"十四五"我國VOCs排放總量控制方案研究與建議
發(fā)布時間：2021-12-17 10 :45 瀏覽次數：
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近年來，全國空氣質量明顯改善，相較于2015年，2019年PM2.5、PM10和SO2濃度明顯下降，CO和NO2濃度基本持平，但O3濃度上升了22%，且作為首要污染物的占比不斷提高，已成為空氣質量達標和持續(xù)改善的重要制約因素。O3具有非常明顯的區(qū)域性污染特征，須采取分區(qū)分類的科學管控策略。閆慧等基于338個地級及以上城市O3超標狀況與光化學反應活躍狀況將我國京津冀、長三角、珠三角、成渝地區(qū)劃分為重度控制區(qū)，內蒙古自治區(qū)、湖南省、遼寧省和寧夏回族自治區(qū)為中度控制區(qū)，其他地區(qū)為一般控制區(qū)。其中，一般控制區(qū)為達標區(qū);重度及中度控制區(qū)為超標區(qū)，其環(huán)境空氣質量改善需求較大。
O3由揮發(fā)性有機物(VOCs)和氮氧化物(NOx)通過光化學反應生成，大幅削減VOCs的排放量是現階段O3污染防治的關鍵。然而我國VOCs治理工作依然為大氣環(huán)境管理的短板，排放控制形勢十分嚴峻。研究表明，2011—2019年，我國人為源VOCs產生量呈現上升的趨勢，2019年相較于2011年增長21.75%;而我國人為源VOCs排放量呈先增后降的趨勢，2018年首次出現下降趨勢，2019年VOCs排放量約為2342.41萬t，仍處于高位。若維持現有控制水平不變，由于經濟水平的發(fā)展，預計我國2025年人為源VOCs排放總量相較于2019年將增長22.91%;若繼續(xù)實行VOCs排放控制，參考已出臺的政策中提到的控制要求，2025年較2019年排放總量將下降12.62%。因此，“十四五”時期應深入推進VOCs治理攻堅工作，實施區(qū)域差別化總量控制，落實減排主體責任，有效改善空氣質量。
本文基于“十四五”時期VOCs排放的預測結果，探討了我國“十四五”時期VOCs排放總量控制的思路，設計了“十四五”時期VOCs總量控制方案，研究并提出了總量分配方法，確定了總量分配因子，將總量指標分配至各省(區(qū)、市)，明確地方總量控制預期目標，并對“十四五”時期VOCs排放總量控制提出相應的對策建議。
01“十四五”VOCs排放總量控制思路
1.1 總體思路以區(qū)域總量控制為主，結合重點行業(yè)、重點企業(yè)集群實行總量控制。關注石化等重點行業(yè)和重點企業(yè)集群，實行“計劃單列式”管理，落實減排責任。對于石化、汽車制造等核算基礎較好的行業(yè)采用全口徑核算，以基準年和目標年VOCs排放量之差作為考核依據，量化減排效果。核算基礎較差的行業(yè)可采取宏觀核算和全口徑核算相結合的方法。
1.2控制范圍揮發(fā)性有機物總量控制范圍包含工業(yè)源、交通源和生活源。其中，工業(yè)源包含石化、化工、工業(yè)涂裝、包裝印刷等行業(yè)，約占全國人為源VOCs排放總量的56.8%;交通源包含油品儲運銷、道路機動車等，約占22.3%;生活源包含干洗、建筑裝飾、生物質露天焚燒、生物質燃料燃燒、農藥使用等，約占20.9%。
1.3技術路線揮發(fā)性有機物總量控制技術路線包括以下步驟(見圖1):
首先，國家層面要求各省(區(qū)、市)組織開展轄區(qū)“十四五”減排形勢分析工作，依據排放量、治理現狀等因素確定總量控制規(guī)劃的對象、范圍，通過自上而下和自下而上相結合的方式掌握基礎數據，確定基準年(2019年)污染物排放基數。同時，結合國民經濟規(guī)劃和各類相關專項規(guī)劃，預測“十四五”VOCs排放新增量，并基于減排途徑分析，量化減排潛力，提出國家層面總量控制目標及初步分配方案。其次，各省(區(qū)、市)需綜合考慮當地污染物排放強度、環(huán)境容量、產業(yè)結構、經濟水平及中長期發(fā)展要求等因素，科學測算污染物新增量;分析VOCs排放全過程治理適用技術和理論削減率，結合排放標準及相關政策要求，考慮經濟合理性和技術可行性，定量評估減排潛力;結合空氣質量改善需求，確定各省(區(qū)、市)總量控制初步目標，制定初步的VOCs減排方案，明確重點污染源和重點工程項目，確保總量控制目標的可行性。后，國家統(tǒng)籌考慮各地經濟社會發(fā)展和環(huán)境質量改善要求，與各省(區(qū)、市)協(xié)調確定地方終減排目標，簽訂責任書。各省(區(qū)、市)基于減排目標，確定重點任務和各地重點減排工作，制定減排方案和排放計劃，落實到重點污染源和重點工程項目，明確企業(yè)責任。與此同時，每年開展地方VOCs排放量核查核算，對總量控制實施效果進行評估，動態(tài)調整總量控制目標和實施方案。對于石化行業(yè)和涉VOCs排放重點企業(yè)集群實行“計劃單列式”管理，與相關負責單位簽訂責任書，落實減排任務。
圖1“十四五”VOCs排放總量控制技術路線
02“十四五”VOCs排放總量控制方案設計
2.1 技術路線和研究方法本文以我國人為源VOCs排放為對象，運用情景分析法，綜合考慮國家中長期發(fā)展規(guī)劃的經濟、人口和能源等指標，確定“十四五”新增排放量，結合對各行業(yè)減排途徑和減排潛力的分析，確定總量控制目標。選取合適的分配指標構建指標集，并運用信息學方法，確定所選取指標之間的權重，將總量分配至各省(區(qū)、市)，見圖2。
圖2“十四五”VOCs排放總量控制方案設計路線圖
本研究擬使用信息學中的信息熵理論確定各指標的分配權重，再用改進的等比例分配方法對VOCs排放總量公平合理地進行分配。
2.2VOCs排放總量分配
(1)總量分配指標的確定在全面掌握人為源VOCs排放特征后，選定大氣環(huán)境現狀、經濟社會發(fā)展水平、移動源主要影響因素、生活源主要影響因素以及工業(yè)源主要影響因素作為全國VOCs排放總量的分配指標，各指標的含義如下:
大氣環(huán)境現狀:以各省(區(qū)、市)空氣質量達標天數占全年天數比例和VOCs環(huán)境容量利用率(VOCs排放量/國土面積)2個指標表征大氣環(huán)境現狀。
經濟社會發(fā)展水平:經濟社會因素是正向驅動要素，經濟的增長會導致污染物產生量的增加，本研究用人均GDP、單位GDP污染物排放強度來表征經濟社會因素的影響。移動源主要影響因素:由于飛機、船舶、火車基本是跨區(qū)域運輸，難以衡量其在某個地區(qū)的具體影響，且機動車VOCs排放量在移動源中占比大，因此選擇以各省(區(qū)、市)的汽車保有量體現移動源VOCs排放量對排放總量的貢獻。
生活源主要影響因素:生活源的VOCs排放主要來自居民烹飪以及日常使用含VOCs的溶劑2個方面，與居民生活方式與人口數量相關，而居民人均消費支出是居民生活方式改變的重要表現，因此本研究選擇用各省(區(qū)、市)居民人均消費支出和人口數量表征生活源對VOCs排放總量的影響。
工業(yè)源主要影響因素:工業(yè)源VOCs的排放主要來自含VOCs原料的生產過程、含VOCs原料的加工過程以及含VOCs溶劑的使用。從數據的可獲得性和科學性出發(fā)，本研究選用工業(yè)總產值表征工業(yè)源VOCs排放對總量的影響。
(2)總量分配指標權重確定根據熵值法可得各分配指標的權重，見表1。
表1 總量分配指標權重熵值法計算結果
其中8個指標權重大小排序關系為:VOCs環(huán)境容量利用率＞工業(yè)總產值＞人均GDP＞空氣質量達標天數占全年天數比例＞汽車擁有量＞居民人均消費支出＞人口數量＞單位GDP排放強度，權重越大，意味著該指標對總量分配的影響越大。權重排在前四的指標依次是VOCs環(huán)境容量利用率、工業(yè)總產值、人均GDP及空氣質量達標天數占全年天數比例，這說明各地區(qū)大氣環(huán)境現狀、工業(yè)總產值以及社會經濟發(fā)展水平是VOCs排放總量分配首要考慮的因素，大氣環(huán)境現狀越差、工業(yè)總產值越大以及社會經濟發(fā)展水平越高的地區(qū)空氣質量持續(xù)改善的需求越大，需承擔更多的VOCs排放削減責任。汽車擁有量指標也有一定的權重，說明移動源排放量對VOCs的排放量有一定的影響。權重排在后3位的指標依次是居民人均消費支出、人口數量以及單位GDP排放強度，這意味著這3個指標在總量分配中是次要因素。其中，居民人均消費支出和人口數量是生活源VOCs排放對總量貢獻的表征，這兩個指標權重數據小，與實際上生活源VOCs排放對總量貢獻小的情況保持一致，也間接說明了熵值法計算得出的權重科學合理。
(3)削減率和削減量分配
根據劉銳源等的研究可知，在考慮“十四五”新增排放量的情況下，全國2025年控制情景下VOCs排放削減率為12.62%。基于公平性的原則，本研究采用改進等比例分配方法，以2019年VOCs排放量數據為基準年數據，使用已建立的總量分配指標，將2025年控制情景下的削減量分配到各省(區(qū)、市)，見圖3。由圖3可以看出，各省(區(qū)、市)VOCs排放削減量和削減率都存在明顯差異。
圖3 各省(區(qū)、市) 2025年控制情景下VOCs排放削減率和削減量
在控制情景下，VOCs排放削減率排名前9位的省(市)分別為:上海、江蘇、山東、廣東、北京、浙江、河南、天津、河北。分析其原因如下:①上海、北京和天津3個直轄市雖然面積較小，VOCs排放總量較低，但其單位國土面積VOCs排放量大，且其處于O3重度控制區(qū)，空氣質量改善需求大，減排潛力較大;②江蘇、廣東和浙江3省國土面積大，其VOCs排放總量也大，同時社會經濟發(fā)展水平較高，且處于O3重度及中度控制區(qū)，相對基準年也需較大的減排力度;③山東、河南和河北3省社會經濟水平中等，但其VOCs排放量巨大，且處于O3重度控制區(qū)，應承擔更大的削減責任，故其削減率比較大。而寧夏回族自治區(qū)雖然處于O3中度控制區(qū)，但受傳輸影響大，本地生成少;廣西、黑龍江、云南、海南、甘肅、貴州、青海以及西藏等省(區(qū))均處于O3達標區(qū)，環(huán)境空氣質量達標天數比例較高，且單位VOCs排放量小、排放強度低，承擔VOCs排放削減的責任小，削減力度和削減空間小，削減率均低于5.5%。
全國2025年控制情景下削減量為296.7萬t，其中，削減量排名前五位的省份，其削減量之和超過了削減總量的一半，為56.06%。這5個省份分別為山東、江蘇、廣東、浙江以及河南，這些省份均處于O3重度及中度控制區(qū)，且2019年VOCs排放量和GDP總量均排在全國前5位，需承擔更多的削減責任。而貴州、海南、甘肅、青海、寧夏和西藏5個省(區(qū))控制情景下削減量之和為4.49萬t，削減責任小。總體上，VOCs重點減排區(qū)域主要分布在東南沿海地區(qū)，其次是東北、華北和中部地區(qū)，西部地區(qū)是VOCs削減率低的地區(qū)，該分布也與經濟發(fā)展方式相關聯(lián)。工業(yè)越發(fā)達的地區(qū)，人均GDP越高，VOCs排放強度就越高;空氣質量改善需求越大，減排責任就越大。
2.3排放總量分配結果在控制情景下，“十四五”時期各省(區(qū)、市)總量控制目標見圖4，可以看出，VOCs允許排放量較大的11個省分別為山東、江蘇、廣東、浙江、河南、河北、福建、遼寧、四川、湖北、安徽，分別均超過了80萬t，總和占全國排放總量的61.87%。這是由于這些省份2019年的VOCs排放量均較大，落實《“十三五”揮發(fā)性有機物污染防治工作方案》及其他已出臺政策中提到的控制要求后削減量較少，削減之后VOCs排放總量仍然較大。黑龍江、湖南、陜西、山西、廣西、內蒙古、江西、吉林、上海、云南、新疆、重慶、貴州13個省(區(qū)、市)各自的允許排放量均為30萬～80萬t，總和占全國允許排放量的32%。雖然天津市和北京市的單位面積VOCs排放量高，但其削減率較大，允許排放量分別約為30萬t。其他省(區(qū))如海南、甘肅、青海、寧夏以及西藏的削減程度并不明顯，允許排放量與現階段相當。因此，國家應制定差別化的總量控制方案，適當提高對允許排放量較大的省(區(qū)、市)的要求，以期盡快使這類污染嚴重區(qū)域的空氣質量得到改善。對于允許排放量較低的省(區(qū))，如海南、甘肅、青海、寧夏以及西藏，應適當考慮放寬要求，以刺激其經濟發(fā)展。
圖4 各省(區(qū)、市) 2019年和2025年VOCs排放量
03“十四五”VOCs排放總量控制對策建議
隨著VOCs排放治理工作的不斷深化，近十年來，我國VOCs排放總量增速放緩，并于2017年出現拐點，2018年和2019年開始下降。預計未來VOCs排放量將逐年下降，2025年控制情景下，VOCs排放總量較2019年下降12.62%。為了推動環(huán)境空氣質量的持續(xù)改善，建議在“十四五”期間實施VOCs排放總量控制，深化VOCs綜合治理工作，有效削減VOCs排放。同時為了更有效地實施VOCs排放總量控制，提出如下幾點建議:
一是以區(qū)域總量控制為主，結合重點行業(yè)、重點企業(yè)集群實行總量控制。關注石化等重點行業(yè)和重點企業(yè)集群，實行“計劃單列式”管理，簽訂目標責任書，嚴格落實減排目標主體責任。建立減排目標逐級分配方法，綜合空氣質量、VOCs環(huán)境容量、VOCs排放強度、人口規(guī)模、產業(yè)結構、經濟水平等多因素，科學、合理、公平、公開地將區(qū)域減排目標逐級分配至各省(區(qū)、市)、集群、園區(qū)及企業(yè)。
二是強化重點行業(yè)、重點企業(yè)、集群或園區(qū)綜合治理。石化行業(yè)應加強密封點的泄漏修復，將泄漏檢測與修復(LDAR)密封點的檢測臺賬作為后續(xù)現場檢測和泄漏點修復的依據，并及時修復泄漏超標的密封點。化工行業(yè)須對使用含VOCs物料的設備和廢棄包裝容器進行加蓋密閉。對于儲運、廢水集輸過程和非正常工況，石化、化工行業(yè)應強化儲運過程的有效管理，加強中間產品罐的油氣回收等治污設施的安裝和有效運行;應加強廢水集輸過程中的密封處理，配置廢氣的收集與處理設施，并確保其正常運行。工業(yè)涂裝、印刷行業(yè)夏季應禁止使用高VOCs含量、活性物種多的有機溶劑產品;對于涉及涂料、油墨等含VOCs原輔材料的操作應在密閉裝置或者密閉空間中進行，若無法密閉的，則應在裝有收集裝置的環(huán)境中進行操作。廢氣收集效率應嚴格按相關標準及規(guī)范的要求執(zhí)行，收集率應達到80%以上;治理工藝、技術和設施應升級改造提升至達到標準要求，嚴格要求處理效率;須加強對廢水、危廢中VOCs逸散排放的管控。油品儲運銷行業(yè)須對已安裝油氣回收設施的儲油庫、油罐車、加油站進行設施檢修、改造升級，使回收效率達到設計規(guī)范及標準要求;加強油氣回收系統(tǒng)密封性檢測，確保油氣回收系統(tǒng)正常運行;強化儲存設施的降溫措施，調整作業(yè)計劃，減少高溫時段作業(yè)。
三是以排污許可制度為依托。建立VOCs排放量核查核算方法、總量削減核查核算與減排績效評估方法和以環(huán)境質量為核心的綜合評估與考核體系，石化行業(yè)采用全口徑核算的方式核算基準年和目標年排放量，其他行業(yè)采用全口徑核算與宏觀方法核算相結合的方式。同時通過建立自動監(jiān)測網絡、區(qū)域VOCs排放污染源數據庫、大氣環(huán)境模擬軟件庫、重點污染控制源定期和非定期監(jiān)測制度，做到對總量控制的有效考核。
四是“十四五”VOCs排放總量控制應體現多措并舉、多元共治的現代環(huán)境治理理念。統(tǒng)籌協(xié)調排污交易、排污收費、合同減排、生態(tài)環(huán)境補償與總量控制制度的關系，逐步建立市場化的減排機制，通過采取一系列經濟、技術等導向型政策，調動企業(yè)的減排積極性。在各級政府都要對環(huán)境質量負責的前提下，建立企業(yè)承擔主體責任、社會組織依法參與、新聞媒體輿論監(jiān)督的實施機制。
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