我国城市天然气替代燃煤集中供暖的大气污染减排效果

杨 宁

（新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司，乌鲁木齐 830000）

我国城市天然气替代燃煤集中供暖的大气污染减排效果

杨 宁

（新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司，乌鲁木齐 830000）

大气污染近年来越发严重，我国北方地区因为冬季比较寒冷，所以需要通过大量燃煤的方式来解决供暖问题。燃煤集中供暖对大气的污染巨大，会产生二氧化碳和各种颗粒物，与当前社会发展目标相违背。本文以当前国内天然气技术发展情况为基础，结合燃煤集中供暖工作开展的形式，讨论使用天然气来代替燃煤集中供暖的方法，以此来减少大气污染、优化环境。

城市天然气；替代；燃煤集中供暖；大气污染；减排

雾霾天气是人们近年来讨论频率比较高的一个话题，同时也是城市空气污染最为严重的表现，对人们身体健康的负面影响较大。北方地区进入冬季后，气温骤降，必须要有热源供应才能保证居民日常生活质量。但是，集中燃煤供暖带来的负面效果十分明显。天然气与煤炭资源相同，都可以通过燃烧的方式来产生热量，满足人们热能需求。它的利用率也明显超过煤炭资源，作为清洁能源，天然气更加满足当前社会发展的要求。接下来，笔者将对相关问题加以阐述。

1 大气污染减排效果影响下的天然气利用问题

1.1 天然气污染物减排系数问题

对不同能源的种类及特性进行研究，并计算出不同能源之间实际的热值关系，再确定热值污染物整体排放系数，并转换原始的数据，将原始数据内排放系数变成单位热值污染系统下的总污染物排放指标。按照综合能耗计算通则中的内容，对各种数据进行转换，使其变成一种以热值表示的污染物排放指标。

转换之后，利用等热值代替的方式，对原有的燃煤系统内部污染物的整体排放系数以及天然气后污染物排放系数进行计算，并控制二者之间的差异。对二者之间的差异进行对比，产生的差值就是利用天然气来代替燃煤之后，实际上得到的污染物减排系数指标。通过总结近年来工作开展的情况，笔者发现，如果真正实现了等热值天然气代替燃煤，可以有效减少一些污染物的排放量。首先是二氧化碳，其总排放量和替换之前相比，会有明显下降。从颗粒物的角度来看，不论是供暖还是发电领域，将天然气作为燃料，效果都要明显好于燃煤，而且颗粒物的排放量也更少[1]。日常生活中，天然气厨具完全可以代替燃煤炉具，它可以有效降低SO2与CO的排放量，且供热效果更加理想。

1.2 天然气利用问题

为了更好地对不同的替代能源进行比较，明确不同种类的替代能源减少污染排放的效果，首先，对常见的等热值替代之后各种能源代替项目污染物总排放量进行无量纲化处理。其次，通过该方式对相同能源的替代项目污染物排放总量无量纲系数进行求和处理，将最终的计算结果定义为污染物的整体减排指数。最后，根据不同污染物的减排综合指数，对不同的天然气利用领域进行对比排序处理。

通常情况下，无量纲化主要包含三种处理方法，分别是极值法、标准法与均值法。其中，极值法与均值法都可以搭配消除量纲来使用，并且在使用这两种方法对数量级进行处理时，可以有效保留一些各种变量取值方面存在的差异，差异和变量综合分析二者之间成正比。标准化法是最常用的方法，在无量纲化的同时，消除了各变量在变异程度上的差异，使得转化后的各变量被平等看待[2]。

通过总结近年来国内不同领域百万千卡热值天然气代替燃煤污染物减排量，笔者对一些类别污染物减排系数进行处理，通过标准法，对不同污染物在不同能源代替项目中所产生的标准化减排系数进行计算，得出SO2、NO2、CO、CO2以及PM颗粒物等减排系数；再对相同能源替代项目的无量纲化污染物标准化减排系数进行计算，明确不同污染物的减排工作指数；最后对综合值进行计算，得到排序结果。在天然气利用领域中，天然气集中供暖排在第一位，其次是分户式的燃气供暖与分布式综合减排，然后依次是天然气能源发电与生活天然气代替传统燃煤炉具。随着社会的不断发展，国三标准、国四标准变得越来越严格，天然气作为汽车的动能，已经是不可逆转的发展趋势。天然气替代燃煤集中供暖，打破了传统的燃煤集中供暖模式与分户式供暖模式，减少不必要的污染物排放量，可以有效保护环境，起到污染减排的作用。

2 天然气代替传统燃煤集中供暖污染减排测算结果

按照不同领域工作开展的情况，分别对天然气替代传统燃煤集中供暖的大气污染减排效果进行研究。经过一段时间的使用后，笔者发现，使用天然气来代替传统的燃煤集中供暖，可以有效减少SO2、NOx、CO2、颗粒物的整体排放量，而且各种指标的污染减排效果都相对明显，证明了燃煤集中供暖的弊端。针对冬季燃煤量比较大的省份，对其建筑集体供热的能耗量进行计算。按照行业标准来拟定建筑采暖能耗总量的计算公式。公式涉及采暖能耗的总消耗量、建筑物整体热量的消耗总量等指标。当前，国内绝大部分建筑物依旧使用传统采暖方式，所以其采暖能耗并没有达到国家相关标准的规定，与建筑物消耗热量指标相比差距较大。将民用建筑节能设计指标作为基本研究对象，分别对不同的建筑物热量消耗情况进行计算，并准确定位建筑物消耗热量的具体标准，保证不同城市单位供暖面积能源消耗计算结果的准确性。还要考虑采暖时间和标准煤热值等，明确室外管网整体输送工作效率。在非节能的状态下，这一数值可以达到85%，在节能的状态下，它可以超过90%。

通过对当前我国城市建设系统进行排查，笔者发现，重点供暖城市供暖面积和城市供暖单位面积能源消耗量的乘积，可以准确表示出不同城市建筑集体供热能耗的情况。根据不同城市建筑体供热能耗以及天然气代替燃煤集中供暖所达到的减排系数，分别计算这些重点城市使用天然气来代替传统燃煤集中供暖可以完成的大气污染物减排总量。分析相关数据后可知，这些城市在使用天然气代替燃煤进行集中供暖后，各种污染物的总排放量都明显下降，其中效果最明显的是北京，其次是沈阳与天津。北京集中供暖的面积较大，但是在经费方面投入最多，效果最为明显。从整体数据来看，使用天然气来代替燃煤集中供暖，对缓解我国雾霾等问题具有十分重要的意义。

3 结语

本文分别从天然气污染物减排系数问题、天然气利用问题两方面，对大气污染减排效果影响下的天然气利用问题进行阐述，并分析了天然气代替传统燃煤集中供暖的污染减排测算结果。但本研究没有从经济角度分析其可行性。在后续的研究中，人们可以适当关注大气污染减排对人体健康的正面影响，并计算出相关费用和所得效益，以便全面了解城市天然气替代燃煤集中供暖的综合效益，为后续工作的开展提供参考。

1 庞 军，吴 健，马 中，等.我国城市天然气替代燃煤集中供暖的大气污染减排效果[J].中国环境科学，2015，（1）：55-61.

2 刘文霞，米 伟.燃煤锅炉清洁能源替代工程节能减排分析[J].节能，2014，（1）：53-56.

Effect of Urban Natural Gas Instead of Central Heating on Air Pollution Reduction in China

Yang Ning
(XPCC Surveying amp; Designing Institute (Group) Co., Ltd., Urumqi 830000, China)

Air pollution in recent years is more and more serious, northern China because winter is relatively cold, so we need to solve the heating problem by a large number of coal-fired.The pollution of coal-fired central heating to the atmosphere is enormous, and it will produce carbon dioxide and various particulates, which is contrary to the current social development goals.This paper is based on the current development of domestic natural gas technology, combined with coal fired central heating work carried out in the form of discussion method using natural gas to replace coal-fired central heating, in order to reduce air pollution, optimize the environment.

urban natural gas; substitution; coal-fired central heating; air pollution; emission reduction

X51 文献标识码：A 文章编号：1008-9500(2017)08-0078-02

2017-06-10

杨宁（1990-），女，新疆喀什人，助理工程师，研究方向：环境工程。