天然气利用对大气环境及节能减排的贡献
2022-08-30傅书训任红英
1 天然气与煤炭排放对比分析
① 发电领域
2021年7月，北京大学能源研究院等5家单位发布了《天然气在改善中国大气环境中作用的研究》，通过量化分析，对比研究天然气与煤炭在发电领域的污染物排放现状。研究结果表明，在发电领域，天然气排放绩效、减排成本、占地面积都优于煤炭。天然气与煤炭在发电领域排放对比见表1。
② 建筑陶瓷领域
在建筑陶瓷领域，燃气窑炉的污染物排放低于燃煤窑炉。根据陕西科技大学和中国陶瓷工业协会编制的《工业源产排污系数手册》(2010修订)，以规模等级为7 000～25 000 t/a的陶瓷企业为例，选取湿法成型高温烧结工艺条件，燃气窑炉的NO
排放量为燃煤窑炉的20%，SO
排放量是燃煤窑炉的0.7%，颗粒物和粉尘排放量均远低于燃煤窑炉。
2 天然气利用对佛山大气环境的贡献
① 能源结构不断优化
“十三五”期间，佛山市加大环保整治力度和天然气的推广利用工作。相继制定了《佛山市全方位环境保护“十三五”规划》《佛山市2018年蓝天保卫战实施方案》等，提出要加大能源结构调整，严格控制煤炭消费总量，积极推广天然气等清洁能源，有序推进锅炉、陶瓷行业煤改气。能源消费量以标准煤计，2010—2020年佛山市能源结构发展变化见图1。可以得出，佛山市天然气能源结构占比从2015年的5.4%增长到2020年的9.5%。
根据佛山市“十四五”能源发展规划指标，到2025年佛山单位GDP能耗下降率不低于14.5%。按GDP增速6%估算，“十四五”末，佛山市能源消费总量(以标准煤计)需控制在3 515×10
t左右，才能达到要求。
从表3可看出，窑炉改造节能率为34.88%。
2010—2020年，佛山市天然气总消费量约145×10
m
。在发电领域(文献[1]中第11、15项)，由于天然气替代煤炭而带来的NO
、SO
、烟尘、CO
减排量分别为2.9×10
、8.8×10
、0.8×10
、800×10
t；在工业领域(文献[1]中第5、6、8、12、18、20、22项)，天然气替代煤炭后， NO
、SO
、烟尘、CO
减排量分别为10.2×10
、36.2×10
、11.0×10
、2 345×10
t
。
回顾性分析本院骨关节科2016年1月～2017年1月行TKA或UKA手术治疗的494位患者。其中199例符合上述标准，纳入本研究，其中男39例，女160例，平均年龄（69.84±6.43）岁。199个病例中，行UKA 94个膝关节，男20例，女74例；行TKA 105个膝关节，男14例，女91例。两组患者一般资料见表1，两组在年龄、性别构成、BMI、手术侧别的差异均无统计学意义（P＞0.05）。
在大气环境治理工作中，降低煤炭用量、推动天然气等清洁能源高效利用、对高排放企业实施综合治理等均起到非常重要的作用。
3 天然气利用对佛山的影响及排放量预测
我省是国家重要的大豆生产和供给基地，种植面积和产量均位居全国之首。全省各种组织形式生产大豆单产相差较大，黑龙江农垦系统种植大豆平均亩产175kg，农垦系统大豆亩产约比地方合作社高15kg，而农民散户大豆亩产又比合作社低约25kg，主要是整体标准化栽培水平和技术到位率的差异，具体表现为以下几个方面：
按《佛山市能源发展“十四五”规划》(征求意见稿)，到2025年，清洁能源将成为能源消费增量的主体，天然气年消费量达到50×10
m
/a。“十四五”期间，佛山市天然气的总消费量预计为200×10
m
，工业用气占65%，气电占25%，其他(文献[1]中第10、14项)占10%，累计NO
、SO
、烟尘、CO
减排量分别为20.7×10
、75.3×10
、17.8×10
、5 605×10
t
。
② 燃气与燃煤对比分析
a.发电能源利用效率对比
b.陶瓷企业煤改气前后能耗对比
顺德均安片区规划燃气机组和东南片区燃煤机组热经济指标见表2。可以看出，燃气机组与燃煤机组在全年耗能量基本相当的情况下，年发电量约为燃煤机组的1.5倍，年供热量约为燃煤机组的1.1倍。发电能耗与供热能耗均低于燃煤机组。
① 对大气污染物减排的影响
合作学习有利于在互动中提高学习效率，培养合作意识和团队精神。课堂中多鼓励学生积极参与讨论，倾听他人意见，学会沟通和分享快乐，同时小组内人人动手，以强带弱，可以提高整体水平。
天然气发电不仅常规污染物排放低于燃煤发电，而且在碳排放、投资、占地、用水等方面均优于燃煤发电。天然气发电通常采用燃气冷热电三联供系统，经过能源梯级利用，能源利用效率由燃煤发电系统的40%提升至70%～90%。
③ 减少碳排放，早日碳达峰
佛山市某陶瓷企业，年产瓷砖720×10
m
，通过热平衡测试得到煤改气前后窑炉燃料消耗对比
，见表3。
随着能源结构不断优化，佛山的空气质量得到不断改善。2018年，PM2.5实现有监测数据以来首次达标；2020年，首次实现6项指标(SO
、NO
、PM10、PM2.5、CO、O
)全部达标，大气主要污染物也从2013年的5项减少至2020年的2项。
问题4 根据上面的总结，在Rt△ABC中，∠C=90°，当∠A取其它一定度数的锐角时，它的对边与邻边的比值会出现什么情况？对此，你有怎样的猜想？
c.天然气利用对佛山市能耗双控的贡献
② 空气质量持续改善
既要保证城市经济增长，又要完成能耗双控指标，节能降耗是关键。在发电领域，与燃煤机组相比，每利用1×10
m
天然气约可以减少能源消耗(以标准煤计)5×10
t，万元工业产值综合能耗可降低30%左右。
2025年佛山市天然气消费量预计可达50×10
m
，平均每年增长5.5×10
m
，该增长量可为当年减少能耗(以标准煤计)27.5×10
t，为完成能耗双控指标作出显著贡献。在非化石能源未成为主导能源的阶段，以一次电力和天然气为主，推动清洁能源对煤炭、成品油的替代升级，以产业升级促进用能方式转变是节能降耗的必经之路。
根据香菇酱的独特风味，以香菇风味酱的形态色泽、香味、口感、风味、杂质的有无为评价指标，设计香菇酱感官评分表。由100名食品专业人士对产品进行感官评价，感官评定标准见表1。
2020年佛山市陶瓷生产总量按9×10
m
计算，煤改气后建筑陶瓷企业能源消费总量(仅窑炉改造，按标准煤计)下降了100×10
t左右，约占改造前窑炉消耗总量的35%。主要原因是由煤转换为可直接利用的煤气或水煤浆时，转换效率仅为70%，而天然气无需转换即可直接使用，同时天然气燃烧减少了入窑风量和排烟量，相当于又减少了23%的热量损失
。
2016年住建部、国家发改委、财政部联合发布通知，提出到2020年培育1000个左右各具特色、富有活力的休闲旅游、商贸物流、现代制造、教育科技、传统文化、美丽宜居等特色小镇[1]。
佛山计划在“十四五”期间初步建立绿色低碳循环发展体系，部分具备条件的地区、行业和企业率先实现碳达峰，为全市碳达峰奠定坚实基础。
2021—2030年，假设天然气消费量占比每5 a增加10个百分点，煤炭消费占比每5 a降低10个百分点，其他能源占比不变，通过测算可知，佛山市化石能源碳排放2026年可实现碳达峰。
实际上，2030年前佛山市将继续加强煤炭消费总量控制，但一部分煤电机组(30 a服役期)不会在短期内退出，油品消费在 “十五五”会有小幅上升，天然气仍处于快速增长阶段。结合佛山市“十四五”能源规划和佛山市碳达峰研究报告，到2025年，煤炭占比19.5%，石油占比8.7%，天然气占比18.2%；到2030年，煤炭占比12.0%，油品占比8.6%，天然气占比26.4%。按此测算，佛山市化石能源碳排放预计到2029年实现碳达峰(未考虑电力调入间接碳排放)。2020—2030年佛山市碳排放趋势预测见图2。
拆除破坏的衬砌混凝土板、保温板、土工膜、封顶板，在内坡坝脚部位埋设内排水设施，整平坝坡后自下而上依次重新铺设保温板、土工膜、土工布和混凝土板。混凝土板为预制六边形混凝土板，边长为38.0 cm，厚 6 cm；土工布规格为200g/m2，聚乙烯土工膜厚度为0.4 mm，土工膜下铺设聚苯乙烯保温板，保温板厚度3 cm。封顶板采用C20预制混凝土板，尺寸为50cm×8cm。
未来佛山的碳达峰碳中和之路，需要通过供给和需求双向发力，减煤稳油增气发展新能源，持续推进绿色发展。
4 结语
佛山市一直以工业用气为主，“十四五”期间，佛山市天然气的总消费量预计为200×10
m
， NO
、SO
、烟尘、CO
减排量分别为20.7×10
、75.3×10
、17.8×10
、5 605×10
t；同时，天然气在排放绩效、减排成本、占地面积等方面均优于煤炭，具有较好的环境效益。
3.实现精准营销。传统商业模式实行集中标准化的生产，商家去“猜”顾客的需求；传统的广告方式是面对群众而非个人，大量的广告资源被白白的浪费。但是顾客的需求是个体化的，有差异的，每位顾客都想得到属于自己的定制化服务。大数据实现精准营销的实质就是收集与顾客相关联的多维数据，给每个顾客贴上个性标签，为顾客“画像”。随着商家对顾客了解越多、越深，就能精确的知道顾客想买什么，想什么时候买，通过什么方式支付。企业利用大数据在各种社会关系中搭建了一座科学合理的桥梁，及时帮助、满足顾客个性化需求。
加大天然气利用有利于节能提效，助力佛山完成双控指标。在发电领域，与燃煤相比，每利用1×10
m
天然气约可减少能源消耗(以标准煤计)5×10
t，万元工业产值综合能耗可降低30%左右。
[1] 严铭卿，宓亢琪，黎光华. 燃气工程设计手册[M]. 2版. 北京：中国建筑工业出版社，2019：1901-1902.
[2] 伍志良，黄春林. 陶瓷企业燃料“煤改气”技术措施及节能环保效益[J]. 陶瓷，2019(7)：9-14.
