供暖行业排污许可量核算方法研究
——以沈阳市为例
2021-01-05苗永刚王泳璇朱娜
苗永刚 王泳璇 朱娜
(沈阳环境科学研究院,辽宁沈阳 110167)
1 引言
2016 年11 月国务院办公厅印发《控制污染物排放许可制实施方案》,标志着我国排污许可证制度进入新篇章[1],随后原环境保护部于2017 年7 月发布了《固定污染源排污许可分类管理名录(2017 年版)》,2018 年1 月发布了《排污许可管理办法(试行)》,2018 年2 月发布了《排污许可证申请与核发技术规范 总则》(HJ 942—2018),生态环境部于2019年12 月发布了《固定污染源排污许可分类管理名录(2019 年版)》,并相继发布了造纸、火电、钢铁、水泥、石化等40 余个行业的排污许可证申请与核发技术规范。随着排污许可证定位的提升,排污许可证的核定和发放将成为未来一段时期我国环境管理的重要内容,急需制定各污染行业科学的排污许可证的核算方法。
排污许可证制度是以改善环境质量为目标,规定排污单位许可排放污染物的种类、数量、浓度、方式,以及环境管理要求事项和环境管理遵循原则的制度[2]。排污许可证制度实施的初始阶段,主要从全国范围内的火电、造纸行业展开,并已制定完成相应的科学方法。截至2019 年9 月10 日,全国共计核发火电、造纸等36 个重点行业排污许可证6.7 万余张,登记企业排污信息4.3 万余家[3]。但随着排污许可证制度的不断深化,涉及行业的深度和广度必将进一步扩大,因此,采暖等重污染行业排污许可证核算方法的研究,对推动未来排污许可证制度的发展、环境管理制度的完善具有重要意义。
沈阳市是东北老工业基地的核心区域,重化工产业集中、机动车保有量高、社会供暖需求大、能源结构不合理等因素共同制约着大气环境质量的改善进程。沈阳市二氧化硫、可吸入颗粒物浓度水平在采暖季节(11 月—次年3 月)长期超标,即煤烟型污染特征十分明显。火电行业是典型的污染集中高效治理的固定源,具有大气污染物排放基数大、工艺相对固定成熟的特点[4],且沈阳市采暖行业具有北方采暖行业的普遍特点,对采暖行业排污许可证的核算方法研究具有一定代表性。
基于此,本文以排污绩效核算方法为核心,以沈阳市供暖行业为例,对沈阳市供暖行业排污许可量核算方法及核算情景进行分析与探讨,为沈阳市排污许可证发放,推动未来排污许可证制度的发展、环境管理制度的完善提供科学的参考和理论支撑。
2 排污绩效理论与核算方法
排污绩效是从发电绩效标准延伸过来的一个新概念和新机制,是指发电厂每发1 kW·h 电所排放的某种污染物的数量[5]。这一定义是在满足总量控制目标要求的基础上,根据排放绩效标准和行业内企业产品生产量来分配大气污染物排放指标,即广义的排污绩效是指生产一单位某产品所排放特定污染物的数量[6]。
排污绩效的应用主要有两方面内容。一是以排污总量与某一要素比值的单要素评价指标,如对区域内某一行业污染物排放总量与行业产品总量、污染物排放率、排放强度等指标进行综合统计,形成环境排污绩效标准。二是排污许可量与排污权核算体系。从总量控制角度出发,对行业内企业污染物排放效率进行评价,形成企业排放核算体系,而行业中任一企业排污许可量核算,应按照标准中规定的单位产品基准排放量的情况进行核算,即以行业排污绩效标准为基础,结合排污交易需求,测算单个企业污染物排放量或排污权量。两者既有区别又相互联系,前者联接区域排污总量与环境质量,后者承接环境管理与排污权交易。
3 沈阳市供暖行业特点与分析
3.1 沈阳市供暖行业概况
依据资料分析,沈阳市供暖的建筑面积为2.76亿m2,且仍呈增加趋势。其中,燃煤锅炉供热面积占全市供热面积的65.8%;热电联产供热面积占全市供热面积的27.3%;清洁热源供热面积仅占全市供热面积的6.9%。
通过相关源解析结果可知,沈阳市燃煤污染源分担率为32.6%,燃煤二氧化硫和氮氧化物年排放量远高于工业源和机动车排放源年排放量,供暖行业燃煤锅炉排放是重污染天气环境质量的主要影响因素。
据2017 年统计资料,沈阳市供暖燃煤锅炉约856 台(不包括1 t 以下非工业源采暖锅炉),锅炉额定出力约为4.21 万蒸吨/h。沈阳市燃煤锅炉数量庞大,燃烧设备类型多样,有以层燃为主的抛煤机炉、往复推动炉排炉,有燃用劣质煤的沸腾炉,有燃料在炉腔中悬浮燃烧的悬燃炉,还有技术标准较高的循环流化床锅炉,以及各种加热炉、干燥炉、焚烧炉等,其燃烧效率、热效率、热负荷及燃料需求各不相同。这些供暖锅炉分布分散,中心城区20 t/h 及以下的小锅炉比较多,且相对集中于和平区、沈河区和于洪区。部分供暖锅炉热效率低下、污染净化设施落后或缺失,甚至燃煤烟气直排进入大气环境,是导致供暖期重污染天气产生的主要因素之一。由此可见,供暖行业管理,尤其是燃煤锅炉污染减排与供暖行业调整,依然是沈阳市环境管理的重点内容。
3.2 现阶段沈阳市采暖行业污染物防治存在的问题
沈阳市采取了一系列行之有效的采暖行业污染物防治措施,取得了初步成效,但此过程中仍然存在一些问题:(1)社会成本升高。在实施大气污染物治理工作的过程中,投入和付出大量的资源,如资金、人力、物力,社会成本飙升。(2)难以保障公平。法律的实现,以公平公正为基础,在环境质量改善的同时,环境管理必须有效兼顾公平、公正和秩序,才能避免引发更多的社会问题。如在“拆小并大”过程中,能否有效保障居民供暖供热,已成为环境管理引发的社会问题。(3)不能调动企业积极性。行业自主调整和技术进步,不能仅靠强制的行政命令,市场化引导才是最有效的手段。供暖行业调整需要探索低成本的环境管理模式,如采用排污许可的污染源管理方式。
4 供暖行业排污绩效应用情景分析
4.1 数据收集与环境容量分析
(1)数据收集。在数据可得的情况下,尽可能地扩大供暖行业数据收集范围,核心数据主要包括两类,一类为供暖企业排污数据,如污染物产生量、污染治理设施效率、污染物排放量等;一类为供暖企业产热供热数据,如供暖单位锅炉数量、燃烧效率、燃煤数量、燃煤品质、出水温度、回水温度等相关指标。核心数据的选取应具有代表性,且供暖企业及锅炉的数量及样本数量足够多。然后,对相关数据进行审核检验,建立样本数据库。
(2)分别计算行业内样本企业二氧化硫、氮氧化物及颗粒物的排放总量,样本企业供热量总值,两者比值为供暖行业平均排污水平。
(3)依据大气环境污染源数据、气象参数及大气环境质量现状数据,采用A-P 值模型与多元扩散模型,计算沈阳市区域二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物污染物大气环境容量。
4.2 应用情景分析
大气环境污染物排放标准是为有效保护人居环境及财产,对每种污染物设立的大气环境质量限度。依据这一标准确定行业内每个污染源的污染物排放限额,进而保护大气环境质量。由此可知,大气环境污染物标准应以区域环境容量为基础,制定总量控制计划,而排污绩效标准与总量控制计划给定的标准相一致,才能有效改善区域大气环境质量[7]。
根据排污绩效涵义,假设沈阳市区域内有采暖行业企业n 家(n 为大于等于1 的正整数),n 家供暖企业排污量总和与供热量总和的比值为行业单位供热量排污量平均水平。计算公式为:
式中,Pc为单位产品污染物排放绩效标准;Pe为单位产品污染物排放平均水平;Pi为企业污染物排放量;Hi为企业产品产量;Cs为控制系数。
供暖企业污染物A 排放绩效与供暖企业的供热量的函数关系见图1。供暖企业平均排污绩效值为P,基于环境容量的总量控制标准为Pc,则此时的总量控制标准即控制排污绩效标准限值应低于平均排污绩效值。
图1 供暖企业污染物A 排污绩效与供热量关系
排污绩效标准限值与平均排污绩效通过调整系数相互联系,其表达式为:
Pc=Pe×Cs
当供暖行业平均排污绩效小于或等于排污绩效标准限值时,则供暖行业整体减排措施到位,生产技术水平较高,环境管理应维持现状,只需针对个别企业进行重点管理即可,而无需进行行业调整。
当供暖行业平均排污绩效大于排污绩效标准限值时,则供暖行业整体生产技术水平较低,减排措施不到位,需要通过排污许可证与排污权交易制度,用市场手段引导企业进行行业调整。
此时,供暖企业污染物A 的排污许可量核算公式为:
Pm=Pc×Hi
式中,Pm为企业获得的污染物初始排污权量,t/a;Pc为单位产品污染物排放绩效标准;Hi为企业产品产量。
通过以上分析过程可以看出,排污绩效与区域排污标准通过总量控制方式能够有效衔接起来,不但能体现总量控制的基础作用,而且将浓度标准与环境质量通过量化的方式结合起来,使环境管理通过量化指标反映,能够促进环境质量精准管控水平。这种标准的设定与实施,适用于地区排放总量控制计划的制定,核算的排污许可量便于对接行业初始排污权分配,为排污交易制度的实施提供了基础。
5 排污绩效作用机制
根据排污绩效制定的行业排放体系与标准,相比浓度标准和强制排放标准,排放绩效标准具有更好的政策灵活性和导向性,更加公平客观,并且能够使环境管理定量化而与环境质量水平挂钩,增加环境管理的科学性和有效性。
(1)排污绩效核算体系使企业外部性通过污染物排放计入成本,直接反映企业的污染物排放强度和生产效率。通过排污绩效制定的标准是排污总量指标分配的关键因素,直接影响分配结果的合理性与公平性,因为这一标准与核算体系不仅综合考虑行业内企业的生产工艺水平、资源利用效率、污染治理状况,而且为企业排污赋予了成本价值,更好地兼顾了企业污染物排放强度和生产效率。
(2)排污绩效核算标准具有公平、公正性。排污绩效标准体系与核算方法,能够综合反映企业生产效率和污染物排放情况,却无需考虑行业内具体企业使用何种生产工艺、燃料标准、脱硫脱硝技术以及污染治理设施水平等详细情况,因此能够节省管理成本,并且能够充分体现公平公正原则,相对较合理科学。在行业内采用排污绩效核算体系来分解排污指标,不仅能避免诸如“鞭打快牛”等政策不公平现象的出现,且在有效控制行业污染物排放的同时,更有利于行业内企业技术、人才、资金的优化配置,提高资源利用效率和污染治理水平。
(3)基于排污绩效核算体系的排污许可证管理,有利于排污权交易市场的构建与运行。通过排污绩效核算体系核算的排污许可量,标准统一,公平合理,排污权价值、价格赋值方式公开透明,规范一致,因此,便于企业间、区域间排污权核算与交易,进而能够促进区域环境质量改善,并能进一步提高企业的生产效率。
(4)排污绩效标准体系定量化联接环境质量管理,利于行业政策的制定与调整。排放绩效标准体系以产品和污染物排放量为基础,综合衡量行业内所有企业生产效率与污染物排放水平。不仅能够定量化降低行业排污量,并且能够通过排污权交易等手段鼓励企业提高资源利用效率,改进生产工艺,减少污染物的排放,并促进技术改造或采用新技术,淘汰落后产能及效率低下的企业,便于管理部门灵活制定与实施行业调整政策。
6 展望
排污许可制是我国固定污染源环境管理的核心制度。实施控制污染物排放许可制,是推进生态文明建设、加强环境保护工作的一项具体举措,是改革环境治理基础制度的重要内容[8]。本文提出的方法还存在不足,仍有待改进与深入探讨:(1)排污绩效标准限值基于环境容量与总量控制,其他影响因素未进行探讨,有待进一步深入研究。(2)精准的环境质量改善,需要大量的监测数据支持,同时,排污绩效计算模型分析需要大量的数据支撑,目前数据量不足以进行全面分析与核算。