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2020年中国能源与环境面临的挑战与对策
国家环保总局中国环境规划院课题组
  2005年11月07日08:26 【字号 】【留言】【论坛】【打印】【关闭
  
能源消费严重威胁环境质量公众健康


  中国传统的以煤炭为主的能源结构决定了能源消费活动要排放大量污染物,造成了城市环境质量恶化,不仅带来经济运行成本的增加,而且严重威胁到人民群众的身体健康。能源活动对环境与健康的影响将是未来中国社会和经济发展的突出问题之一。

  主因:以煤为主的能源结构

  根据地矿部门的普查和勘探,中国预测资源总量为40017亿吨标准煤,在能源资源中,煤炭占绝对的优势。若以常规能源资源总量为100,那么煤炭资源量在85以上,水能占12,石油和天然气仅占2~3。能源资源条件决定了我国以煤为主的能源消费结构在短期内难以转变,未来煤炭仍将在整个能源过程中发挥不可替代的作用。

  表现:污染物排放居高难下

  大气污染物排放:从有关部门的统计来看,煤炭使用过程产生的污染是中国最大的大气环境污染问题。全国烟尘排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物的67%、二氧化碳的70%都来自于燃煤。

  在大气污染物排放中,SO2排放与电力行业发展密切相关。燃煤电厂是煤炭的主要用户,电力耗煤占煤炭总产量的60%,同时也是SO2排放大户。除了能源消费过程中的污染物排放外,能源在开采、炼制及供应过程中,也会产生大量有害气体,严重影响着大气环境质量。2000年,能源生产相关行业烟尘排放量占全国烟尘总排放量的29.8%,对大气环境造成严重的污染。

  水污染物排放:据统计,中国煤矿每年产生的各种废污水约占全国总废污水量的25%。2000年,全国煤矿的废污水排放量达到27.5亿吨,其中,矿井水23亿吨,工业废水3.5亿吨,洗煤废水5000万吨,其它废水4500万吨。

  二氧化碳排放:二氧化碳排放与能源结构、消费量和能源效率等密切相关。中国是世界上仅次于美国的CO2排放量大国,1990年至2000年中国CO2排放量由6.66亿吨碳增至8.81亿吨碳,由占全球排放量的11.6%增至13.7%。

  影响:高昂的经济和公众健康成本

  能源(尤其是煤炭)的使用过程排放出大量的污染物,导致大气污染和酸雨污染,造成了中国城市空气质量的严重恶化。2001年世界银行发展报告列举的世界污染最严重的20个城市中,中国占了16个。

  研究表明,中国1990年代的酸雨属硫酸型。燃煤等人为活动所排放二氧化硫是造成酸雨的主要原因。1990年代中期酸雨区面积比1980年代扩大了100多万平方公里,年均降水pH值低于5.6的区域面积已占全国面积的30%左右。

  大气污染严重的地区,呼吸道疾病总死亡率和发病率都高于轻污染区。慢性支气管炎症状随大气污染程度的增高而加重。在中国11个最大城市中,空气中的烟尘和细颗粒物每年使5万人夭折,40万人感染上慢性支气管炎。

  世界银行根据目前发展趋势预计,2020年中国燃煤污染导致的疾病需付出经济代价达3900亿美元,占国内生产总值的13%。这应该引起中国政府的高度重视。

  
能源发展面临四大环境挑战


  中国未来经济和社会的发展需要有相应的能源发展提供支撑和保障,而能源的发展必然增加环境质量恶化的风险。另一方面,随着全面建设小康社会目标的提出,环境质量改善已经成为人们追求美好生活的重要内容,因此,未来中国能源的发展,必须同时满足环境的要求,面对以下四个方面的重大挑战。

  1. 过度能源消费将使环境小康目标难以实现

  环境小康是中国2020年全面实现小康社会的重要内容之一。衡量全面建设小康社会的指标理应包括经济社会的各个方面,环境保护就是其中最重要的内容之一。能源发展,煤炭使用量的加大,必然造成大气污染物的排放,城市机动车保有量的增加带来了机动车污染的日益加剧,环境小康所要求的城市大气环境质量和区域的酸雨污染控制目标受到严重的威胁,环境小康的要求对中国能源发展提出了严峻的挑战。

  根据未来20年全面建设小康社会能源需求的3种情景方案,我们预测,到2010年,中国煤炭消费将达到16.9~19.9亿吨,而到2020年,原煤消费将达到20.5~29.0亿吨。如果不采取强有力的措施,能源活动所带来的污染物排放将持续增加,环境小康的目标将难以实现。

  能源发展带来的污染物排放和机动车尾气的污染主要集中在城市地区,城市人口是城市大气污染的主要受害者。如果在能源发展的同时,城市大气环境得不到有效的治理,空气环境质量持续恶化,那么到2010年城市中受大气污染的人口将达到3.4亿人,2020年将达到4.9亿人,分别占同期全国总人口的24.7%和33.3%。

  参照沈阳市和北京市有关大气污染对人体健康影响的研究,如果在未来20年内环境质量继续恶化,则全国城市中受大气污染影响而早亡的人数会有所增加,2010年和2020年全国因大气污染而早亡的城市人口将分别达到38万人和55万人,相应的经济损失分别为280亿元和410亿元。

  2. 环境容量严重短缺将使环境质量持续恶化

  随着能源消费总量的持续增长,二氧化硫和氮氧化物的产生量也将持续增加。但是大气环境容量的资源是有限的。

  中国环境科学研究院的研究表明,在全国能源结构、产业结构、城市布局、气象条件等没有发生重大变化以及不考虑新疆和西藏地区的前提条件下,全国SO2排放量控制在1200万吨左右的情况下,全国大部分城市的SO2浓度才可以达到国家二级标准。中国环境科学研究院的《酸雨控制国家方案》研究表明,为了满足硫沉降临界负荷的要求,中国二氧化硫年排放总量水平应最终控制在1620万吨左右。但是,根据我们的预测,到2010年和2020年,即使按照低发展方案的计算,二氧化硫的产生量也将分别达到2680万吨和2789万吨的水平,而按照高发展方案,二氧化硫产生量将达到3174万吨和3945万吨,都远远超过了环境目标容量。

  据分析测算,在煤炭含硫量1%的情况下,只有当脱硫率达到75%的水平时,煤炭的消费上限是28.2亿吨,接近预测的2020年的用煤高方案。因此,从二氧化硫环境容量来考虑,中国要想增加煤炭的消费,只有两条路可走,一是提高脱硫效率,二是降低煤炭的含硫量。

  氮氧化物控制相对二氧化硫来说,研究基础比较薄弱,国家也还没进行总量控制。但是,如果对能源活动产生的氮氧化物排放不加控制,根据低方案预测,仅燃煤产生的氮氧化物就可能从2000年的1880万吨的水平分别增加到2010年和2020年的2467万吨和2870万吨的水平。如果加上汽车尾气排放的氮氧化物,未来20年氮氧化物的产生量还增加。因此,未来20年减排氮氧化物的任务将比减排二氧化硫还要严峻。

  3. 日益严格的环境要求将使能源依赖型企业无法生存

  随着中国环境保护要求和目标的不断提高,对企业在环境管理方面也提出了更高的要求。污染物排放总量控制和排放标准是包括能源生产和消费企业在内的企业所必须面临的挑战。

  对于能源生产和耗能企业来说,环境标准主要控制对象是火电行业及其排放的大气污染物。2004年颁布《火电厂大气污染物排放标准》,参照国际先进标准已经大幅度提高二氧化硫排放限值,新建火电厂无论煤炭硫分如何,必须脱硫方能达标,老火电厂在预告期后与新电厂执行同时段标准,除缓冲建设期限外,也必须按规定进行脱硫。同时,对火电厂的氮氧化物削减提出了要求。

  因此,能源生产和耗能企业,尤其是火电行业,必须采取积极有效的措施削减污染物排放,改善环境行为,这不仅是满足环境管理要求的需要,更是企业长远发展和强化竞争能力的需要。在未来的的市场竞争中,绿色企业和绿色产品无疑具有非常的优势。

  4. 国际履约将使能源部门付出高昂的经济成本

  根据国家发改委能源所《2020年中国能源需求情景分析》的分析和预测,2020年中国二氧化碳排放量在13亿吨~20亿吨之间,分别为1998年全国二氧化碳排放量的1.5倍~2.2倍。到2020年,中国人均碳排放水平在0.9吨~1.3吨之间。

  根据有关预测,中国2020年以后将不可能回避温室气体排放削减的承诺。随着温室气体削减水平的提高,二氧化碳的边际削减成本趋于上升。到2020年,即使承诺削减10%的目标,每年需要的削减费用也达到500多亿元。

  就碳排放控制和削减而言,能源部门具有不可推卸的责任和义务,因此,未来一个时期内,中国能源的发展将受到来自全球环境的压力。温室气体减排所要求的经济投入和外部不经济性,将迫使中国的能源部门在发展过程中必须重新定位,同时也将对中国整个经济发展产生一定的影响。

  
能源与环境可持续发展的政策方案


  目前,中国对能源活动实施的是一种分散的多部门管理模式,相关部门对能源的生产和消费都有一定的要求。能源管理的特点是以项目为主。由于人员少和精力有限,难以对能源工业的发展,站在大局的高度,制订全面、统一和科学的战略方案,也难以针对国内外能源的变化采取及时有力的措施。由于能源管理体制分散,造成能源方面的法律法规不一致,相互矛盾。

  未来20年,中国能源环境政策的目标是:在保证全面实现小康社会和保障国家能源安全的前提下,最大程度地降低能源生产与消费带来的环境成本,保护公众健康和良好的自然环境,减缓全球温室气体的排放,积极促进建立氢能源、氢经济社会体系,实现能源与环境的可持续发展。

  为了实现上述目标,中国未来20年的能源环境战略为:把节约能源资源提升到基本国策的高度,建立终端用能设备能效标准和标识体系,建立市场经济条件下的节能新机制;通过政府驱动、公众参与、总量控制、排污交易四个方面推动环境友好能源战略;提高排污收费标准、实行排放交易和电力环保折价,取消对高耗能产品的生产补贴,实现能源环境成本内部化;依靠科技进步推进能源结构调整和能源绿色化,严格控制城市交通环境污染,积极应对全球气候变暖的挑战。

  1. 能源与环境可持续发展政策建议

  从中国能源发展的趋势和环境保护的要求来看,实现能源与环境的协调发展,必须要长期实施节能优先战略,推进能源结构“绿色化”进程,大力发展环境友好能源和氢能源,推行农村能源的可持续发展。

  实行节能优先政策。节能政策是实现环境与经济“双赢”的战略,从环境保护的角度出发,长期实施节能优先的战略就是能源与环境协调发展的首选政策。建议加快理顺节能管理体制,政府机构应率先示范节能,促进节能与清洁生产一体化。利用排污收费政策促进节能政策的实施。

  促进能源结构“绿色化”。建立环境友好的能源结构调整是中国能源可持续发展的长期任务,也是中国社会经济发展和环境保护的必然要求。建议逐步降低城市能源煤炭使用比例,大力发展低碳无碳能源、氢能源和可再生能源。

  依靠技术进步削减污染。一方面利用环境标准推动能源技术进步、降低单位经济活动的能源消费,实现发电排放绩效与发电煤耗标准、环境标志与能效标准、汽车排放标准与燃料经济性标准的衔接。另一方面,大力开发低污染排放发电技术、零排放技术以及高效脱硫脱氮技术,加快提高汽车排放标准,发展低排放甚至零排放汽车。

  运用经济手段促进环境友好能源。在未来20年建立和完善市场经济过程中,应全面运用市场经济手段控制污染,促进能源的可持续发展。市场手段可以从两个方面着手:一是利用硫税、氮税、生态环境补偿、电力环保折价等税收价格政策实现能源活动环境成本内部化,二是利用排污交易、绿色电力市场、可再生能源配额信用等市场交易手段降低削减污染的社会成本。

  由于不同政策的作用时间和实施的作用范围不同,因此,在政策实施的优先级和时间序列上会有所不同。如节能优先战略是中国应该长期坚持和贯穿于各个领域的基本政策,电力行业排放绩效标准的引入则是特定于某一领域和时间的一般性政策。

  2. 若干重要能源政策方案建议

  加快电力脱硫进程:

  电力行业(尤其是火电)将是中国未来20年能源行业发展最快的行业。火电行业未来20年削减二氧化硫和氮氧化物将直接影响国家二氧化硫总量控制目标的实现。电力污染控制将是中国酸雨和二氧化硫污染控制的重点。

  目前火电厂减排二氧化硫的主要途径有:煤炭洗选、洁净煤燃烧技术、燃用低硫煤和烟气脱硫。各种技术的选择和减排方式的组合是一种综合性的判断和决策过程。根据电力行业目前二氧化硫控制现状和管理基础以及二氧化硫排放控制目标的要求,各阶段的减排技术路线为:2005年前,燃用低硫煤和脱硫工程措施起步阶段;2006年~2010年,低硫煤和烟气脱硫的混合阶段;2011年~2020年,全面烟气脱硫阶段。

  在环境经济政策与管理措施方面,目前二氧化硫污染控制方面,实施的经济政策就是排污收费制度;结合电力体制改革开展了环保折价标准研究;同时,有些省市开展了排污交易方面的试点研究。各项经济政策对二氧化硫排放控制都会起到促进作用,但其作用方式及实施基础各不相同。建议以排污收费制度和排污交易为基本政策组合方向,资金扶持为辅助手段,折价标准是对排污收费制度的补充或完善。具体建议措施有:开展排污权交易试点;实施电力环保折价标准;实施严格的电力行业排放标准;引入发电排放绩效管理机制;推行电厂环境信息公告制度;加强监督管理能力的建设等。

  建设西电东送绿色工程:

  “十五”期间,国家将重点加快实施“西电东送”南线的电源和输电线路建设。按照“西电东送”南部通道的战略规划建议,“十五”期间,在云、贵两省交界的狭长地带内将新建10余座火电厂,新增供电能力600万千瓦,如果“十五”期间不采取任何措施,贵州省火电项目将新增二氧化硫排放量20.17万吨,云南省火电项目将新增二氧化硫排放量13.68万吨。如此集中地在滇东和黔南酸雨控制区及周围的区域建设大规模的火电厂,若不采取严格环境保护措施,将对当地和周边地区的大气质量以及我国“十五”期间二氧化硫排放总量控制目标的实现产生一定的影响。

  因此,在建设“西电东送”项目的同时应加大二氧化硫治理的投入,采取有力的治理措施,确保二氧化硫排放满足国家和地方“十五”期间总量控制的要求,空气质量能够有所改善,实现建设“西电东送”绿色工程的目标。

  建议国家逐步提高二氧化硫排污收费标准并扩大收费范围,使其接近或高于治理成本,真正使污染控制成本成为产品总成本的组成部分,形成谁污染谁就会在经济上受损失的机制,促使排污企业积极增加投入,主动治理污染。在云、贵两省试行二氧化硫排放权交易制度,发挥市场机制在二氧化硫控制方面的作用。在实行总量控制和达标排放的前提下,逐步建立二氧化硫排放权交易制度,使全社会二氧化硫与酸雨污染防治的成本不断降低。

  国家应尽快组织开展云贵两省“西电东送”火电项目的脱硫可行性研究,制定切实可行的二氧化硫削减计划和方案,以最低成本实现二氧化硫的削减目标。同时,建立一定的监督机制,确保二氧化硫减排目标的实现和国家有关二氧化硫污染与酸雨防治目标的实现。

  一体化削减交通环境污染:

  机动车是整个交通运输系统的一部分,面对资源和环境的双重压力,机动车污染问题的解决,除了加强机动车管理,使用清洁燃料等正对机动车本省的解决方案外,必须从整个交通体系的完善和燃料结构的改善入手,从根本上较少机动车污染的排放。主要措施有:善综合运输体系,发展低耗能、少污染的运输方式;制定不同运输方式与环境协调的发展政策;利用新技术,改善交通能耗结构;加强各种运输方式的协调合作。

  机动车带来的城市环境污染主要是尾气。对汽车尾气治理的目的是使车辆的排放水平达到一定的标准,使空气质量不影响人类的健康,实现这样的目标需要制定条件许可的、符合经济和社会承受能力的综合性战略措施。建议的政策主要有:发挥“三架马车”的作用,减少机动车尾气污染;合理有效地控制机动车交通运输量的发展;大力发展公共交通工具和无污染的交通工具;实施机动车的全过程控制与生命周期管理;运用税收等经济手段鼓励清洁、节能运输方式的发展;采取部门协调,加强综合决策。

  大力发展农村可再生能源:

  未来10年或者20年中国农村能源环境保护的目标,一是提高农民的生活水平,有利于促进农民实现小康社会;二是有利于农村生态环境的改善;三是有利于降低农村室内空气污染,提高农民的健康水平。

  解决中国农村能源环境污染的根本途径是大力发展适合农村的现代可再生能源,减少污染环境、危害健康和破坏生态的柴薪和秸秆能源使用。农村能源的发展目标主要是提高农民的生活水平,保障农民的身体健康,促进农民小康社会的实现。在大力发展农村可再生能源,迫切需要解决支持农村可再生能源发展的政策问题,尤其是如何尽快降低农民低收入群体“享受”可再生能源的费用。

  目前,中国政府有关部门在农村能源发展领域都实施了一系列计划或行动项目,对促进农村可再生能源发展起到了很好的作用。这些计划包括:乘风计划、光明工程、农村能源综合建设、秸秆气化示范工程、全国百县小水电计划、生态家园富民计划等。这些计划或工程都是发布在不同的政府管理部门,尽管计划的目标各自有所侧重,但在农村能源建设方面的目标是相同的。建议在综合这些农村能源计划的基础上,制定和实施《国家农村绿色能源计划》。

  在《国家农村绿色能源计划》中,重点放在提高农村能源使用能效方面,提倡节水灌溉技术,鼓励使用高效、低毒、低残留农药,组织农民开展合理施用技术的培训。以生态富民计划为基础和突破口,积极发展生态农业,如综合利用沼气等。

  在中国的农村可再生能源发展过程中,如果目前农民低收入群体“享受”清洁、昂贵和现代的可再生能源的问题不能有效地得到解决,那么农村的可再生能源发展就会走入“死胡同”,而且也会影响农民实现小康社会的进程。为此,国家应制定相应的鼓励政策,支持农村加快发展可再生能源,让农民真正建得起并且用得起这些昂贵、清洁、现代的可再生能源。

  (本文执笔:中国环境规划院总工程师王金南等)

来源:经济参考报 (责任编辑:石希)
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