乌鲁木齐市能源结构调整策略分析（1）论文

　　作者：崔二平 余国新 张建宏  【论文摘要】本文对乌鲁木齐市大气环境污染现状进行分析，提出了把以煤炭为主的污染型能源利用结构逐步转变为以电力、天然气等能源为主的清洁型能源利用结构的调整策略，从而优化乌鲁木齐市能源结构，改善空气环境质量，提高居民的生活质量和城市综合竞争力。   【论文关键词】乌鲁木齐市 大气环境污染 能源结构       ＂十一五＂期间，乌鲁木齐市确立了建设现代化国际商贸中心和制造业中心的＂双中心＂发展战略。
　　但由于能源利用结构不合理，近几年乌鲁木齐市的空气质量形势严峻。冬季大气污染日趋严重，已成为乌鲁木齐市对外开放和经济可持续发展的重要制约因素。
　　因此，如何合理调整能源利用结构，处理好资源、环境与社会经济发展的关系是目前要解决的首要问题。
　　一、大气环境污染状况及对乌鲁木齐市经济发展的影响
　　1、乌鲁木齐市环境空气质量   环境监测结果显示，乌鲁木齐市的空气质量呈逐年恶化的态势，特别是冬季污染天数明显增加，且污染时间基本集中在采暖期。
　　2、主要污染物分析   乌鲁木齐市主要污染集中在冬季采暖期。通过对主要污染物监测的数据显示，二氧化硫年均值为0.115毫克/立方米，超过国家空气质量年平均二级标准（0.06毫克/立方米）0.92倍；二氧化氮年均值为0.064毫克/立方米，略低于国家空气质量年平均二级标准（0.08毫克/立方米）；可吸入颗粒物为0.154毫克/立方米，超过国家空气质量年平均二级标准（0.10毫克/立方米）0.54倍，并且二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物年均浓度呈明显上升的趋势。
　　从时间分布来看，2006年二氧化硫采暖期浓度是非采暖期的6.39倍，二氧化氮采暖期浓度是非采暖期的1.56倍，可吸入颗粒物采暖期浓度是非采暖期的3.21倍。
　　3、乌鲁木齐市环境容量对主要污染物承载力及污染源分析    根据环保部门对乌鲁木齐市进行的环境容量测定，烟尘的最大容量为4.32万吨，二氧化硫为6.32万吨。由于大量使用原煤，城市污染物排放量已大大超过了环境容量，2006年乌鲁木齐市烟尘排放量为6.5万吨，二氧化硫的排放量为11.8万吨，排放量分别超过了环境容量的50.5%和86.7%。
　　在大气污染物排放的行业中，乌鲁木齐市电力和供热是原煤消耗最多的行业，也是大气污染物排放较多的。其中，二氧化硫排放量和烟尘排放量最多的行业是电力和工业生产，两者总共排放二氧化硫占到总排放量的60.5%和47.4%。
　　如果能源结构不发生变化，到2010年，预计仅二氧化硫的总排放量将超过容量的3.8倍。燃煤所带来污染物排放是造成乌鲁木齐市城市大气污染主要因素。
　　4、环境污染对人们身体健康和社会经济的影响    大量流行病学研究证明从轻微的呼吸道感染到严重的心，脑、肺各种疾病都与大气污染有密切的关系。大气污染所引起的最常见疾病就是呼吸道疾病，呼吸道疾病主要是指感冒，气管炎及支气管炎，肺炎，哮喘等呼吸道的急性炎症。
　　乌鲁木齐市大气污染状况严重的时期也是各种呼吸道疾病的高发时期。据中国能源发展报告初步调查估计，燃用1吨煤所产生的二氧化硫和酸雨污染造成的经济损失（树木和作物受害，材料加速腐蚀，居民呼吸道疾病和工时损失等）达50到70元。
　　按此比例计算，乌鲁木齐市2007此项经济损失达21到30亿元。由此可见，以煤为主的能源结构不仅对人身体健康造成危害，还给社会经济发展带来阻碍。
　　二、乌鲁木齐市大气环境污染的因素分析
　　1、地理、气象条件   特殊的地理气象条件是乌鲁木齐市空气污染形成的客观原因。乌鲁木齐市是距离海洋最远的城市，三面环山，城市依河谷而建，生态环境十分脆弱，昼夜温差较大，年均降水量262.4mm，而年蒸发量2221.4mm；冬季寒冷而漫长，年极端最低气温-32.9 ，采暖期长达180天左右，冬季风速小。
　　受特殊的地形条件和气象因素影响，城市空气自净能力差，环境容量有限。在不利的气象条件如大雾、逆温、静风等作用下，城市生产、生活排放的污染物无法通过自净能力自然化解，造成了严重的空气污染。
　　2、人口密度大    乌鲁木齐市行政区划面积达1.4万平方公里，绝大多数地区属于山地、丘陵、戈壁和耕地，呈现大城市、小郊区的特点，90%以上的人口居住在260平方公里的城市建成区内，其中80%的人口又集中在天山区、沙依巴克区、水磨沟区和新市区四个中心区域，导致以上区域单位面积人口密度过大，甚至超过了内地部分大城市。如天山区城区每平方公里人口达到4-5万人，已经高于上海黄浦区的人口密度。
　　人口的过度集中造成能源消耗的增加和排放污染物的剧增，加重了城市空气污染。
　　3、能源结构不合理
　　（1）以燃烧原煤为主的城市能源结构和能源利用的低效与浪费是造成乌鲁木齐市冬季大气污染的最重要因素。2006年乌鲁木齐市一次能源消费结构中：煤炭、石油、天然气、新能源和可再生能源所占比例分别为56.3%、33.3%、10.0%、0.4%。
　　2006年采暖期二氧化硫排放量达8.15万吨，烟尘排放量4.96万吨，分别占全年排放量70%和76%，加上其他污染物冬季每天向空气中排放的污染物达1000吨左右。污染物排放量已大大超过了环境容量。
　　（2）乌鲁木齐市冬季供暖现状不利于大气环境污染的治理。目前，乌鲁木齐市供暖现状是以燃煤区域集中供热锅炉房为主，热电联产及清洁能源供热为辅。
　　乌鲁木齐市现有集中供热企业44家，热电联产供热工程4个，大型燃煤区域供热锅炉房共计55 座，其余为分散供热，共有分散小锅炉3898台。分散锅炉容量小，燃烧方式落后，供热效果较差，热效率较低，能耗高，负荷调节手段低下。
　　大多数小型分散锅炉只有简单的烟气除尘处理设施，导致城区大小烟囱林立，冬季采暖期烟尘飞扬，给城市环境带来很大污染。
　　4、污染源没有得到有效的控制   目前乌鲁木齐市现有3898台小锅炉、近1万台烧烤炉及3万多台燃煤炉灶，工业锅炉排放超标率为60%，集中供热站排放超标率为40%。此外，主要污染物排放总量没有得到有效控制，排放量持续增加。
　　2006年二氧化硫的排放量为11.8万吨，烟尘排放量为6.5万吨，分别比2003年增加了35.5%和14.4%。同时，新建项目的污染物排放量远超削减的排放量。
　　2006年各项环保措施落实后的烟尘削减量为2000吨，但新建项目排放量达7000吨；二氧化硫的削减量为3000吨，但新建项目排放二氧化硫增加了7000吨。
　　三、大气环境污染治理的能源消费结构调整策略
　　1、乌鲁木齐市能源的需求预测及调整的思路   ＂十五＂以来，乌鲁木齐市经济继续保持快速增长，2006年GDP达到654.3亿元，比2005年增长14%。＂十一五＂期间，乌鲁木齐市的经济增长速度预计达到15%，2010年地区国民生产总值预计达到1200亿元，比2006年翻一番；＂十二五＂期间，预计年均增长率达10%，2015年地区国民生产总值将达到1750亿元。
　　按照目前的能源结构比例，到2010年乌鲁木齐市能源的总消费量将达到2400万吨标准煤，采取国家节能减排的措施后，煤炭消费量仍达1900万吨标准煤，给乌鲁木齐市整体环境带来巨大的压力。    因此，调整能源消费结构、采用先进技术、提高能源消费的利用率已成为乌鲁木齐市大气污染治理迫在眉睫的举措。
　　（1）把节约能源放首位，适时调整产业结构。随着乌鲁木齐市经济发展水平快速增长，能源需求量的逐年提高，调整能源供需矛盾的首要措施就是节约利用能源，其次适时地调整乌鲁木齐市产业结构。
　　（2）改变能源消费结构。用清洁能源（如电力、天然气等）和新能源（风能、太阳能等）代替煤，逐渐将以煤炭为主的污染型能源利用结构逐步转变为以电力、天然气等优势能源为主的清洁型能源利用结构。
　　同时，推进热电联产，采取集中供热方式，并将供热项目搬迁到工业园区，减少对市区分散供热所造成的大气污染。
　　（3）利用价格调控机制增加排污成本。制定并实施严于国家污染物排放标准的标准，提高二氧化硫、烟尘的排污收费标准，增加氮氧化物排放的收费标准，以减弱劣质能源的成本优势和使用范围，增强清洁能源的成本劣势和使用范围，鼓励新能源和可再生能源在乌鲁木齐市能源消费结构中的比重，优化能源结构。
　　2、能源利用结构调整策略
　　（1）加快发展热电联产，提高能源利用率，减少污染物排放。由于热源点为热电厂供热机组，采用清洁煤燃烧技术，除尘设备先进，除尘效率高，脱硫设施同步安装运行，将减少大气污染物、灰、渣的排放量。
　　据统计：热电联产替代供热区域内小锅炉后，燃煤的削减率为35.4%，二氧化硫的削减率为93.5%，二氧化氮削减率为39.9%，烟尘削减率为98.4%，灰渣削减率为30.3%；热电替代供热区域内小锅炉后，脱硫效率可达90%以上，除尘效率可达99.8%；热电联产供热与集中供热相比，燃煤的削减率为12.0%，二氧化硫的削减率为78.0%，二氧化氮的削减率为18.1%，烟尘削减率为87.3%，灰渣削减率为11.0%。热电联产工程的实施，可提高能源利用率，减少污染物排放。
　　此外，要提倡使用低硫煤代替高硫煤，大力推进煤炭清洁开发利用与转换。
　　（2）加大电力利用，减少本地区一次能源原煤用量。首先，根据城市市区人口密集程度、城市规划，划分出煤炭能源使用禁止区、限制区和非限制区。
　　在城市中心区应鼓励使用电力、天然气等清洁能源，禁止或者限制煤炭使用；其次，继续推进城市电网建设，为市区生产和生活用电提供有利保障。由于在划分区内电力对煤炭的替代，使得电力供给压力进一步加大，所以推进电站和电网建设，从周边城市或工业区增加对乌鲁木齐市区供电，保障市区对电力的需求；第三，大力开发和应用可再生资料发电技术，用太阳能、风能等清洁能源发电，缓解电力供需矛盾。
　　乌鲁木齐市应充分利用达坂城风力发电资源，推进风力发电扩建工程，以此缓解乌鲁木齐市区电力供给压力。
　　（3）加大天然气利用，优化乌鲁木齐市能源结构。首先，要加快建设和完善乌鲁木齐市天然气管网体系，使得天然气覆盖到城市中心区各个居民区。
　　在城市中心区（天山区、沙依巴克区、新市区、水磨沟区）、头屯河区、米东区推广管道天然气和瓶装液化石油气，城市郊区如达坂城区和乌鲁木齐县采用瓶装液化石油气及煤、干柴等其他燃料。对于热电联产管网不能覆盖的城市中心区域，也可通过使用天然气或电力来解决供暖问题。
　　其次，扩大天然气的使用范围，扩大天然气在居民采暖和机动车等领域的使用范围。第三，通过城市规划和政府管理，对天然气管道覆盖区进行综合治理，依法取缔一些民用和工用污染物排放点。
　　（4）积极推进新能源和可再生能源的开发利用。可再生能源包括太阳能、水能、风能和生物能源等，是化石能源的替代能源中具有清洁、永续特征的能源。
　　乌鲁木齐市要实现能源结构优化调整，必须要加快发展太阳能、风能及地热资源等可再生新能源。具体措施是，一是继续加大对新能源产业化研究与开发的支持力度，重点发展太阳能、风能利用技术，加速大中型风机的国产化进程；二是借鉴国外鼓励发展新能的有效管理办法，对乌鲁木齐市应用新能源和再生资源的企业或个体，采取补贴政策，反之采取加价税收政策，鼓励发展、利用新能源；三是充分应用现有新能源技术，增大资金和技术，积极投入到乌鲁木齐达坂城风电场扩建项目，推进新能源和可再生能源开发利用力度。
　　综上所述，以燃烧原煤为主的城市能源结构是造成乌鲁木齐市大气环境污染的主要原因。因此，因地制宜地调整能源结构，以电力、天然气等优势清洁能源取代以煤炭为主的污染型能源，不断改善空气环境质量，是现在乃至未来乌鲁木齐市大气污染治理重要措施之一。
　　当然，能源结构调整和优化是一个庞大、复杂而又持久的过程，不仅需要调整优化能源供给与需求结构改变常规能源的供给与消费结构，更需要大力发展和利用太阳能、水能、风能和地热等替代能源，最终实现由化石能源向可再生清洁能源的调整。      【参考文献】    李学惠：集中供热——缓解乌鲁木齐大气污染的有效途径[J].新疆环境保护，2005
　　（27）.    李宇斌、杨小南：辽宁省大气污染与人体健康研究进展[J].环境与健康杂志，2008
　　（4）.    阎长乐：中国能源发展报告[M].经济管理出版社，1994.