大气环境容量约束下的中国煤炭总量控制

内蒙古 0 0 3 3 78 2 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 1 0 3 0
辽宁 1 1 5 1 7 67 3 2 0 2 0 1 0 0 8 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 吉林 0 0 3 1 8 22 52 8 0 1 0 1 0 0 4 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
江西、黑龙江、吉林、广 东、甘肃、新疆、广西、 宁夏、青海、云南、内蒙
陕西、
古、福建
河南、河北、 天津、山东、 安徽、北京、 湖北、四川、 湖南
江苏、贵州、 上海、浙江
山西、重庆、 辽宁、陕西
江西、黑龙江、吉林、新 疆、广东、甘肃、广西、 青海、宁夏、云南、内蒙 古、福建
河南、河北、
海南、
天津、安徽、 山东、北京、
华北、中原至华东和华中已形成大面积的PM2.5污染高值区。
大气污染物排放主要来自煤炭直接燃烧和与煤炭使 用密切相关的工业过程
2012年煤炭直接燃烧带来的SO2、NOx和烟粉尘排放量分别占我国大气污染 物排放总量的79%、57%和44%；煤炭相关重点行业的SO2、NOx和烟粉尘 排放量分别占我国污染物排放总量的15%、13%和23%。
91%和81%。
电力
锅炉
生活
其他
烟粉尘环境容量
以城市PM2.5年均浓度达标为约束的 环境容量核算结果
超载率(%)
>150
[100,150) [50,100)
(0,50)
未超载
SO2 NOx 一次PM2.5 NH3
河南、河北、 天津、山东、 安徽、北京
四川、湖北、 湖南、江苏
贵州、上海、 重庆、浙江、 山西、辽宁、
基于组分的分析：煤炭 对PM2.5浓度的贡献在 61%左右。其中：煤炭 直接燃烧贡献为37%， 伴随煤炭使用的重点行 业的排放贡献为24%。
基于情景的分析： 将无煤情景和现有 排放情景下的PM2.5 浓度进行比较，结 果显示煤炭消费对 全国PM2.5年均浓度 的平均贡献为51%。
2012年 煤炭消 费量35.3 亿吨
2012年我国主要煤炭利用部门的煤炭消费比例
我国煤炭使用对环境PM2.5年均浓度的贡献可能在50%至 60%之间（含一次和二次PM2.5 ）
其中约6成是由煤炭直接燃烧产生的，约4成是伴随煤炭使用的重点行业排放的。
各省PM2.5中主要组分的含量百分比模拟结果 通过情景分析得到的煤炭使用对各省PM2.5浓度的贡献百分比
贵州
福建
2010年排放量超环境容量比率（%）
SO2
NOx
一次PM2.5
NH3
区域传输贡献大，需要联防联控措施
区域传输对PM2.5浓度的贡献可高达1/4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
北京PM2.5排放源解析结果
上海PM2.5排放源解析结果
Source: Beijing & Shanghai EPB
区域污染物传输对PM2.5中二次颗粒物的形 成有重要贡献
111 0 211 0 211 0 211 0 111 0 210 0 211 0 810 0 310 0 210 0 100 0 110 0 211 0 100 0 100 0 100 0 100 0 000 0 430 0 110 0 000 0 1 11 0 0 000 0
0 46 27 11 4 0 0 4 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 50 5 19 0 0 11 4 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 17 52 8 1 1 6 3 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 9 2 58 0 2 8 9 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 6 9 5 59 3 4 2 1 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 3 10 1 52 4 4 7 5 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6 1 5 0 0 59 8 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 3 0 0 5 63 5 1 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 2 1 6 0 4 3 10 58 5 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 3 0 5 2 5 10 61 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 2 2 4 5 6 3 2 2 3 65 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 3 1 3 2 4 5 12 8 54 0 0 0 2 0 0 1 0 0 0 0 0 0 3 3 5 4 5 3 3 4 6 24 4 29 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 2 0 0 0 69 13 10 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 14 72 5 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 2 3 5 0 3 0 4 8 63 6 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 2 1 3 0 3 9 13 64 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 99 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 5 4 1 0 0 0 2 4 1 0 0 69 3 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 3 8 1 0 0 9 67 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 11 87 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 3 1 0 0 3 13 1 65 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 100
江苏、贵州、
山西、辽宁、 重庆、陕西、
吉林、新疆、广西、宁夏、西藏 甘肃、广东、内蒙古、云
上海、浙江
湖北、四川、
江西、黑龙江 南、青海、福建
湖南
—
河南、河北、 天津、安徽、 山东、北京
四川、湖北、 江苏、湖南、 浙江、上海、
山西、重庆、辽宁、陕西、 黑龙江、吉林、江西、广 西、内蒙古、新疆、青海、 广东、甘肃、云南、宁夏、
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 Emission ratio
Beijing: SO42-
1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 Emission ratio
Shanghai: SO42-
黑龙江 0 0 1 0 4 4 8 80 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
上海 0 0 2 江苏 0 1 3 浙江 0 0 3 安徽 0 0 4 福建 0 0 2 江西 0 0 2 山东 1 2 12 河南 0 0 9 湖北 0 0 3 湖南 0 0 2 广东 0 0 1 广西 0 0 1 海南 0 0 2 重庆 0 0 0 四川 0 0 0 贵州 0 0 1 云南 0 0 0 西藏 0 0 0 陕西 0 0 1 甘肃 0 0 0 青海 0 0 0 宁夏 0 0 0 新疆 0 0 0
Wang et al., 2011
NO - response 3
NO - response 3
2.0
1.6
1.2
0.8
0.4
0.0 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 Emission ratio
Beijing: NO3-
2.2
1.8
1.4
1.0
0.6
0.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 Emission ratio
锅炉
生活
其他
NOx环境容量
140.0 120.0 100.0 80.0 60.0 40.0 20.0
0.0
烟粉尘
北天河山内辽吉黑上江浙安福江山河湖湖广广海重四贵云西陕甘青宁新 京津北西蒙宁林龙海苏江徽建西东南北南东西南庆川州南藏西肃海夏疆
古江
以2012年各种污染物实际排放量为
基础，全国SO2、NOx、一次PM2.5 排放量分别超过环境容量的67%、
针对特定时段的分析表明
• 区域SO2排放可贡献北 京硫酸盐的80%, 上海 的40%
• 区域NOX排放可贡献北 京和上海硝酸盐的50%
SO 2- response 4
SO 2- response 4
Local NH 3
Regional NH 3
Local SO 2
Regional SO 2
Local NOx Regional NOx
大气中PM2.5的来源广泛，不仅有各类污染源直接排放的一次PM2.5，也有SO2、 NOx、NH3、VOCs等气态污染物在大气中经化学转化所形成的二次PM2.5。根据 清华大学的排放清单，2012年与煤炭使用过程相关的一次PM2.5排放量占我 国人为源排放总量的63%，其中煤炭直接燃烧造成的一次PM2.5排放量占我 国人为源排放总量的31%。
汇报内容
一、空气质量现状与环境容量超载率 二、煤炭消费对大气环境的影响 三、生态环境红线对煤炭开采和使用的约束 四、燃煤污染控制对策建议
煤炭消费与区域大气污染问题高度相关
2012年我国煤炭消费密度（吨/平方公里）
2011-2012年AOD平均值空间分布
煤炭消费是我国大气污染物排放的最主要来源，电力热力生产供应业、 燃煤锅炉、非金属矿物制品业和黑色金属冶炼业等重点行业，SO2、NOx、 烟粉尘排放量约占全国排放总量的90%、70%和80%；
大气环境容量约束下的中国 煤炭消费总量控制
Coal Consumption Cap under the Constraint of Air Purification Capacity
in China
Prof. WANG Jinnan 王金南教授
环境保护部环境规划院
Chinese Academy for Environmental Planning
天津 6 58 26 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 5 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
河北 5 6 64 5 3 1 0 0 0 1 0 1 0 0 7 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
山西 0 0 4 69 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 12 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 1 0 1 0
Shanghai: NO3-
2010年PM2.5省与省年均传输矩阵——百分比
北 京
天 津
河北
山 西
内 蒙 古
辽 宁
吉 黑龙 上 林江海
江 苏
浙 江
安 徽
福 建
江 西
山 东
河 南
湖 北
湖 南
广 东
广 西
海 南
重 庆
四 川
贵 州
云 南
西 藏
陕西 甘肃 青海 宁夏
新 疆
北京 63 4 24 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2013年主要区域PM2.5年均浓度超标情况
2012年大气污染物排放量与环境容量比较
250.0 200.0
SO2
150.0
100.0
50.0
0.0 北河内吉上浙福山湖广海四云陕青新 京北蒙林海江建东北东南川南西海疆 古
电力
锅炉
生活
其他
SO2环境容量
200.0
150.0
NOx
基 于 全国 城市 PM2.5年 均浓度 达标约束的大气环境容量
2014-11-17
汇报内容
一、空气质量现状与环境容量超载率 二、煤炭消费对大气环境的影响 三、生态环境红线对煤炭开采和使用的约束 四、燃煤污染控制对策建议
我国大部分城市PM2.5污染问题突出
我国的大气污染特征：地区差异性显著，局地污染与区域污染相耦合，煤 烟型污染与复合型污染共存 PM2.5成为影响我国大部分城市空气质量达标的首要污染物
（薛文博、王金南等）：全国
SO2、NOx、一次PM2.5和NH3的环境 容量分别约为1363万吨、1258万 吨、619万吨和628万吨.
100.0
50.0
0.0 北天河山内辽吉黑上江浙安福江山河湖湖广广海重四贵云西陕甘青宁新 京津北西蒙宁林龙海苏江徽建西东南北南东西南庆川州南藏西肃海夏疆 古江
电力