摘要：基于二維四象限圖構建了一個量化大氣污染控制和溫室氣體減排協同效應的評估指標，建立了量化評估協同效應方法;針對《大氣污染防治行動計劃》評估中能源結構調整和產業結構調整措施進行了協同效應量化實施效果評估。結果顯示：所有實施的減排污染物的措施均有正的CO2減排協同效應，應該積極鼓勵和推薦。實現CO2和SO2減排最大協同效應的措施是減少煤炭消費總量;此外，電力替代煤炭和油品、天然氣替代燃煤等也可以實現較大的SO2減排，但其CO2的減排效果相對較小;淘汰小型燃煤鍋爐可以實現較高的NO2和CO2減排;淘汰落后產能和化解過剩產能等也有較高的協同效應;SO2和CO2協同效應評估指數最高的是能源消耗下降措施，其次是燃料替代措施;NO2和CO2協同效應評估指數最高的是淘汰燃煤鍋爐措施，其次是天然氣替代燃煤措施;煙塵和CO2協同效應評估指數最大的是燃煤替代措施，其次是能源消耗下降措施。2013—2017年《大氣污染防治行動計劃》能源結構調整和產業結構調整部分措施的實施，實現了SO2減排2264.78萬t，NO2減排656.1萬t，煙塵減排469.18萬t，同時實現了CO2減排14.62億t，具有顯著的正向協同效應。
關鍵詞：大氣污染物;溫室氣體;協同效應;評估方法;評估指數
引言目前，人們對大氣污染的認識不僅在于大氣污染及其導致的環境和健康問題，而且越來越關注大氣污染與氣候變化的影響及反饋，以及大氣污染控制和溫室氣體減排的協同效益的研究[1-6]。IPCC第二次評估報告(SAR)中就提出了次生效益(secondarybenefits)、伴生效益(ancillarybenefits)等概念，闡述在控制溫室氣體排放的同時所產生的局地大氣污染物減排效益[7]。
環境技術人員評職知識：發表大氣污染控制論文的期刊
研究表明，大氣污染控制和溫室氣體減排具有協同效應，首先，大氣污染物和溫室氣體具有同根同源性，即經濟發展過程中的化石燃料在向大氣排放大量的顆粒物、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)等污染物，同時也會排放二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)，以及工業生產過程產生的含氟氣體等溫室氣體;其次，生產生活過程中也會產生大量的大氣污染物和溫室氣體排放，比如農業生產、居民生活垃圾的處理等;第三，許多大氣污染控制措施同時也是溫室氣體減排的有效措施，比如，能源結構的調整和優化、產業結構的調整、節能降耗、綠色出行和生活方式低碳化等[8-11]。因此，開展大氣污染和溫室氣體減排協同效應評估研究具有重要的科學意義和實用價值，也是應對氣候變化和打贏污染防治攻堅戰的有效途徑之一。
大氣污染物控制措施與溫室氣體減排措施之間存在相互交織、相互影響和相互補充的關系，為實現大氣污染物和溫室氣體協同控制提供了科學基礎。比如某項減排措施在實現單一污染物減排目標的同時可能伴隨與溫室氣體之間“此消彼長”的互斥效果[12-15]。大氣污染控制和溫室氣體減排的協同研究主要包括大氣污染物控制導致溫室氣體排放變化的協同和溫室氣體減排導致大氣污染物排放變化的協同兩個方面，具體可以通過出臺政策(P)、研發技術(T)、制訂標準(S)、實施措施(M)、采取行動(A)等使得控制大氣污染物和減排溫室氣體的協同效益最大化，被稱作PTSMA。在實施PTSMA時要盡可能地放大正協同效益，減小負協同效益，以達到最優的協同控制效率，給出協同的最佳選擇。
目前已有許多圍繞PTSMA的研究，在政策(P)協同方面，有研究表明履行《京都議定書》三種不同情景與不實施《京都議定書》政策情景相比的結果顯示，歐洲在實現CO2減排4%～7%的同時也協同減排了5%～14%的SO2，同時指出在履行《京都議定書》時出臺的有關區域空氣污染政策可導致總成本節省25億～70億歐元[16]。中國實施的總量控制政策將使每年減少200萬～1800萬tCO2排放[17]。在技術改進(T)協同方面，有研究顯示火力發電機組每脫硫1t，CO2生成量將會增加2.35t，SO2排放量減少994.87kg，增加NOx生成量1.64kg，增加化學需氧量(COD)生成量8.91kg，增加固體廢棄物生成量0.29t[17]。
在提高標準(S)協同方面，有學者利用MAP-CGE模型模擬了我國水泥行業實施低碳水泥標準對不同生產工藝產出、能耗及污染排放的影響，結果顯示，在現有技術水平下，水泥行業每減排1tCO2，將同時帶來約1.17kg的SO2和4.44kg的NOx減排量[18]。在實施能源替代政策(M)協同方面，研究指出假設我國燃煤機組中10MW以下的機組由15.5%降至0.5%，所淘汰掉的部分由超臨界機組或超超臨界機組替代，則可減少CO2生成量0.80億t，減少SO2生成量9.41萬t，減少NOx生成量6.04萬t，減少COD生成量0.31萬t，減少固體廢棄物生成量47.47萬t[19]。
在采取行動(A)協同方面，《攀枝花市總量減排實施方案》的實施結果顯示，實施關閉四川華電攀枝花發電公司1號機組等29項措施可以削減SO25.58萬t，能夠減排CO2210.4萬t。但是，量化大氣污染物和溫室氣體減排協同效應評估方法的研究尚不多見。本文基于二維四象限圖構建了一種污染物控制和溫室氣體減排的協同效應評估方法，圍繞中國工程院《大氣污染防治行動計劃》實施效果評估的結論，使用協同效應評估方法量化評估了2013—2017年我國能源結構調整和產業結構調整產生的污染控制效果所帶來的溫室氣體減排協同效應，并對不同措施的協同效應進行評價，為制定大氣污染控制和溫室氣體減排雙贏政策措施提供技術支持。
1量化協同效益評估方法
1.1協同效應評估指數
污染物/溫室氣體的排放量可以通過活動水平數據與產排污系數/排放因子相乘得到。由于PTMSA的實施，污染物產排污系數和溫室氣體排放因子理論上是會隨著技術和工藝的改進、能源結構的調整或需求的變化而產生變化。但是由于目前在這方面的研究相對較少，本研究中并沒有考慮這種變化。
1.2大氣污染物和溫室氣體排放的計算方法本研究關注的污染物排放包括SO2、NOX和顆粒物(煙/粉塵)，溫室氣體主要是CO2。
1.2.1大氣污染物排放的計算方法和參數選擇大氣污染物的排放系數與燃料種類、鍋爐類型、工藝特征、處置設施和處理效率等有關[20-28]。本文圍繞工程院評估報告中能源結構調整和產業結構調整涉及的主要大氣污染物的排放，考慮不同的排放源和排放過程、燃料類型和不同類型的污染物篩選出本研究使用的主要污染物排污系數。
2典型案例研究
2013年國務院印發了《大氣污染防治行動計劃》(簡稱“大氣十條”)制定了5年大氣污染防治目標，即到2017年，全國地級及以上城市可吸入顆粒物濃度比2012年下降10%以上，優良天數逐年提高;京津冀、長三角、珠三角等區域細顆粒物濃度分別下降25%、20%、15%左右，其中北京市細顆粒物年均濃度控制在60μg/m3左右。2018年生態環境部組織，由中國工程院牽頭完成全國科學家對“大氣十條”實施效果進行了全面的評估，發布了《大氣污染防治行動計劃》實施情況終期評估報告，從能源結構調整、產業結構調整和減排工程實施3個方面梳理了各項政策的實施效果。本研究針對工程院評估報告中有關能源結構調整和產業結構調整的部分可量化的措施執行情況，探討了“大氣十條”實施的溫室氣體(CO2)減排協同效應并進行了協同效應評估。
2.1能源結構調整協同效應評估
2.1.1煤炭消耗下降
工程院評估報告結論指出，2013—2017年全國煤炭消費總量下降超過3億t。考慮到不同煤炭品種折標系數變化范圍為0.2857(其他洗煤)～0.9428(無煙煤)，煤炭消耗總量下降超過3億t相當于下降0.86億～2.83億噸標準煤(tce)，利用煤炭燃燒CO2排放因子(2.64tCO2/tce)，計算可得煤炭消耗總量下降3億t可實現減排2.26億～7.47億tCO2。考慮不同鍋爐類型(電站鍋爐、工業鍋爐、采暖爐及家用爐)污染物的排放因子和我國煤炭含硫量等級分級，假設使用中低硫煤和中硫煤，硫的含量取值范圍為1.5%～2.0%，則計算得出煤炭消耗總量下降可以實現減排720萬～960萬tSO2;選擇煤炭燃燒NO2排放系數為3.62～9.08kg/t，計算可以得出煤炭消耗總量下降可以實現減排10.86萬～27.24萬tNO2。選取燃燒煤炭煙塵的排放系數為3～5kg/t，煤炭消耗總量下降可以實現減排90萬～150萬t煙塵。綜合判斷煤炭消費總量下降可以實現污染物和CO2的協同減排，協同效應評估指數為正。
3結論與討論
通過對“大氣十條”能源結構調整和產業結構調整污染物減排和溫室氣體協同效應的評估，得出下面幾點結論。
(1)構建了一個基于四象限圖的協同效應評估方法和量化評估溫室氣體減排和污染物減排的協同效益的指數，該方法和指數可以用于評估污染控制或溫室氣體減排政策、技術、標準、措施和行動的協同效應。
(2)2013—2017年《大氣污染防治行動計劃》能源結構調整和產業結構調整的部分措施的實施實現SO2減排2264.78(1780.81～2746.69)萬t，NO2減排656.1(542.30～763.28)萬t，煙塵減排469.18(354.90～581.99)萬t，同時實現了CO2減排14.62(13.41～15.83)億t，具有顯著的正向協同效應。
(3)《大氣污染防治行動計劃》實施的9項減排污染物措施的CO2減排協同效應均為正，屬于應該積極鼓勵和推薦的減排措施。SO2和CO2協同效應評估指數最高的措施是減少煤炭消耗，其次是電力替代煤炭;NO2和CO2協同效應評估指數最高的措施是淘汰燃煤鍋爐，其次是天然氣替代燃煤;煙塵和CO2協同效應評估指數最高的措施是電力替代煤炭，其次是煤炭消耗下降。開展大氣污染物和溫室氣體協同減排和控制評估是應對氣候變化和大氣污染控制的重要一環。
其核心是要制定好協同減排和控制的監督管理制度，定期進行抽查和檢查，對污染物和溫室氣體減排的結果進行評估和監督，量化協同效益。基于量化的協同效果評估結果，對實施PTSMA過程中存在的問題進行及時反饋，并加以解決，這樣才能保證協同控制的技術和政策能夠順利開展和實施。選擇、制定大氣污染防治技術和政策措施時需要考慮多種污染物的協同控制，確保控制溫室氣體排放措施和常規大氣污染物的優化組合，不會出現相互沖突的情況，而且能以最小的成本實現氣候與環境保護的雙重目標。在制定政策措施、進行技術升級時要放大正協同效益，盡量減小負協同效益，以達到協同控制效率最大化，給出協同控制技術和政策措施的最佳選擇。
參考文獻
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作者：高慶先1，高文歐2，馬占云1，唐甲潔3，付加鋒1，李迎新1，任佳雪4
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