市环保局编制的《西安市区二氧化硫污染综合防治规划》已经市政府第57次市长办公会议讨论通过,现转发你们,请依照各自职责尽快组织实施。
2000年3月2日
西安市区二氧化硫污染综合防治规划
西安市是国家划定的二氧化硫污染控制区之一,根据西安市国民经济发展“九五”计划和到2010年的长远规划,西安市未来十多年中经济发展迅猛,随之而来对能源需求也将大幅增加,二氧化硫带来的环境污染也将呈增加的趋势。为此,按照国家环保总局的要求,结合西安市的实际,本着经济与环境可持续发展,努力实现环境保护目标及总量控制规划,保护好古城西安为原则,编制本规划。
一、编制依据和原则
1.编制依据
《
中华人民共和国大气污染防治法》;
《国务院
关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复》;
《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》;
《国家环境保护“九五”计划及2010年远景目标》;
《国务院
关于环境保护若干问题的决定》;
《“九五”期间全国主要污染物总量控制计划》;
《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区二氧化硫污染综合防治规划编制大纲》(国家环保总局环发[1998]27号);
《国务院
关于二氧化硫排污收费扩大试点工作有关问题的批复》(国函[1996]24号);
《关于下达“九五”期间污染物排放总量控制计划》(陕环计发[1997]084号);
《西安国民经济与社会发展九五计划与2010年远景规划》;
《西安市环境保护“九五”计划和到2010年长远规划》;
《西安市城市总体规划(1995-2000)》;
《西安市区环境空气质量功能区划分》(市政发[1998]70号)。
2.编制原则
经济与环境可持续发展原则:坚持以社会经济发展与环境保护相协调统一为前提,实施环境与经济可持续发展战略;坚持经济建设、城乡建设和环境建设同步规划、同步实施、同步发展;依靠科技进步和法律手段强化管理,把二氧化硫污染治理与国民经济发展计划紧密配合,从源头抓起,努力实现国家总量控制计划,使西安在经济持续发展的同时,环境质量得到改善。
浓度与总量控制相结合的原则:以《国务院
关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复》提出的控制目标为依据,到2000年,达到《国务院
关于环境保护若干问题的决定》提出的要求,基本遏制住二氧化硫污染不断恶化的趋势,即排放二氧化硫的工业污染源达标排放;并实施二氧化硫排放量控制;到2010年,二氧化硫排放总量在2000年基础上进一步减少,环境空气二氧化硫浓度达到国家环境质量二级。
二、现状与分析
1.自然社会现状
西安市位于我国内陆腹地,地处“八百里秦川”的关中平原中部,横跨北纬33°39′至34°45′,纵居东经 107°40′至109°49′。总积9983平方公里,辖新城、碑林、莲湖、雁塔、未央、灞桥、临潼、阎良区和长安、高陵、蓝田、周至、户县五县。
西安自然环境优越,平均海拔400米左右,年降水量600毫米,气候类型属于温带大陆性季风半湿润气候,气候变化较温和,四季分明。年平均气温13.3℃,年平均相对湿度为71%,年平均日照为2125小时。
西安南倚秦岭,北偎渭河平原。地形平坦、开阔,土质肥沃。
“秦中自古帝王都”,优越的自然地理条件,使西安成为我国历史上十二个朝代建都之地,国际上闻名遐选的四大古都之一。
西安市是陕西省省会,陕西的政治、经济、文化中心,不仅是我国一个重要的科研、高等教育、国防科技工业和加工工业基地,也是陕西和全国的一个重要对外“窗口”。未来15年内西安市总体发展的战略思路是:率先建立社会主义市场经济体制,扩大对内对外双向开放,充分发挥科技、旅游、商贸和加工工业的优势,逐步以高新技术产业取代和改造传统产业,促进国民经济持续、健康、快速增长和第三产业比重逐步上升,在基本完成工业化任务的基础上,向现代化建设第三步战略目标迈出重大步伐,构筑起外向型城市的框架,最终成为具有广泛影响力的国际性城市。
全市总人口647万人(1995年末),市区(六个行政区)人口292万人,其中城市人口(非农业人口)216万人,若加上日平均流动人口,则城市人口达366万左右。1995年全市国内生产总值达351.26亿元,工业总产值达474.65亿元,乡镇企业总产值为253.22亿元。
1995年、2000年、2005年、2010年各水平年西安市区人口、经济等社会发展状况预测列于表2-1。
表2-1西安市区社会经济发展状况预测
(附表略)
2.能源消耗现状
一次能源消耗结构1995年西安市市区燃料消费结构见表2-2。
1995年西安市区能源总需求量为361.0万吨标准煤,其中煤在一次能源消确费中占89.8%,燃油和燃气仅占9.2%和0.9%,且油中硫份:汽油、柴油在0.15一0.2%之间,重油硫份在1.0一2.0%之间,燃油排放到空气中的二氧化硫相对很小。因而,燃煤是造成大气污染的主要污染源,故在后述二氧化硫预测中对机动车和锅炉燃油排放的二氧化硫不予以考虑。
西安市燃煤的主要行业是电力、煤气生产业,年燃煤量71.04万吨,占全市总燃煤的18.12%,其次为机电及其它制造业,年耗煤45.93万吨,占全市燃煤的11.72%。锅炉年燃煤342.18万吨,炉窑37.97万吨,分别占全市燃煤的87.29%和9.67%。
煤炭消耗状况1995年西安市市区燃煤消耗量共计391.98万吨,其中工业企业(包括电厂)用煤量287.31万吨,西安市民用生活煤全年由市燃料公司供应约46万吨,还有大量饮食摊点和一些事业单位的小炉灶燃煤,共计104.67万吨。燃料焦炭用量为0.39万吨。原料煤用量相对较少,主要用于西安市焦化厂的生产,消耗量为33.3万吨。燃煤产地状况见表2-3,各火电厂能源耗主要参数见表2-4。
表2-2西安市区燃料消费结构状况一览表
(附表略)
表2-3西安市区燃煤产地消耗状况一览表
(附表略)
表2-4西安市区火电厂能源消耗主要参数
(附表略)
表2-5西安市区环境空气质量状况
(附表略)
西安市市区燃煤主要为烟煤,占全市总耗煤量的91.76%,其来源主要是铜川、黄陵等地;无烟煤耗量相对较小,大多用于民用燃煤,其产地多源自宁夏、山西等地。从煤质情况比较来看,烟煤硫分高,灰分低,热值高;而无烟煤硫分低,灰分高,热值相对低。
西安市市区内两家火电厂均使用高硫煤,其硫分为:西郊热电厂3.33%,灞桥热电厂3.00%;耗煤量分别为14.78万吨和56.26万吨,是市区内重点治理的对象。按照国家环保局对二氧化硫污染控制区的划分要求,一方面优先考虑低硫煤和动力煤向火电厂的供应(近期目标),另一方面必须建设脱硫设施(远期目标)来减少二氧化硫的排放,达到“两控区”控制目标。
3.二氧化硫污染及排放现状
空气质量现状西安市市区环境空气质量现状(1991一1997年)见表2-5。
表2-5表明,西安市市区二氧化硫年均值浓度从1992一1996年基本持平,且达到国家大气环境质量二级标准,1997年上升幅度较大,并超过国家大气环境质量二级标准,降水酸度(PH)历年来均偏弱酸性,范围在5.6-6.9之间,酸雨频率在1996、1997两年明显增加。
二氧化硫排放情况1995年西安市市区二氧化硫总排放量为17.18万吨,二氧化硫年排放量在400吨以上的主要行业二氧化硫年排放量为10.17万吨,占全市区年排放量的59.2%,这些主要行业中以电力、煤气、供热的生产供应业二氧化硫排放量最大,其次为普通机械制造业,从不同的燃烧设备来看,锅炉(工业主要为链条炉)排放的二氧化硫量为9.07万吨,所占比重为全市区的52.79%。西安市市区二氧化硫重点污染源年耗煤量占全市区总耗煤量的45.51%,排放的二氧化硫量为7.86万吨,其污染负荷占全市二氧化硫总污染负荷的45.76%。其中尤以西安灞桥热电厂、西郊热电厂污染负荷量最大,两个厂的污染负荷占全市区总负荷的18.12%。另外,考虑到西安市区周边环境的影响,来自主导风向东北风和西南风的两个重点污染源大户渭河电厂和户县热电厂其耗煤量分别为102.56万吨和41.40万吨,二氧化硫排放量分别为51084吨和15860吨,这必将会对西安市区的大气环境带来一定的污染。
二氧化硫污染治理状况目前,以煤为主体的能源结构导致的大气煤烟型污染为特征的局面尚未得到有效控制。西安市区内仅有小部分工业污染源在去除烟尘的同时进行脱硫,脱硫率却只有10%左右,大部分工业污染源尚没有采取有效的措施削减二氧化硫的排放。
尽管到本世纪末,城市气化率有很大提高,然因工业产值的迅猛增长,而工业生产仍以煤为主要能源,放大气中二氧化硫的污染负荷仍会保持上升趋势。因而改变能源结构,大力推广清洁能源是摆在我们面前的首要问题。
三、综合防治规划
1.二氧化硫排放量及浓度预测
据西安市计委统计数据,1995一1999年,西安市国内生产总值年增长速度在12%-14.45%之间,据预测,在未来十年发展中,其增长速度不超过15%,不低于10%;西安市1991一1995年能源消费弹性系数低于0.2,而我国1980年至2000年间能源消费弹性系数在0.5左右,考虑到西安市国民经济增长速度,参照“九五”规划中产业结构调整情况,本规划在预测总能源需求量时取国内生产总值增长速度12.5%(95年不变价格计算),能源消费弹性系数0.3,预测出各水平年总能源需求量如下表。
表3-1西安市市区各水平年能耗量预测结果
(附表略)
在未来十多年的发展中,由于能源结构的调整及产业结构的变化,燃煤在总能源需求量所占比例将有所降低,在剔除天然气等清洁燃料以及2000年完成的部分集中供热所替代的燃煤量后,预测各水平年燃煤量及二氧化硫排放量结果见表3-2。
表3-2西安市市区各水平年燃煤量及二氧化硫排放量预测结果
(附表略)
从西安市市区宏观调控考虑,我们采用箱式模型,估算出各水平年西安市市区二氧化硫地面年平均浓度如表3-3。
表3-3二氧化硫务水平年地面年均浓度预测
(附表略)
2.污染控制目标
国家对二氧化硫污染控制区提出,到2000年所有工业污染源达标排放,并实施二氧化硫总量控制,城市环境空气中二氧化硫浓度达到国家环境质量标准;到2010年,二氧化硫排放总量控制在2000年排放水平以内,城市环境空气二氧化硫浓度达到国家环境质量标准。冬水平年二氧化硫控制目标见表3-4。
表3-4各水平年二氧化硫控制目标
(附表略)
根据各水平年二氧化硫的预测排放量与确定的总量控制目标(即允许排放量),可以看出西安市在各水平年需削减二氧化硫量分别为:2000年4.01万吨,2005年8.67万吨,2010年14.09万吨。
3.综合防治规划的控制措施
如前所述,根据西安市国内生产总值增长速度,预计到2010年西安市将需燃用燃料煤656万吨,届时,空气中二氧化硫浓度将达到0.109毫克/标立方米,将超过国家二级标准的0.82倍。为了保证国民经济持续发展,既实现城市经济快速增长,又满足城市二氧化硫环境目标的要求,大幅度削减二氧化硫的排放量,是使空气环境质量不受进一步污染并能有所改善的关键。
(1)加快基础设施建设
为了改善空气环境质量,市政府已采取措施,改变能源结构,具体为:
天然气工程到2000年,天然气一期工程完成,实现日供气能力100万立方米,折合标准煤40.22万吨;到2004年,天然气二期工程完成实现日供气能力188万立方米,折合标准煤68.62万吨,届时城市气化率将达到95%;天然气所替代耗煤量已在预测中剔除。
集中供热工程到目前为止,西安市已开始实施几大集中供热工程,包括有解放路至和平门供热工程、南大街集中供热工程、灞桥热电厂五期工程和西郊热电厂二期供热工程,其中南大街集中供热工程和解至和集中供热工程在2000年前全部完工进入正常运转,所替代无煤区、改煤区的低矮燃煤锅炉耗煤量已在预测中剔除,而灞桥热电厂五期工程在2005年左右完成,西郊热电厂二期扩建工程在2001年完成,因而到2005年,西郊热电厂二期工程正常运转供热后可减少二氧化硫排放量2.1353万吨/年,灞桥热电厂五期工程投入运转可减少二氧化硫排放量0.9729万吨/年,可替代供热区范围内的几百座锅炉房,使二氧化硫排放量削减3.11万吨。因此,加快集中供热工程建设是削减二氧化硫污染的重要措施之一。
(2)调整燃煤结构,逐步以低硫煤替代高硫煤
西安市燃料煤以铜川的高硫煤为主,这是造成空气环境二氧化硫污染的重要原因。高硫煤的燃烧已使城市空气环境难以承受,采取措施使用低硫煤或洗选动力煤是削减二氧化硫排放既经济又有效的措施。据调查,全市燃煤的含硫量平均为2.74%左右,若至2000年控制全市燃煤平均含硫量2.0%,(即使中型以下的锅炉基本使用含硫量1.5%的低硫煤),则到2000年可使二氧化硫排放量约削减3.74万吨/年,占全市区应削减量的93.27%,到2005年使现有所有锅炉全部燃烧含硫量1.5%的低硫煤,全市区可削减二氧化硫6.36万吨/年,占全市区应削减量的73.36%。由此,如果能够保证低硫煤的供给,仅控制燃煤硫份便可使绝大多数二氧化硫排放量得到控制。
(3)火电厂二氧化硫排量控制
灞桥热电厂和西郊热电厂是西安市燃煤大户。1995年统计,这两个厂排放的二氧化硫约占全市区总排量的18.12%,因此是我市控制二氧化硫排放总量的重点。
①灞桥热电厂:
为控制二氧化硫排放量,灞桥热电厂已与铜川崔家沟煤矿签约提供100万吨/年低硫长焰煤(S1.51.%)。2000至2005年,按其四期工程满负荷运行耗煤84.4万吨/年计算,采用低硫煤可减少排放二氧化硫2.01万吨/年,占2000年全市应削减量的50.12%,占2005年全市应削减量的22.95%。
至2005年五期扩建改造工程完成,处于正常运行阶段年耗煤量控制100万吨,按照《火电厂大气污染物排放标准GB13223一1996》规定,两控区内新建、扩建和改建的火电厂燃用含硫大于1%的煤炭必须配套脱硫系统。执行这一标准,若按要求燃煤含硫为1%计算,控制该厂二氧化硫排放量不得超过3.2万吨/年。其排放总削减量占全市2010年应削减量的22.71%;若采用末端脱硫措施,脱硫率按80%计,则应削减二氧化硫排放量5.23万吨/年,占全市2010年应削减量的37.12%。
②西郊热电厂:
目前西郊热电厂生产负荷未满,预计2000年一期工程实现满负荷,则年耗煤43.08万吨。现该厂燃用煤含硫高达3.33%,至2000年控制其燃煤含硫不得超过1.51%,则可少排二氧化硫1.24万吨/年,占全市该年应削减量的30.92%。
西郊热电厂二期工程预计2001年完成,2005年满负荷运行预计需燃煤110万吨。届时按国家标准控制其燃煤硫份小于1%,允许其排放二氧化硫1.76万吨,比燃高硫煤减少4.05万吨/年,占2005年全市应削减量的46.23%;如末端脱硫措施按80%计,则应削减二氧化硫4.32万吨/年,占2005年全市应削减量的49.31%。
总之,至2000年,如果控制西安市现有两座热电厂以低硫煤替代现在高中硫份煤,其二:氧化硫排放的削减量为3.25万吨/年,可占全市该年份应削减量的81.04%;2005年二厂采用低硫煤或配置烟气脱硫装置,可减少二氧化硫排放总量8.55万吨/年,削减量占全市该年份应削减量的90%以上,就可基本完成该水平年全市的总控制目标。
(4)建设“无燃煤区、改煤区”,减少燃煤量
建设“无燃煤区、改煤区”。1999年西安开始“无燃煤区、改煤区”建设,西安市无燃煤区40多平方公里,改煤区150多平方公里,须改造包括无煤区明城墙内的所有燃煤锅炉和改煤区内小于、等于0.7兆瓦的燃煤钢炉共1697台,这些锅炉经改造使用清洁燃料后,每年可减少燃煤量58万吨,削减二氧化硫排放量2.13万吨。
(5)开发、推广脱硫技术
直接燃用低硫煤或洗选煤是十分经济、有效的措施,然而近期难以普遍实现。如前所述,至2010年,控制全市燃煤含硫1.5%也仍达不到环境目标的要求,因此要推广适应西安经济能力的脱硫技术。
根据95年排污申报登记,西安市现有产气10蒸吨以上锅炉229台,预计2005年6吨以上锅炉中约50万吨耗煤采用脱硫措施,脱硫效率60%,可以削减1.48万吨,占当年总削减量的16.89%。2010年若6吨以上锅炉中约100万吨耗煤采用脱硫效率70%以上,可以削减3.45万吨/年。
(6)节能降耗改革工艺,实施清洁生产,逐步淘汰高能耗重污染的工艺及设备
据不完全统计,西安市区现有以中小型锅炉为主,锅炉热效率普遍较低,一般在30%一50%左右,造成能源浪费极大。通过采取改进锅炉性能,提高运行水平等一系列节能降耗措施,至2000年锅炉热效率平均提高按10%计算,全市每年即可节约燃煤约50万吨,减少排放二氧化硫2.19万吨。
西安市主要耗煤行业除电力煤气生产供应业外,化工、冶金、建材业燃煤量约占全市工业燃煤的21%。这些行业尤其需加大改造力度,降低能耗,推行清洁生产。如果提高能源利用率15%,可以削减二氧化硫0.4万吨。
综合上述分析拟订我市二氧化硫分期削减计划见表3一5。如上述各项技术措施得以实施,即可以完成削减二氧化硫排放量的目标。
(7)加强地方法律、法规建设与执法
①建立二氧化硫排污收费制度。以国务院[1996]24号文的精神为依据,制定西安市二氧化硫排污收费标准,通过征收二氧化硫排污费来提高排污单位治理二氧化硫的积极性,同时也可以通过征收排污费为脱硫工程积累部分资金。
②发放二氧化硫排污许可证。凡排放二氧化硫的污染源单位均须持有二氧化硫排污许可证,控制各单位二氧化硫排放量,对于超量排放的单位除交纳二氧化硫排污费外,还须加倍交纳超量排放部分的费用。
③完善目标责任书制度。将削减二氧化硫排放指标列入各区环境目标责任书,加强下一级政府部门的环境管理力度,在管理体制上确保二氧化硫削减战略的实现。
④调整产业结构,鼓励低能耗、无污染或少污染、产值高等工业的发展,严格控制铸造、锻造、热处理等高耗能,高污染行业的发展。增加第三产业国民产值比例。
⑤建立控制二氧化硫污染的监督体系。二氧化硫污染控制措施的实施,应在环保局的统一管理下建立相应的管理监督体系,首先要对各污染企业、单位进行定期监测,包括二氧化硫浓度、排放总量以及煤硫分的监测、检查,因而急需建立二氧化硫污染源年检、抽检制度,完善相应的监督管理体系,对于企业单位二氧化硫排放情况严格执行相应的有关制度措施,以确保二氧化硫污染得到控制。
4.投资分析
实施二氧化硫的削减计划无论采取哪种措施均需相当数量的投资。按照国民经济“九五”及2010长远发展规划,以环保投资占国内生产总值1.5%计,各水平年的环保投资额分别为2000年13.58亿元,2005年20.90亿元,2010年57.30亿元。二氧化硫污染控制是环境污染控制的一项重要指标,以环保投资的20%来计算,各水平年二氧化硫污染治理投资额分别为2000年2.72亿元,2005年4.18亿元,2010年11.46亿元。以中国目前适用的5种脱硫方法费用均值来计算(1900元/吨),各水平年实施脱硫技术及设备更新改造、建洗选煤场,需耗费用分别为2000年约0.19亿元,2005年约1.助亿元,2010年约4.70亿元,由此,如果环保投资到位,二氧化硫治理资金落实,而且可以采用更先进的脱硫技术,解决二氧化硫污染问题,实现环境目标。
结论
1.按照国家对“两控区”提出的要求,2000年、2005年、2010年各水平年西安市的二氧化硫年总排放量是14.71万吨。如果不采取任何措施,预测各水平年二氧化硫排放量分别为18.72万吨、23.38万吨、33.2万吨,因此为达到控制目标,各水平年二氧化硫应分别削减4.01万吨、8.67万吨、18.49万吨。
2.为了保证二氧化硫控制目标的实现,本规划提出了技术上实施总量控制措施。达到2000年目标,必须使用低硫煤,使用硫分1.0%以下的低硫煤,到2000年二氧化硫可削减11.87万吨,能完成控制目标。到2005年和2010年,除燃用低硫煤外,用天然气、液气燃料、燃料油和电替代燃煤,以减少燃煤量。对电厂和冶炼行业等燃煤大户上脱硫措施,对新建项目,严格控制二氧化硫排放量等,可以完成控制目标。
3.通过对国民经济发展状况及环保投资的分析,在确保环保资金的投入和二氧化硫防治规划的控制措施实施的情况下,可以完成规划提出的控制目标。
西安市环境保护局
1999年12月
参考文献
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