用区域清单
用于上海空气质量预报预警工作 的长三角清单（耦合城市清单）
第二阶段：基于部门活动水平的排放清单
代表：TRACE-P排放清单
基准年：2000年 涉及的污染物：SO2, NOx, CO2, CO, CH4, NMVOC, BC, OC
基本方法
排放系数法 源分类：3级 活动水平：
• 分省、分部门的不同燃料消费量 • 主要的相关工、农业原料消费量和产量