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与其说德国有治霾经验，不如说德国治理空气污染卓有成效: 热度 1 Talky 2019-4-10 11:34; 讨论陶光远先生演讲问题之一：与其说德国有治霾经验，不如说德国治理空气污染卓有成效陶光远，中德可再生能源合作中心执行主任，是“一席谈”的第673位讲者。演讲视频和记录可见：不久前，两个微信群里传来陶光远先生的演讲视频和讲话记录。为了讨论，较仔细地拜读了演讲记录全文。包括德国 “ 治霾经验 ” 的介绍、北京 2015 年 12 月 1 日严重雾霾污染的说明、京津冀地区霾污染主要污染源的讨论等，发现了多个问题。本文先在搜索德国环保局网站图片基础上介绍德国治理空气污染的成效，其他问题在整理准备中。德国环保局网站大气部分网址是： https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft ，除特别说明外，本文图片都来自这个网页。图 1 是德国 1985 年到 2008 年 PM 10 和 SO 2 年平均浓度分布，以及 1990 年到 2008 年 NOx 年平均浓度分布。（陶先生演讲中仅仅引用了下面 PM 10 中的 4 张 ~ 下图左侧有小黑圈的： 1985 、 1990 、 1995 和 2000 年图，就不问青红皂白地说是德国治霾经验 ~ 并把 PM 2.5 混同于 PM 10 了。）从图 1 可见，东德区域原本空气污染十分严重（如 PM 10 和 SO 2 ），东西德合并（ 1990 ）十年后，东德区域空气质量很快改善了。德国的重工业区 ~ 鲁尔区内有空气污染，但 PM 10 和 SO 2 污染程度看来得到了有效控制， NOx 的控制稍差些。但是，国际上 PM 2.5 的问题是 1990 年代才开始讨论， 1997 年美国率先提出了 PM 2.5 的环境标准。德国环保部门在 2010 年以后才发布 PM 2.5 年平均浓度分布图。在 2010 年以后，德国环保局发布的空气质量图的形式有更新，例如 PM 10 和 PM 2.5 。图 2 即 2010 和 2017 年 PM 10 和 PM 2.5 平均浓度图的比较，可见德国 PM 2.5 污染（或霾污染）并不严重。如今我们特别重视的“霾污染”的主要污染物是细颗粒物，即 PM 2.5 ；而重霾污染时采样分析表明主要是“ 二次 ”细颗粒物，即由污染源原本排出的二氧化硫 SO 2 、氮氧化物 NOx 和易挥发烃等气态污染物，通过大气化学反应在空气中生成的。图 1 表明德国在控制 SO 2 和 NOx 方面卓有成效，因此虽然有霾污染发生，但不很严重（图 2 ）。在这个意义上说，霾污染也得到了控制。图 2 德国 2010 年和 2017 年 PM 10 和 PM 2.5 年平均浓度分布比较再看这张图补充信息：图 3 中 PM 2.5 曲线是指“一次”细颗粒物，即直接从污染源排放的细颗粒物，包括炭黑，或者生产过程中生成的各种细颗粒物。值得指出的是，陶光远先生后来说到的在湿法脱硫过程中可能生成的硫酸盐，如果从烟囱排放了，也是“一次”细颗粒物，因为不是在空气中发生化学反应生成的。再看看德国能源结构的变化。我曾下载英国石油公司（ BP ）每年发布的世界各国能源生产和消耗数据（ https://www.bp.com/ ）。根据 BP 于 2018 年 6 月发布的报告，应用德国能源消费数据，可以画能源消费结构饼图（图 4 ）和能源消费年变化曲线（图 5 ）。可见德国在 1995 年以前用煤比例比较高，例如 1985 年还在 41.32% ，之后用煤量和用煤比例迅速降低，到 2005 年用煤比例降到了 25% 以下。这几年又有明显下降，到 2017 年是 21.27% 了。德国能耗变化的另外两个特点是核能比例下降和包括风能、光能和生物能等“其他可再生能源”消费比例正在迅速上升。图 4 德国历年能源消费结构饼图图 5 德国能源消费年变化曲线所以“ 与其说德国有治霾经验，不如说德国治理空气污染卓有成效 ”。陶光远先生曾在德国学习和工作，可以相信他说德国人有治理空气污染的经验。但也应当介绍德国能源结构变化对控制空气污染的作用。中国的能源情况很特殊，多年来煤炭使用比例常高于70%。但近年来我国政府和人民为降低二氧化碳排放和改善空气质量做了大量努力，能源结构也有了很大改善。我曾根据BP数据在科学网写博文：“ 解读英国石油公司（BP）最新世界能源数据 ” http://blog.sciencenet.cn/blog-609047-1119728.html 展示了中国能源消费结构变化的几张饼图：图6 中国近年来能源消费结构变化饼图图6所示中国能源消费结构的改善也是近年来空气质量改善的重要因素之一。陶先生还应当注意：霾污染是空气污染的一种类型，不能把空气污染等同于霾污染。 ------ 2019年4月10日晚注：加上一张能源消费比例曲线图，可见德国1965年时煤耗也有60%的比例，和我们现在情况相同。但下降相当快。 -------- 2019年4月14日晚补：同学提意见说看不懂我说的是什么意思。我回头检查后感觉是有问题：说得不够直白。应当把标题改为： “ 与其说德国有治霾经验，不如说德国治理二氧化硫、氮氧化物和粗颗粒物（ PM 10 ）卓有成效。 ” 就是说德国早期空气污染控制对象中是二氧化硫、氮氧化物和烟尘（稍后是PM10），没有细颗粒物（PM2.5）。但是他们控制前三种污染物严格有效，因此二次细颗粒物产生得比较少，霾污染就较轻。因此德国并没有直接的治霾经验，只是在实现了严格控制二氧化硫和氮氧化物后，才间接地实现了对霾污染的控制。今天（2019年4月15日）上午，我已经上传了博文“ 讨论陶光远先生演讲问题之二： 2015 年 12 月 1 日北京严重雾霾和发现散煤采暖为冬季霾污染主凶的问题” http://blog.sciencenet.cn/blog-609047-1173361.html 欢迎网友批评指正。; 个人分类: 灰霾|8793 次阅读|9 个评论

5年前的警告被证实；风速减慢的人为因素及其带来的危害: 热度 2 杨学祥 2016-3-18 14:51; 5年前的警告被证实；风速减慢的人为因素及其带来的危害杨学祥，杨冬红 2010年10月23日我们发表了科学网的博文：破坏大气环流的元凶：北半球最近30年风速减慢的人为因素。我们在博文中指出，风速减慢对风能利用也提出了新的挑战：首先，从1979年到2008年，大部分地方的风速都有所下降，风速下降幅度介于5%到15%之间。这可能意味着风力发电机的发电能力同比下降5%到15%之间。就像地下水资源逐渐枯竭一样，伴随全球风能利用率的增大，风能也是有限的资源。其次，过度的城市高层建筑开发和过度利用风能将导致大气环流功能的减弱甚至降低到影响人类正常生活的水平，城市扩张和开发风能也应该受到合理的限制。第三，人类应该汲取浪费清洁的空气、无污染的淡水、净化环境的森林的无数教训，慎重对待风能的开发，重视能源利用的负面效应。近期有人提出，土地利用变化对全球气候的影响亟待关注。中国科学院地理资源所研究员刘纪远表示：“人类活动作为主导因素所导致的土地利用与土地覆盖变化（LUCC）通过地球生物物理过程影响全球气候变化的研究，没有得到应有的重视，这不利于科学界为制定全球变化策略提供全面系统的科学支撑。”工业革命以来，土地利用、土地覆被发生快速变化，增加地球表层生态系统的脆弱性，同时也成为全球气候变化的驱动因素之一。“中国当代土地利用变化剧烈，会导致什么生态与气候后果？”刘纪远表示，“国际对比可以提高我们的科学认识。”刘纪远表示，本项目研究将在土地规划、生态保护与修复规划、城市布局、气候外交谈判等方面提供决策支持【3】。国际上有学者认为，通过合理调控土地利用变化缓减气候变化，可能是比减少温室气体排放更有效的途径【3】。自然和人为的风速变化可以改变大气环流的动态和效率，合理的人为调整也可能是比减少温室气体排放更有效的途径。更为重要的启示是，破坏和阻挡大气环流的自然因素和人为因素同样是环境恶化的重要原因，城市高层建筑的无序扩张和风能利用也在其中。正如国外研究者所说，气候变化研究更应注重风速变化。北半球最近30年风速减慢及其自然原因和人为原因的研究应该受到全球变化研究的关注。我们不能等到大气环流恶化了、风能利用受限制了、城市灾害频发了，再做事后的调整和修补。“发然而后禁，则悍格而不胜”，“预则立，不预则废”，科学研究必须要有预见性。 5年过去了，中国的雾霾已经成为全球关注的头等事件，制约了中国公众的正常生活，忽视科学的警告已经带来严重的后果。应该强调的是，城市内涝、雾霾等城市灾害的泛滥与城市的无序扩张密不可分，与过度的城市高层建筑开发和过度利用风能将导致大气环流功能的减弱甚至降低到影响人类正常生活的水平有关。城市不仅是雾霾的产生地，而且是雾霾的藏身地。高大的城市建筑阻挡自然风的流通，高达建筑的背风处为雾霾提供了安全的空间。城市建筑物聚集，高低大小不等，风流动时增加了阻力，因而城市风速一般来说比郊外小；城市减小风速。例如，我国最大城市上海，据多年平均资料，上海市区年平均风速都在3米／秒以下，其中风速最小的杨浦区和徐汇区仅为2.3-2.4米／秒。而近郊8县一般都在3-4米／秒之间，远郊的祟明、南汇更大于4米／秒。但具体说来城市减小风速的数值还因风速大小而有不同：大风减小得多而小风减小得少。例如，北京气象台八里庄旧址80年代末期四周开始出现高楼群，结果使风级较高的大风日数大大减少，而风级较低的大风日数则减少不多。气流流经城市，除了风速减小以外，风向也会有所变化。古老乡村的烟雾可以靠自然风吹散，这样的生活方式在现代大城市已不复存在：不改变以煤炭为主的能源结果，大城市的雾霾问题就无法解决。 5年前的警告已经被证实：我们不能等到大气环流恶化了、风能利用受限制了、城市灾害频发了，再做事后的调整和修补。“发然而后禁，则悍格而不胜”，“预则立，不预则废”，科学研究必须要有预见性。相关报道：破坏大气环流的元凶：北半球最近30年风速减慢的人为因素已有 2625 次阅读 2010-10-23 04:15 |个人分类:科技点评|系统分类:观点评述|关键词:风速减慢，全球变化，风能利用，大气环流，灾害频发推荐到群组破坏大气环流的元凶： ——北半球最近30年风速减慢的人为因素杨学祥，杨冬红研究称北半球最近30年风速减慢，这是一个国际研究小组在分析了欧洲、亚洲、北美的800多个气象观测点的数据后得出的结论。该小组在新一期英国《自然—地球科学》（Nature Geosciences）杂志上报告说，法国和英国研究人员分析了欧洲、亚洲、北美的822个气象观测点的风速记录，结果显示，从1979年到2008年，大部分地方的风速都有所下降，风速下降幅度介于5%到15%之间。研究人员认为，风速下降可能有多种原因，比如气候变化可能影响了气流的传统活动模式，导致风速下降。一些地方的森林植被恢复和增长使得地球表面更为“粗糙”，也会起到降低风速的效果。这一变化对风力发电行业的影响目前还难以评估。因为气象观测点大多测量10米左右高度的风速，而风力发电机组的风轮叶片多在距地面50米到100米的高度，对这个高度的风速，目前还缺乏全球性的数据【1】。澳大利亚科工组织（CSIRO）土地与水研究所的首席研究员Tim McVicar博士研究小组新近在《地球物理学研究通讯》(Geophysical Research Letters)杂志上发表了题为“澳大利亚风速气候学和1975-2006的风速变化趋势”的文章。作者基于澳大利亚1976至2006的近地表风速观测资料，建立了0.01度分辨率的澳大利亚日风速数据库。通过分析，他们发现近30年来澳大利亚平均风速以每年0.009米每秒的速度递减，该递减的现象遍布88%的国土范围。不只是大洋洲，已有的文献表明，包括亚洲、欧洲和北美州在内的中纬度的世界，好像真的都正在变得风平浪静了。研究者认为气候变化研究更应注重风速变化，【2】。中国科学院地理科学与资源研究所莫兴国研究员的研究小组也发现华北平原风速在过去50多年有明显的下降趋势。与McVicar博士合作，采用他们建立的具有物理机制的基于过程的生态水文作物模型，简称VIP模型，借助于遥感信息，模拟华北平原的玉米和小麦作物产量、耗水和作物水分利用效率，是探讨气候变化对农业和水资源影响的一条有效研究途径，受到国际学术界的广泛重视【2】。北半球最近30年风速减慢的研究提出如下两个重要课题：其一，风速减慢是否与人为因素有关？其二，利用风能是否存在负面效应。上述研究认为，一些地方的森林植被恢复和增长使得地球表面更为“粗糙”，会起到降低风速的效果。事实上，大陆集中在北半球，比森林高得多的城市高层建筑密布在沿海地区，阻挡陆海之间的季风循环，是北半球最近30年风速减慢的人为原因。密布在大陆内部的高架桥、高速公路、高速铁路如蜘蛛网，也是减慢内陆风速的重要原因。风力发电机利用风能发电，更是风速减慢的重要人为因素，这表明，天下没有免费的午餐，风能利用也要付出相应的代价。城市建筑物聚集，高低大小不等，风流动时增加了阻力，因而城市风速一般来说比郊外小；城市减小风速。例如，我国最大城市上海，据多年平均资料，上海市区年平均风速都在3米／秒以下，其中风速最小的杨浦区和徐汇区仅为2.3-2.4米／秒。而近郊8县一般都在3-4米／秒之间，远郊的祟明、南汇更大于4米／秒。但具体说来城市减小风速的数值还因风速大小而有不同：大风减小得多而小风减小得少。例如，北京气象台八里庄旧址80年代末期四周开始出现高楼群，结果使风级较高的大风日数大大减少，而风级较低的大风日数则减少不多。气流流经城市，除了风速减小以外，风向也会有所变化。这是因为城区中风速减小时，气流受到的地转偏向力也同时减小，因而会使气流微向左偏。例如，美国俄克拉荷马城400米高度上的气球实验中，在南风13米／秒情况下，由于城区风速减小引起的向低压侧左偏的风速分量就有l米／秒。由温差产生的大气环流是信风和季风形成的主要原因，其结果是均衡赤道和两级、大陆和海洋之间的温差，营造全球正常均衡的气候变化。人为降低风速，阻碍大气环流的正常运作，可造成热带地区更热、寒带地区更冷的极端气候频发，是严重气象灾害发生的根本原因。近年来频繁发生的城市内涝与城市减慢风速、云层阻挡在城市上空有关。由于城市减慢风速和改变风的方向，大城市的无序扩张将导致周围农村大气环流的改变和洪涝灾害的频繁发生，这些问题需要认真深入地研究和解决。风速减慢对风能利用也提出了新的挑战：首先，从1979年到2008年，大部分地方的风速都有所下降，风速下降幅度介于5%到15%之间。这可能意味着风力发电机的发电能力同比下降5%到15%之间。就像地下水资源逐渐枯竭一样，伴随全球风能利用率的增大，风能也是有限的资源。其次，过度的城市高层建筑开发和过度利用风能将导致大气环流功能的减弱甚至降低到影响人类正常生活的水平，城市扩张和开发风能也应该受到合理的限制。第三，人类应该汲取浪费清洁的空气、无污染的淡水、净化环境的森林的无数教训，慎重对待风能的开发，重视能源利用的负面效应。近期有人提出，土地利用变化对全球气候的影响亟待关注。中国科学院地理资源所研究员刘纪远表示：“人类活动作为主导因素所导致的土地利用与土地覆盖变化（LUCC）通过地球生物物理过程影响全球气候变化的研究，没有得到应有的重视，这不利于科学界为制定全球变化策略提供全面系统的科学支撑。”工业革命以来，土地利用、土地覆被发生快速变化，增加地球表层生态系统的脆弱性，同时也成为全球气候变化的驱动因素之一。“中国当代土地利用变化剧烈，会导致什么生态与气候后果？”刘纪远表示，“国际对比可以提高我们的科学认识。”刘纪远表示，本项目研究将在土地规划、生态保护与修复规划、城市布局、气候外交谈判等方面提供决策支持【3】。国际上有学者认为，通过合理调控土地利用变化缓减气候变化，可能是比减少温室气体排放更有效的途径【3】。自然和人为的风速变化可以改变大气环流的动态和效率，合理的人为调整也可能是比减少温室气体排放更有效的途径。更为重要的启示是，破坏和阻挡大气环流的自然因素和人为因素同样是环境恶化的重要原因，城市高层建筑的无序扩张和风能利用也在其中。正如国外研究者所说，气候变化研究更应注重风速变化。北半球最近30年风速减慢及其自然原因和人为原因的研究应该受到全球变化研究的关注。我们不能等到大气环流恶化了、风能利用受限制了、城市灾害频发了，再做事后的调整和修补。“发然而后禁，则悍格而不胜”，“预则立，不预则废”，科学研究必须要有预见性。参考文献 1． Robert Vautard。研究发现北半球最近30年风速减慢。《自然—地球科学》。2010-10-18 15:19:33（来源：新华网黄堃）。科学网。http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/201010181593384412807.shtm 2．作者：Tim McVicar等。气候变化研究更应注重风速变化。期刊：《地球物理学研究通讯》。发布时间：2008-11-13（来源：中科院地理科学与资源研究所刘苏峡）10:48:29 科学网。http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/200811131050494854073.html 3． “大尺度土地利用变化对全球气候的影响”项目启动。《科学时报》 (2010-10-21 A1 要闻) http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2010/10/239032.shtm http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-376098.html 风电场偷走大风导致北京雾霾？科学家说不可能 2016-03-17 08:51　来源：中华网　我有话说　　在北京深陷雾霾困扰时，一场可以吹散污染物的大风，被视作最为立竿见影的解决办法。而按照这样的逻辑，距离北京200公里的内蒙古风电场，因为偷走了经由内蒙古南下的风，成为导致北京雾霾的罪魁祸首之一。　　正是出于降低排放、减少雾霾的考量，风能等可再生能源受到越来越多的关注。风能资源丰富的内蒙古有大批风力发电场拔地而起，其装机容量已超过22GW，占到全国总量的约1/5。　　风电场致霾假设自提出以来，就引发了正反两方的争论，不过这场争论并未对风电场将如何影响环境形成定论。　　近日，美国国家可再生能源实验室（下称实验室）联合远景能源科技有限公司共同发布的一份报告，打算终结这场围绕风电场的争论。这份名为《内蒙古的风电场会影响北京的空气质量吗？》（下称《空气质量》）的报告称，内蒙古风电场对中国首都的雾霾并没有做出什么贡献。　　《空气质量》报告的第一作者伦德奎斯特（Julie Lundquist）通过电子邮件告诉界面新闻记者，由于其工作的实验室在模拟风电场对气候影响方面有一定经验，他们经常被问起风电场会如何改变周边环境这一问题。该实验室隶属于美国能源部。　　伦德奎斯特称，她也是在今年1月才知道存在着内蒙古风电场会影响北京空气质量的提法。　　在风电发展较早的欧美国家，多年前就曾有过风电场将如何影响周边地区风速的疑问，并吸引了科学家们通过发电场观测和数字仿真等方式进行研究，这些成果形成了书面论文公开发表。伦德奎斯特和她的同事选取了其中具有参考价值的结论整理成文，希望借此回答《空气质量》报告标题中所提出的问题。　　他们得出的结论听起来并不复杂：内蒙古的风电场对下风向风速的影响至多维持在30公里范围内，而内蒙古和北京的距离为200公里，因此它们很难改变北京的风速。　　远景能源副总经理王晓宇做了一个形象的比喻，把手指竖直地伸入湍急的小溪，在距离手指几厘米的范围内，溪水的速度会减缓，但在远一些的地方，流速又会得以恢复。风电场的风机，就好比这根伸进水中的手指，只能在一定范围内改变下风方向的风速。　　《空气质量》报告中，引用了一篇去年发表的北海海上风电场观测结论。雷达监测显示，这座容量为165MW的风场会使得下风方向5公里范围内出现 0.25m/s的风速减弱。在气象意义上，能让树叶有轻微响声的被定义为微风，其风速达到1.6-3.3m/s，在数值上数倍于0.25m/s。而到了 12公里范围，这座风电场对风速的影响降至0.15m/s；在下风方向30公里处，风速已经与正常情况一致。　　根据远景休斯顿全球创新中心负责人张锋介绍，由于海面的粗糙程度相比陆地小，因此海上风电场能在更大范围内影响风速。换言之，如果海上风电场对风速的影响范围在30公里内，那么陆上风电场的影响区间则会小于30公里。　　这也可以解释，为何在规划山地风电场时，风机之间不必间隔很远，而在架设海上风机时则需要对间距更为谨慎的原因。前者的风速在受风机作用后很快就能恢复，而后者则会有更大范围的影响。　　伦德奎斯特在回复界面新闻记者的邮件中称，内蒙古和北京之间还隔着许多山脉，这一地理因素也将削减内蒙古风电场对北京风速可能带来的影响。“如果人们关心北京的空气质量，那么减少颗粒物排放才是更需要关注的问题。”这位实验室的科学家表示。返回光明网首页 http://life.gmw.cn/2016-03/17/content_19321090.htm 国家气象局原局长：说风电加重雾霾是不懂科学 2015-03-28 17:24:06来源：搜狐财经作者：董丽玲　　博鳌亚洲论坛2015年年会将于3月26日至29日在海南博鳌召开，本届年会“亚洲新未来：迈向命运共同体”主题设置了宏观经济、区域合作等六大领域议题，1772名来自世界各地的政商代表将在4天内开展77场正式讨论。　　与会嘉宾们除了讨论经济，环境也是重要议题。本届论坛开设了多个分论坛专门探讨环境。　　在去年，《中国国家地理》发表文章《谁偷了北京的风？》，该文引用多名科学家的理论推断出一个观点，即内蒙古地区的风电场减小了进入华北地区的风速，风力强度大大削弱，导致北京的雾霾经久不散。当时社交媒体还有观点认为，由于当年为了治理沙尘暴而种的防护林，在拦截沙尘的同时，也把风速减弱了。　　在2015博鳌亚洲论坛上，中国治理雾霾,中科院院士、国家气象局原局长秦大河对搜狐财经表示“那不可能，完全是外行的话，他们不大懂科学。” 　　据统计，内蒙古的风力发电规模在五年内暴增了近32倍的风电装机容量。　　但根据中国气象局首席气象服务专家朱蓉研究了1961年-2013年气象站观测风速的长年变化。她研究发现，河北北部及周边内蒙古区域内目前规模的风电场建设，对整个区域的地面风速变化没有明显影响，地面风速的变化基本上是渐进的，尤其是在2006年-2010年风电开发突飞猛进期间，也没有看出有外力影响下的突变。　　据媒体引述大气物理专家韩永翔的观点认为，北京的风速减小，是基于全球的气候背景。正是由于全球气候变暖，使得大陆与海洋温差缩小，气压差缩小，“不但北京、中国，甚至全球的风速都在下降。” 　　当搜狐财经问询秦大河数年内北京风会不会变小时，秦大河表示：“自然界的情况我们说不上那么远的事，我们连天气预报都难以报得准确无误。” 　　“食品安全国际共治”分论坛上，秦大河还表示要治理好雾霾，“取决于科技、政府、民众、和人们观念的变化。但是十年之内我觉得很难快速解决，因为我们的能源结构仍然是以煤为主。” (责任编辑：UF041) http://business.sohu.com/20150328/n410469509.shtml; 个人分类: 科技点评|4369 次阅读|3 个评论

环保部遍查华北雾霾病因一钢一煤贡献六成PM2.5: 热度 2 杨学祥 2015-12-15 13:23; 环保部遍查华北雾霾病因一钢一煤贡献六成 PM2.5 杨学祥，杨冬红环保部 12 月 14 日通报对华北地区 22 个城市（区）的环保综合督查结果发现，各地市的大气污染治理工作存在一些共性问题，由于规划布局不合理，“一钢独大”、“一煤独大”等现象在华北地区一些城市比较普遍，煤炭在能源消费结构中占比近 90% ，远超过全国平均水平。据有关研究表明，全国 PM2.5 浓度之所以严重超标，与燃煤有直接关系，燃煤对 PM2.5 浓度贡献率在 61% 左右。 http://pic.gmw.cn/cameramanplay/187950/3702391/0.html 一、燃煤量增加和城市无序扩张我们在 2015 年 12 月 3 日指出，供暖是北方城市生活所必须，燃煤供暖在中国不可能在短期有所改变。问题是，伴随城市的恶性膨胀，城市供暖所需燃煤量也迅速增加。图 1 1965-2014 年中国大陆化石能源消耗变化图 1 1965-2014 年中国大陆化石能源消耗变化显示， 2003 年中国大陆化石能源消耗急剧上升，与城市扩张大跃进一一对应，在 2013-2014 年达到峰值。我在 2014 年 5 月 2 日指出，房地产大跃进能够导致雾霾高发。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-843284.html http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-940808.html 二、环保部 22 地遍查华北雾霾病因一钢一煤贡献六成 PM2.5 以京津冀为代表的华北地区成为中国空气污染最严重的地区并非偶然。 12 月 14 日，环保部通报对华北地区 22 个城市 ( 区 ) 的环保综合督查结果，发现，各地市的大气污染治理工作存在一些共性问题，有的事关地方长远发展，有的涉及工作落实机制和精细化管理水平。环保部称，由于规划布局不合理，“一钢独大”、“一煤独大”等现象在华北地区一些城市比较普遍。其中，除北京、天津外，华北地区煤炭在能源消费结构中占比近 90% ，远超过全国平均水平。有业内专家告诉《每日经济新闻》记者，从整个华北地区的空气污染来看，燃煤是造成雾霾的主因。据有关研究表明，全国 PM2.5 浓度之所以严重超标，与燃煤有直接关系，燃煤对 PM2.5 浓度贡献率在 61% 左右。问题一：华北能源消费煤炭占九成环保部介绍，今年以来，环境保护部积极探索推进环保督政。截至目前，华北地区已完成 22 个城市 ( 区 ) 的环保综合督查，督查范围涵盖了华北六省 ( 区、市 ) 。环保部在督查中发现，产业结构布局和能源结构问题日益成为环保瓶颈。由于规划布局不合理，产业结构调整进展较慢，“工业围城”、“一钢独大”、“一煤独大”等现象在华北地区一些城市比较普遍。比如，唐山、邯郸“钢铁围城”现象突出，邢台重化工业四面布局，包头城区呈现“东铝、西钢、南化、北机、四周电”的格局，阳泉、晋中、乌海、平顶山、焦作等城市“一煤独大”等；除北京、天津外，华北地区煤炭在能源消费结构中占比近 90% 。不得不提的是，针对今年 11 月底华北地区出现的持续空气重污染过程，环保部分析称，初步的在线来源解析表明，就整个华北区域而言，原煤燃烧和工业排放是此次重污染过程最主要的来源。同时，散煤污染治理工作问题依然突出。从近期督查情况看，虽然各地加大了工作力度，取得了一定效果，但仍然存在许多薄弱环节。北京市在售散煤煤质超标率为 22.2% ，天津市超标率为 26.7% ，河北省唐山、廊坊、保定、沧州 4 市平均超标率为 37.5% 。据了解， 2014 年全国年用煤量 42 亿吨，其中，火电用煤 19.4 亿吨左右，非电行业用煤约为 22.6 亿吨。广东科达洁能股份有限公司董事长边程告诉《每日经济新闻》记者，火电燃煤排放的治理较好，造成雾霾的主要矛盾是工业不清洁用煤，也就是非电行业的燃煤排放问题突出，这将是“十三五”治霾的关键。重化产业是华北地区很多城市的支柱产业，也是造成环境污染的主要因素；既影响了城市的可持续发展，也给环境治理带来巨大困难。问题二：企业弄虚作假超标排放督查结果显示，治污方案落实、考核不力的情况仍然多见。在大气污染防治工作中，许多地方有方案、没措施，有部署、没落实，有考核、没问责，导致许多工作流于形式，难以取得实质性环境效果。环保部称，河北省部分地市制定的压钢减煤计划，内容不实，可操作性不强，难以实现确定的减煤压钢的目标；南阳市虽然制订了蓝天工程等系列实施方案，但与河南省政府有关要求相比，在目标、任务和措施等方面均存在不小差距；郑州市制定的 14 个大气污染治理专案，在被约谈前基本没有落实。焦作、安阳、呼和浩特、通州等地制订的治理方案实际落实情况都不理想。基层政府及有关部门环保责任落实不到位。一些县城或乡镇的特色产业或支撑性产业往往也是排污大户，环保意识薄弱，加之基层环保工作比较粗放，环保不作为、不到位的现象较为常见，环保监管矛盾大，环保部称，环保部门单打独斗的情况仍然突出，其他有关部门环保责任不落实与畏难松懈、推诿扯皮情况并存。同时，企业环境违法问题仍旧是环境工作推进的重点和难点，即使被称为“长牙齿”的新环保法实施已近一年时间，但是，弄虚作假、超标排放等问题依然突出。环保部介绍，企业环境违法违规问题依然常见。提标改造不及时、日常监管不到位、擅自停运治污设施，甚至弄虚作假的情况时有发现，超标排放问题较为常见，突出存在于焦化、玻璃等行业。另外，许多城市的产业集聚区或传统工业区，由于企业排放量较大，加之因货运频繁带来的道路扬尘问题，区域性污染十分突出。此外，环保部督查还发现环保基础设施建设滞后问题十分普遍。核心提示：多地治污流于形式环保部督查结果显示，治污方案落实、考核不力的情况仍然多见。在大气污染防治工作中，许多地方有方案、没措施，有部署、没落实，有考核、没问责，导致许多工作流于形式，难以取得实质性环境效果。同时，企业环境违法问题仍旧是环境工作推进的重点和难点。（每日经济新闻） http://www.opsteel.cn/news/2015-12/26E5DAF00F3CB177E050080A7EC9036F.html; 个人分类: 科技点评|4715 次阅读|2 个评论

更新有关我国能源消耗的图片: 热度 12 Talky 2015-11-13 19:38; 2018年8月29日注：本文数据已经按照英国石油公司2018年报告更新，重新作图，辅之相关讨论。请浏览： 2018-6-19：解读英国石油公司（BP）最新世界能源数据 http://blog.sciencenet.cn/blog-609047-1119728.html ------------------------------------------------------------------------------------ 更新有关我国能源消耗的图片近来发现先前我关于我国能源消耗图片的博文保持着较高点击率，感觉网友对这些数据及表现感兴趣。但那些图是在英国石油公司（ BP ） 2013 年报告数据的基础上做的，现在已经过去两年，图形可以更新了。下面两张图就是在 BP 公司 2015 年报告基础上画的中国大陆 2014 年能源结构以及和其他重要耗能国家的比较：中国大陆 1965 年以来化石能源消费的年变化：从这两张图可见：中国“雾霾”的首要来源在“烧煤”中排放的二氧化硫和氮氧化物。 2014 年中国大陆消耗煤炭 1962.4 （百万吨油当量），美国 453.4 ，印度 360.2 。因此中国消耗煤炭是美国的 4.33 倍，印度的 5.45 倍。但是人口呢？中国 2013 年底 13.6782 亿，美国 2013 年 4 月 3.1574 亿，中国也差不多是美国的 4.33 倍。因此，从总量看，中国消耗煤炭惊人，世界第一。但从人均看，中国每人消耗煤炭和美国人持平。但是石油和天然气呢？所以，不能简单指责我们烧煤多：我们人口多。美国人按人均算，烧煤和我们相当（ 1:1 ），大大多烧了石油（ 6.96 : 1 ）和天然气（ 19.7 : 1 ）！ 11月14日下午17:50增加： 2014年人均能源消耗比较（下载应用了联合国人口署2014年的数据），单位：吨石油当量/人。因为沙特和新加坡的人均耗油量太高，在图中去除了，以便和其他国家比较。美国、加拿大和澳大利亚人均消费高是在意料之中，但韩国比较日本人均消费高是较少想到的。; 个人分类: 能源|14549 次阅读|22 个评论

[转载]日本或调整能源供应结构核电占比为20%: 热度 1 mhchx 2015-4-8 11:26; 日本《朝日新闻》4月5日报道称，日本政府正在调整该国截至2030年的国内能源供应结构，其中核电占比为20%。根据报道，日本政府相关小组委员会通过闭门磋商批准一项提议，该提议内容主要为提升日本国内能源供应基本负荷的稳定性，而日本能源供应来源包括核能、煤炭、水资源和地热资源；现政府希望到2030年将上述资源对日本能源供应的比例从现在的40%升至60%。不过，因上述目标达成的前提是将核能发电在日本国内能源供应市场的比例回调至20%左右，在福岛核电站核事故阴云尚未散尽之际，该调整料将引发日本社会的强烈争议。; 个人分类: 新闻|1808 次阅读|1 个评论

能源结构调整，一个容易被人们忽略的国家难题: 热度 4 Jacking 2014-4-26 23:15; 能源结构调整，一个容易被人们忽略的国家难题陈钊 2014-04-26 能源对于我们生活的重要性可以说是不言而喻的。在当代生活中，处处都伴随着能源的影子，家里的电灯、路上的汽车还有工厂里的机器，没有一样可以离开能源。然而，能源的受关注程度远远低于它的使用程度。在日常生活中，只有当电力价格、汽油价格上涨时，人们才有可能去谈论一下能源问题。这种现象也是无可厚非的，毕竟能源问题的与日常生活交叉最多的也就在于能源价格。随着公众在国家重大决策中参与程度的不断提高，及时让更多民众了解和关心国家的能源问题，也是非常有必要的。作为世界上人口最多的国家，中国所面临的能源问题也是世界上最复杂的，比如我国即是世界上能源生产最大的国家，又面临着人均消费供应不足的问题，还需要解决能源资源分配不均问题等。在这众多的问题中，能源结构不合理是我国亟待解决的一个难题。什么是能源结构问题？在开始讨论能源结构之前，我们先了解几个专业词语。所谓能源结构，顾名思义，就是指我们生活中所生产或消耗的能源中各类能源形式所占的比例，所以能源结构又可以分为能源生产结构和能源消费结构。在讨论能源结构时，我们可以把能源分为一次能源和二次能源。一次能源指的是自然界中未经加工转换的能源，比如原煤、原油等。二次能源是指由一次能源经过加工转换后得到的能源，比如电能、汽油等。接下来，我们主要讨论的是一次能源消费结构的问题。一个国家的能源结构可以从某种程度反映出人民的生活水平，就像一个家庭的收入结构可以反映出这个家庭的生活水平一样。假如有两个家庭，月收入一样都是 2 万块钱，其中一个家庭的收入来源是从事轻松稳定工作的工资，而另一个家庭的收入来源是靠每天加班加点拼命打工赚来的工钱。虽然这两个家庭的收入是一样的，但明显第一个家庭的生活质量会比第二个家庭好一些。对于国家的能源结构，同样是这个道理。那么，我国目前的能源结构如何呢？我国的能源结构现状根据英国石油公司（ BP ）发布的世界能源观察报告，我国 2012 年一次能源消费总量为 2735.2 百万吨油当量（ Mtoe ），居世界首位。其中，化石能源占 90.9% ，非化石能源占 9.1% ，而在所消耗的化石能源中，煤炭占了 68.5% ，而煤炭，是排放污染物最多的化石能源。这就好比说，我们每月收入 100 块钱，其中 90 块是靠辛辛苦苦外出打工赚来的，而在这 90 块的工钱中，有将近 70 块是靠出卖苦力赚来的。而美国人打工收入 87 块，其中出卖苦力的只有 20 块，欧洲人打工收入 78 块，其中出卖苦力的只有 18 块。这个比喻可能不太准确，但可以比较形象地描述当前的能源结构问题。表一 2012 年世界各国一次能源消费结构 *资料来源：《 BP StatisticalReview of World Energy 2013 》。在上述表格中的能源形式，一般可以分为两类，即化石能源和清洁能源。化石能源指的是石油、天然气和煤炭，而非化石能源指的是核能、水能以及风能、太阳能等再生能源。化石能源是目前最成熟的能源形式，煤炭工业和石油工业都已经有上百年的发展历史了。化石能源主要存在两个问题，资源枯竭问题和环境污染问题。化石能源的形成是由古代生物在地质深埋作用下形成了，这个形成过程需要上百万年到上亿年的时间。一般我们认为这是一种不可再生的模式。既然是不可再生，那就会面临枯竭的问题。对于化石能源还能用多久，确切的数字还存在一些争议。有的学者人为地球上的石油仅够维持 30-40 年，煤炭仅够维持 60-80 年，有的学者则认为随着勘探和开采技术的发展，化石能源还可维持使用 100-200 年。不管是 60-80 年，还是 100-200 年，化石能源枯竭问题离我们都不太遥远，大概会在我们的孙子这一代人爆发。化石能源的污染问题也是显而易见的，大量的燃煤电站、燃油汽车、还有供暖用的燃煤锅炉，每天都在源源不断地向大气中排放各种污染物。近年来大规模的雾霾天气也让我们切身体会到了环境污染问题的严峻性。对于化石能源的高度依赖决定了我国将长期面临严峻的空气污染问题和巨大的二氧化碳减排压力。而且，我国属于少油国家，对国际原油的依赖程度也在不断增加。 2013 年我国的原油进口量再创新高，这对我国的能源安全问题来说不是一个好消息。在刚刚结束的“中国发展高层论坛 2014 ”中，国家能源委员会专家咨询委员会主任张国宝也表达了对这个问题的关注。由此可见，我国能源结构调整的问题可谓是迫在眉睫。能源结构调整并非易事对于一次能源消费结构的调整，已经达成的共识的思路是降低化石能源的比例，提高非化石能源的比例，尤其是可再生能源的比例。但是，这条道路并不是那么平坦。虽然我们深知化石能源的诸多问题，但不可否认我们还是离不开它。化石能源是目前最容易获取和使用的能源形式，承担着我国超过 90% 的能源供应，这是其他能源形式尚无法担当的重任。近年来，我国政府已经是在尽最大的力量发展各种非化石能源，其中核能、水能、太阳能和风能的发展规模都是据世界前列的。但是，发展非化石能源也要面临着各种各样急需破解的难题。核能是目前唯一可以大规模替代化石能源的清洁能源形式，但它需要面临巨大的公众接受性问题。水能目前的开发潜能已经不是很大，而且它也需要面临严峻的生态环境保护问题。而风能、太阳能等作为理想的可再生能源，却有着能源密度低、供应间歇性等固有缺陷，同时还需要解决成本过高、长距离输电等技术问题。这种种问题，也决定了，即便国家这么努力地在发展非化石能源，其比例也还达不到 10% 。能源结构调整是一项长期的系统性工程，即需要一代又一代能源工作者的不断努力，也需要公众的理解和支持。我国政府一直高度重视能源结构调整工作。 2013 年 1 月 1 日，国务院正式印发能源发展 “ 十二五 ” 规划，明确提出到 2015 年提高非化石能源消费比重和降低煤炭消费比重的发展目标。 2014 年 1 月召开的全国能源工作会议上，国家能源局局长吴新雄将“认真落实大气污染防治措施，促进能源结构优化”列为 2014 年十项重要工作之一，并提出了“非化石能源消费比重提高到 10.7% ，非化石能源发电装机比重达到 32.7% ，天然气消费比重提高到 6.5% ，煤炭消费比重降低到 65% 以下”的发展目标。 2014 年 4 月召开的 2014 国家能源委员会全体会议上，国务院总理李克强也对能源结构调整做出重要指示，提出通过推进能源体制改革来进行能源结构调整的新思路。在能源结构调整政策中，很多时候是要涉及到公众利益的。比如发展可再生能源可能会涉及电力价格提高的问题，而发展核电可能会面临厂址周边民众反对的问题。这些问题，只有得到了公众的理解和支持才能得到妥善解决。希望在政府和公众的共同努力下，我国的能源结构问题能够早日得到解决。 2014 年 4 月 26 日星期六于德国，卡尔斯鲁厄， KIT 作者简介：陈钊（ 1987- ），男，广东潮州人，中国科学技术大学核科学技术学院博士生，德国卡尔斯鲁厄理工学院（ KIT ）核能技术研究所国家公派联合培养博士生，从事先进核能系统的设计与安全分析研究。科学网博客： http://blog.sciencenet.cn/u/Jacking E-MAIL: zchen214@mail.ustc.edu.cn; 个人分类: 核能科普|5351 次阅读|4 个评论

面对“我国温室气体浓度再攀升”所想到: zhpd55 2013-1-21 08:44; 北京1月15日电，记者游雪晴在《科技日报》报道了中国气象局刚刚发布的《2011年中国温室气体公报》显示，据全国7个大气本底站的观测数据，大气中二氧化碳、甲烷和氧化亚氮的平均浓度2011年又有攀升，且高于世界气象组织公布的全球平均值，但与北半球中纬度地区的平均浓度大体相当。这是中国气象局首次对外公开温室气体年度报告。公报显示，在青海瓦里关全球大气本底站，2011年大气中的3种主要温室气体（二氧化碳、甲烷和氧化亚氮）的年平均浓度分别升至392.2ppm、1861ppb和324.7ppb，高于同期全球平均值，但与北半球中纬度地区的平均浓度大体相当，均创1990年建站以来新高。黑龙江龙凤山、北京上甸子和浙江临安3个站，3种主要温室气体的年平均浓度均高于青海瓦里关站，反映出其周边地区人类和自然活动对大气温室气体浓度的影响。专家表示，温室气体浓度升高趋势是全球性的，不只是发生在中国。世界气象组织发布的《2011年温室气体公报》显示，2011年全球大气中主要温室气体浓度再次突破有观测记录以来的最高点，二氧化碳平均浓度为390.9ppm，甲烷为1813ppb，氧化亚氮为324.2ppb，分别比1750年工业革命前增加了40%、159%和20%。端义宏说，中国的温室气体的绝对量和人均量均不是世界最多的国家。面对温室气体对环境带来的变化，各个国家和地区纷纷采取了不同的应对措施。以美国等国家为例，采用燃料结构调整可以认为是一项重要的改革措施，由昔日的单一直接燃煤能源结构，转化为以水煤为基础的液化或者气化工艺研究，同时添加其他可再生能源材料（生物质等），其中最引人注目的可能就是火了发电厂的烟道气培养藻类，实现温室气体的零排放，将培养的藻类应用化工原料生产或者合成燃气，也可以与煤共燃，是节能减排双丰收。这方面的研究已经有多项专利如US 2010/0285576 Al等，其流程框图如下。英国政府2000年就已经颁布了相关的法规，明确规定电力供应企业提供的可再生能源电力必须占总电量的一定份额，2002-2003年为3%，2010年必须提高到10%，2015年要达到15%。达到目标者可以颁发可再生能源义务资格证（Renewable Obligation Certificate），尚未达到目标者需要支付补偿金30英镑/MWh，而且赔偿金是根据零售价格指数进行浮动。英国的这些政策鼓励电力企业积极开展可再生能源利用研究，改善发电燃料结构，减少温室气体排放量。在这些政策的引导下，电力企业已经将能源结构调整的目光转移到生物能的利用方面。苏格兰Doosan Babcock公司的W R Livingston有一篇比较全面的概述— — Advanced biomass co-firing technologies for coal-fired boilers 。这些经验值得我们参考和借鉴。也可以参考： Biomass-coal Co-combustion: Opportunity for Affordable Renewable Energy Larry Baxter1, Jaap Koppejan2 1 Professor Chemical Engineering, Brigham Young University, Provo, UT 84601, USA, phone: +1 (801) 422-8616, fax: +1 (801) 422-0151, email larry_baxter@byu.edu 2 Project manager Bioenergy systems, TNO-MEP, PO Box 342, 7300 AH Apeldoorn, Netherlands, phone +31 55 5493167, fax +31 55 5493287, email J.Koppejan@mep.tno.nl; 个人分类: 新观察|5203 次阅读|0 个评论

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