我国“十三五”能源与环境协同发展策略研究

闫 祯 陈潇君

(环境保护部环境规划院，北京 100012)

引言

我国“十三五”能源与环境协同发展策略研究

闫 祯 陈潇君

(环境保护部环境规划院，北京 100012)

“十二五”期间，我国能源生产与消费增速虽有所放缓，但能源生产与消费总量总体上仍在增加，以煤为主的能源结构尚未发生根本改变。“十二五”期间严峻的大气污染形势对能源发展提出更高要求。本文从优化能源消费结构、调整能源生产布局、加强能源行业污染治理等方面展开探讨，力图寻找能源与环境协调发展的最佳对策。

能源消费、环境影响、控制策略

引言

改革开放以来，我国社会经济发展取得了举世瞩目的成就，在国民经济快速增长的同时，能源的生产与消费也在快速增长，我国已经成为世界最大的能源生产国和消费国，大量化石能源的开采和消费，也让我国付出了巨大的资源环境代价。长期以来，国内外学者对化石能源开采[1-2]、加工[3，6]和消费[7-8]引发的环境问题开展了大量的研究，探索能源消费与环境保护之间协同发展。本文在前人研究的基础上，从能源与环境问题出发，回顾了“十二五”时期我国能源发展与大气环境关系、分析了“十三五”大气环境治理面临的严峻形式，最后从优化能源消费结构、调整能源生产布局、加强能源行业污染治理等方面提出对策，为协调我国能源发展与环境保护之间的关系提供政策建议。

1 “十二五”我国能源发展与大气环境关系回顾

1.1 我国能源生产与消费总量增速趋于平缓

“十二五”期间，我国能源生产与消费总量有所增加。2011-2014年能源生产总量持续上升，2015年略有下降，2015年能源生产总量为36.2亿吨标准煤，比2010年增长约16%。能源消费量持续增长且始终高于能源生产量，2015年能源消费量43.0亿吨标煤、与2010年消费的36.1亿吨标煤相比，增长了19%；但能源消费总量增速逐年放缓，由2010年的7.3%，已降至2015年的0.9%，能源消费增速创17年来(1998年至今)最低值(如图1)。

数据来源：中国能源统计年鉴图1 “十二五”中国能源生产和消费变化情况

与其他国家相比，我国无论能源生产量还是终端能源消费量均处在较高水平(如图2)。2015年，中国能源消费量占世界能源消费总量的23%，超过美国、欧盟，远超俄罗斯、印度、日本、巴西等国家，居于世界首位。同时中国的煤、石油、天然气等化石能源制品生产量也居世界首位，特别是煤制品生产量占世界煤炭产量的比例达48%。

数据来源：BP世界能源统计年鉴2016年1图2 2015年中国与世界部分国家能源生产、消费情况

1.2 以煤为主的能源结构尚未发生改变

“十二五”期间，我国从政策层面不断提出煤炭消费总量控制的相关工作要求[9-10]，煤炭消费量占能源消费总量的比例逐年下降，已由2010年的69.2%降至2015年的64.0%；同时，天然气、水电、核电等清洁能源消费占比不断提高，从2010年的13.4%升至2015年的17.9%。但煤炭在能源消费总量中占比仍最大，远超石天然气、水电、核电等清洁能源(图3)。

数据来源：中国能源统计年鉴图3 “十二五”中国能源消费结构

但与世界其他国家相比，我国煤炭占能源消费的比重仍偏高，以2014年能源消费情况为例，美国煤炭占能源消费的比例为17%、欧盟为16%、俄罗斯为13%，德国为24%、日本为27%、印度为56%，均低于我国煤炭占能源消费的比重(图4)。

数据来源：BP世界能源统计年鉴2016年图4 2015年世界部分国家能源消费结构

1.3 煤炭消费是影响我国大气环境质量的首要因素

煤炭消费带来的污染物排放总量高、贡献大。重点耗煤行业同时也是大气污染物排放大户，燃煤电厂、工业锅炉、居民用煤等煤炭直接燃烧排放的SO2、NOx和烟粉尘分别占我国污染物排放总量的79%、57%和44%；水泥、钢铁、焦化、煤化工等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%。根据北京、天津、石家庄、上海、南京、广州等城市源解析结果，燃煤对PM2.5污染来源总贡献约占25%左右(图5)；而贡献比约占10%～30%的工业生产，也有大部分排放与煤炭使用直接相关；综合考虑燃煤直接排放的一次颗粒物及由此转化的二次颗粒物的贡献，煤炭使用对我国环境PM2.5浓度的贡献在50%～60%。燃煤也是我国人为源大气Hg排放的最大来源，煤炭直接燃烧排放的Hg占全国大气汞排放量的55%。此外，焦化、煤化工生产过程还排放大量有毒有害气体，如苯并芘、多环芳烃等，对人体健康造成极大危害[11]。

图5 部分城市PM2.5源解析结果

原煤入选率低、燃煤设备能效低、污染物去除效率低是导致燃煤污染的重要原因。中国煤炭资源大多属于中低硫煤和中灰煤，2015年原煤入选率仅为65.9%，其中约一半的煤炭用于发电，其余大量灰分和硫分偏高的煤炭用于能源利用效率低、污染物控制效果差的小锅炉和小煤炉，这一部分散烧煤炭吨煤污染物排放量远超其他燃煤设施，是冬季重污染期间对近地面污染贡献最高的来源之一。

能源消费空间分布不均衡引发区域性大气环境问题。我国能源消费强度存在明显的地域差异，京津冀鲁豫、长三角、广东等9省(市)以占全国10%的国土面积，消费了全国39%的煤炭，排放了全国34%的SO2、41%的NOx和32%的烟粉尘，能源消费强度、煤炭消费强度、单位面积污染物排放强度均是全国平均水平的4倍左右。大量能源(尤其是煤炭)的使用导致污染物排放量超出环境自净能力，造成了我国区域性大气污染问题。当前我国PM2.5高浓度区主要集中在京津冀及其周边地区、长三角、成渝地区、河南、湖北等中部区域，与单位面积能源消费量较大的地区高度重合(图6)。

图6 各省(区、市)能源强度及PM2.5浓度

1.4 石油加工和消费排放污染呈加重趋势

近年来我国原油消费量持续攀升，由2002年的2.48亿吨增至2015年的5.43亿吨，石化行业与交通运输是石油的最大消费部门。

石化行业污染排放不容小觑。2015年我国原油加工量达到5.2亿吨，创历史新高。石化行业资源依赖性强且污染物排放量大，是我国大气污染物排放的第六大工业源。石油加工、炼焦和核燃料加工业，“十二五”期间每年的废气排放量约为20000亿立方米，SO2、NOx、烟粉尘每年的排放量约在80万吨、37万吨、44万吨，约占重点工业行业排放总量的3%～5%；VOCs的排放量约占全国排放总量的7%。

机动车污染已成为我国城市空气污染的重要来源。机动车污染是造成灰霾、光化学烟雾污染的主要成因。2015年全国机动车保有量达到2.79亿辆，机动车大气污染物排放总量高达4532.2万吨，其中NOX、PM、HC、CO的排放量分别为584.9万吨、56.0万吨、430.2万吨、3461.1万吨。部分城市PM2.5来源解析表明，机动车大气污染物排放对本地PM2.5的贡献可达20%～30%左右(北京31.1%，深圳26.9%，广州21.7%)。

油品质量升级缓慢导致了船舶及非道路移动机械大气污染物排放量难以得到有效控制，对空气质量影响呈加重趋势。相关研究表明，船舶排放对SO2、NOx和颗粒物的排放影响最为显著，上海市船舶排放对SO2、NOx和PM2.5的贡献率分别达到12.0%、9.0%和5.3%[12]；深圳市船舶排放的贡献率分别为58.9%、16.4%和5.2%[13]；香港船舶是全市PM10、NOx和SO2的最大排放源，在全市排放总量中分别占 37%、32%和50%[14]。

2 “十三五”大气环境形势

2.1 主要大气污染物排放量远超环境容量

“十二五”期间我国主要大气污染物排放虽然得到了有效的控制，但排放总量仍远超环境容量。“十二五”我国主要大气污染物的排放控制有了较快的发展，通过大规模脱硫脱硝设施的建设，我国煤电机组脱硫设施安装率由83%增加到99%以上；完成煤电超低排放改造的机组约占全国煤电装机1/10。钢铁烧结机脱硫、水泥脱硝等工程措施取得重大突破，钢铁烧结机脱硫设施安装率由19%增加到88%；新型干法水泥生产线脱硝设施安装率由0达到92%。“十二五”末SO2和NOx总量减排取得显著成果，全国SO2、NOx排放总量分别比2010年下降18.0%和18.6%(图7)。但目前我国污染物排放总量仍很大，远超出环境容量。据环境规划院测算[15]，全国所有地级城市 PM2.5年均浓度达标下，SO2、NOx的环境容量分别为1363.26、1258.48 万吨，2015年我国SO2、NOx排放量分别超过环境容量36%、47%。

图7 “十二五”期间SO2及NO2排放量

2.2 城市空气质量普遍超标

2015年全国338个地级及以上城市，仅73个城市空气质量达标，约85%的人口生活在不达标大气环境中。从全国范围内各指标平均浓度来看，SO2、NO2、CO和O3等4项指标均达标，PM2.5、PM10分别超过年均值二级标准42.9%、24.3%。京津冀及其周边地区、长三角地区、成渝地区、以及河南、湖北等中部地区PM2.5污染较重(如图8)。2015年京津冀区域PM2.5年均浓度77μg/m3，超标一倍多；长三角区域PM2.5浓度为51μg/m3，超标45.7%；成渝地区PM2.5年均浓度超标67.0%；河南、湖北PM2.5年均浓度分别超标42.5%和31.4%。

图8 2015年全国PM2.5年均浓度分布

2.3 环境保护对能源发展的要求

“十三五”是实现环境质量总体改善的窗口期、转折期、攻坚期，也是推动能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命和能源体制革命的关键期，降低煤炭占一次能源消费比重、优化地区能源生产与消费布局、推进煤炭清洁高效利用等手段，既是打造中国能源升级版的重要手段，也是“十三五”全国城市空气质量稳步提升的重要保障。2014年出台的《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》提出，到2020年，国内一次能源生产总量达到42亿吨标准煤，一次能源消费总量控制在48亿吨标准煤左右，煤炭消费总量控制在42亿吨左右；煤炭占一次能源消费比重控制在62%以内，非化石能源占一次能源消费比重达到15%；京津冀鲁豫四省市煤炭消费比2012年净削减1亿吨，长三角和珠三角地区煤炭消费总量负增长。

3 减缓能源发展环境影响的对策措施

3.1 优化能源消费结构

控制煤炭消费总量。重点削减工业锅炉、窑炉、生活散煤等终端用煤量；对PM2.5年均浓度超标严重的城市，要求其制定煤炭消费总量控制方案；京津冀鲁豫、长三角、珠三角等重点控煤地区应严控钢铁、焦化、水泥等行业发展规模，严格执行新建项目能评、环评等约束性制度，确保新建项目能效水平达到国内先进水平，对耗煤行业新增产能严格实行煤炭减量置换；推进煤炭税费类型构成调整，增加合理反映煤炭环境外部成本的环境税费。

加大散煤整治力度。结合地方治理需要，逐步扩大城市高污染燃料禁燃区范围。加快天然气输配管网和储气调峰设施建设，结合城中村、棚户区改造，有序推进重点城市天然气、电力等清洁能源替代生活散煤。京津冀等重点区域应统一煤炭质量标准，严格禁止劣质散煤流通，建立和完善农村地区洁净煤生产配送中心，实行清洁煤定点生产、定点销售、网格化管理，加快推进京津冀地区农村“煤改电”工程。力争在“十三五”末，城市建成区基本实现天然气、电力等清洁能源替代生活散煤，有条件农村地区因地制宜使用太阳能、生物质能、电能、天然气等清洁能源替代散煤。

大幅度提高煤炭集中转化与集中治理。提高电煤占煤炭消费比重，加快实施燃煤电厂超低排放和节能改造、工业余热余压利用、能量系统优化等节能改造工程。加快淘汰落后燃煤锅炉，推广清洁高效锅炉，全面推进燃煤锅炉和燃煤工业窑炉节能环保改造；大力推进热电联产、集中供热和工业余热利用，全面关停、拆除集中供热管网覆盖区域内的燃煤小锅炉、工业窑炉；通过建立用煤台账等手段强化重点用煤单位煤质管理。限制高硫分高灰分煤炭的开采，加大煤炭洗选力度，新建煤矿要同步建设煤炭洗选设施，现有煤矿要在“十三五”期间限期建成配套洗选设施；鼓励煤矸石、褐煤等低热值煤和劣质煤就地清洁转化利用。

3.2 调整能源生产布局

科学规划区域能源供应，在能源资源丰富的西部地区，根据环境承载能力，合理加大能源开发力度，增强跨区调出能力；合理控制中部地区能源开发强度；大力优化东部地区能源结构。同时鼓励发展新能源和可再生能源，落实新能源补贴及税收优惠政策，因地制宜利用核电、水电、风电、太阳能、生物质能、地热能等新能源和可再生能源替代煤炭消费。

优化区域煤电布局。京津冀、长三角、珠三角等区域新建项目禁止配套建设自备燃煤电站，除热电联产外禁止审批新建燃煤发电项目。西部煤炭富集地区要科学规划建设大型煤电基地，科学推进西部地区锡盟、鄂尔多斯、晋北、晋中、晋东、陕北、宁东、哈密、准东等大型煤电基地开发，继续合理扩大西部煤电东送规模，同时要重视煤电基地及周边地区空气污染防控。中部及其它地区适度建设高效清洁的路口电站及负荷中心支撑电源。

严格控制炼化产能，调整石化布局。促进京津冀、长三角、珠三角地区石化产业布局优化和产能整合提升，推动中国石化上海高桥石化向漕泾化工区调整改造，压缩南京市石化产能，京津冀地区加快区域内环境敏感区和人口密集区的石化企业调整改造，天津石化产业向南港工业区聚集发展，推动广州石化搬迁。

有序推进煤化工行业发展。统筹考虑环境容量、水资源供给、节能减排潜力等因素，在煤炭和水资源等条件较好的地区，有序开展煤制烯烃、芳烃等现代煤化工升级示范。东部沿海地区严禁新布点煤化工项目。稳步推进煤炭深加工产业发展，坚持科学合理布局，重点建设鄂尔多斯盆地煤制清洁燃料基地、蒙东褐煤加工转化基地以及新疆煤制气基地，增强我国清洁燃料保障能力。

3.3 加强能源行业污染治理

结合排污许可证管理制度，推进能源行业达标排放治理。积极推进燃煤机组超低排放改造，实现“提速扩围”，进一步提高小火电机组淘汰标准。石化炼化企业应依据排放标准要求，全面实施达标排放改造，确保于2017年7月1日前稳定达标排放。石化、化工等企业应组织开展LDAR运行情况排查工作并按要求规范化运行，确保发挥LDAR减排效果。重点区域石化企业按照相关要求执行大气污染物特别排放限值。

加快成品油质量升级。积极推进车用汽、柴油质量升级，推进车用柴油、普通柴油、部分船用燃料油逐步并轨。推进汽、柴油国Ⅵ标准早日出台并实施，增加清净剂相关要求和价格政策。全面推进汽油储油库、油罐车、加油站，以及原油成品油储油库、码头、运输船舶进行油气回收治理改造，对已安装油气回收设施的全面加强运行监管。

加强移动源污染控制。合理控制机特大城市机动车保有量。严格执行机动车强制报废标准和老旧运输船舶管理规定，采取划定禁行区域、经济补偿等方式，逐步淘汰黄标车、老旧车辆和船舶。根据油品升级进程，分区域加快实施机动车国五标准，分步实施非道路移动机械第三阶段污染物排放标准；2019年开始对新生产的船用发动机实施第一阶段污染物排放标准。开展非道路移动机械和船舶污染源普查，推动建立非道路移动源和船舶大气污染控制管理台账。“十三五”末，重点区域应完成城市内非道路移动机械低排放区划定工作。设立珠三角、长三角、京津冀水域船舶排放控制区，同时推进建设岸电设施建设。

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Study on Synergetic Development Strategy of Energy and Environment in the 13th Five-Year-Planning

YAN Zhen，CHEN Xiaojun

(Chinese Academy of Environmental Planning，Beijing 100012，China)

During the 12th Five-Year Plan period，the growth of energy production and consumption of China has slowed down，but the total amount of energy production and consumption are still increasing. The coal-dominated energy structure has not changed. The serious air pollution put forward higher requirements for energy development. This paper discussed from the following aspects：the optimization of energy consumption structure，the adjustment of energy production layout，the pollution control of energy industry and so on，try to find the best strategy of coordinated development of energy and the environment.

energy consumption；environmental impact；control strategy

闫祯，硕士研究生，助理研究员，研究方向为能源-环境政策

陈潇君，副研究员，研究方向为能源-环境政策、污染物总量控制等

X21

A

1673-288X(2017)02-0031-05

引用文献格式：闫 祯 等.我国“十三五”能源与环境协同发展策略研究[J].环境与可持续发展，2017，42(2)：31-35.