NOX总量指标混合加权分配方法的研究

刘怀平，宋正华，刘汉顺，严如忠，倪新慧

(江苏科行科技集团有限公司，江苏 盐城 224003)

NOX总量指标混合加权分配方法的研究

刘怀平，宋正华，刘汉顺，严如忠，倪新慧

(江苏科行科技集团有限公司，江苏 盐城 224003)

随着我国环境保护工作的深入发展，单因子加权已经越来越不能满足环境管理、环境预测与规划、环境影响评价的要求。“十二五”是我国重点区域实施火电氮氧化物总量控制的重要时期，本文提出了一种适合我国火电氮氧化物总量控制的多因子混合加权分配模型，使总量指标分配更具有公平性和可行性。

总量指标;模型系数;混合权重;模拟分配

1 引言

合理确定污染物排放指标分配的权重系数，是环境管理、环境评价、环境预测与规划、环境影响评价研究的一项重要内容。影响火电大气污染物排放总量分配的因子很多[1]，如装机容量、排放标准、排放现状、环境质量目标、环境自然净化能力、污染物削减能力等。其中排污现状、装机容量、排放标准是主要的影响因子。在以往的火电大气污染物（二氧化硫、粉尘）总量分配中，应用单因子权重系数得到的分配结果或多或少存在有失公平等不合理的问题，使总量指标失去可操作性。本研究建立了一种多因子加权的混合模型。可应用混合权重得到污染集中区、重点地区和其他地区以及各省（区、市）火电氮氧化物总量分配指标，提高分配结果的可信度和公平性[2]。该方法成功地应用于我国2015年火电氮氧化物总量指标的模拟分配，分配结果显示，重点区域的污染得到了有效的控制，严重污染级和重污染级的区域面积分别比2009年减少71.27%和37.80%，取得了良好的环境效应。

2 建立混合模型

本模型选择基准年的火电机组装机容量、“十二五”期间即将实施的《火电厂大气污染物排放标准》和北京、天津、上海等直辖市已经实施或即将实施的地方污染物排放标准作为建模因子。建立直辖市、其他省份、西部地区三个区域为主要模块的模拟分配模型，构造国家、区域、城市三个层次相互结合的氮氧化物总量控制框架，其中把区域作为氮氧化物控制的重点层次，以珠三角、长三角和京津冀地区作为重点控制区域[3]。

2.1 建模基础数据的选择

（1）区域范围

根据实施火电氮氧化物总量控制的需要，对全国各省（市、区）重新进行了空间组合。直辖市包括北京、天津、上海；其他省份包括河北、辽宁、江苏、浙江、福建、山东、广东、海南、山西、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南；西部地区包括四川、重庆、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆、广西、内蒙古。

（2）装机容量

2008年全国各省（区、市）火电机组装机容量见表1。

表1 2008年全国各省（区、市）火电机组装机容量

2.2 模型系数

（1）容量系数（A）的计算

容量系数（A）：系指直辖市、其他省份、西部地区火电机组装机容量占全国总装机容量的比例。计算结果如表2。

表2 直辖市、其他省份、西部地区容量系数计算结果

（2）标准系数（B）的计算

标准系数（B）：指某一区域执行的标准值占3个标准值（100mg/m3、200mg/m3、400mg/m3）之和的比例。

按照直辖市、其他省份、西部地区分别执行100mg/m3、200mg/m3、400mg/m3的氮氧化物排放标准计算标准系数，计算公式如下：

标准系数（B1）=100mg/m3÷（100＋200＋400）（mg/m3）

标准系数（B2）=200mg/m3÷（100＋200＋400）（mg/m3）

标准系数（B3）=400mg/m3÷（100＋200＋400）（mg/m3）

经计算，直辖市、其他省份、西部地区三个区域的标准系数分别为0.1428（1/7）（B1）、0.2857（2/7）（B2）、0.5714（4/7）（B3）。

（3）复合系数的计算

复合系数（a，b，c）：等于容量系数（A）与标准系数（B）之乘积。计算公式如下：

a= A1×B1；b= A2×B2；b= A3×B3

经计算，直辖市、其他省份、西部地区三个区域的复合系数分别为0.0069（a）、0.2156（b）、0.1127（c）。

（4）综合分配系数（α）的计算

综合分配系数（α）：某一区域综合分配系数（α）系指某一区域的指复合系数占三区复合系数之和的比例。计算公式如下：

经计算，直辖市、其他省份、西部地区三个区域的综合分配系数分别为0.0206（α1）、0.6432（α2）、0.3362（α3）。

3 2015年总量指标模拟分配结果

依据《火电厂大气污染物排放标准》编制说明（征求意见稿）中预测结果，实施新标准后的2015年全国火电NOx排放量795万t作为模拟总量。模拟计算公式如下：各省（区、市）分配指标=模拟总量×区域综合分配系数（α）×污染负荷比。2015年与2009年火电氮氧化物源强等级的对比见表3；模拟分配结果见表4；多因子混合加权与单因子加权的比较见表5。

表3 2015年与2009年火电氮氧化物源强等级的对比

表4 2015年全国各省（区、市）总量指标模拟分配结果汇总

4 结论

（1）混合法实现了对污染因子的综合控制，避免了局部的环境“过保护”或“不足保护”的问题，在污染物总量控制不断完善和提高的今天，在单因子加权不宜再用、但这些因子又不得不在分配中得以体现的情况下，多种因子以“剪切共轭”的关系同赋于一个分配模型中，对总量分配起到了公正公平的作用。

（2）混合模型建模数据来源可靠，数字准确，因子间逻辑关系明确，模拟框架合理。模拟结果显示，属于严重污染和重污染等级的区域面积2015年比2009年显著减少，紫色的减少了71.27%，红色的减少了37.80%。

（3）介于以上两条结论，模拟分配结果经过适当微调后，在编制“十二五”规划、环境影响评价、建设项目审批、节能减排考核中可以实际应用。

表5 多因子混合加权与单因子加权的比较

[1]刘娜，谢绍东.中国不同经济区域大气污染总量分配方法的选择研究[J].北京大学学报（自然科学版），2007，43（6）：11.

[2]陈文颖，等.城市大气污染物排放量公平分配的方法[J].清华大学学报（自然科学版），1998，38（7）：50-53.

[3]吴晓青.我国大气氮氧化物污染控制现状存在的问题与对策建议[J].中国科技产业，2009.

Research on Mixed Weighting Method of NOXTotal Load Index

LIU Huai-ping, SONG Zheng-hua, LIU Han-shun, YAN Ru-zhong, NI Xin-hui
(Jiangsu COHEN International Engineering Group Co., Ltd, Yancheng Jiangsu 224003, China)

With the deep development of environmental protection work, one-factor weighting method can not meet the requirement of environmental management, forecast and plan and environmental impact assessment. NOxcontrolling will be implemented during the Twelfth fi ve-year plan, the research report raises multiple factors weighting method model for power NOxcontrolling in our country, the distribution index of power NOxtotal load is more impartiality and feasibility. This method has been used for distributing the total load of power NOxsince 2005, the result shows that pollution has been controlled in key areas successfully. Serious polluting areas and heavy polluting areas have been reduced by 71.27% and 37.80% respectively in comparison with that in 2009, which achieve favorable environment effects.

index of total load; coeff i cient of model; mixed weight; simulative distribution.

X701

A

1006-5377（2011）02-0023-04