之后分情景预测未来的能源技术分布和能源效率。对于电力部门,BAU 情景主要是基于国家发改委的相关规划,并根据近年的实际发展情况进行调整。NP 情景则参考了中国电力企业联合会的预测。在 BAU 和 NP 情景下,燃煤发电量占总发电量的比例到 2030 年将分别下降到73% 和 57%。在燃煤发电中,新建机组几乎均为 300MW 以上的大机组,能源效率较高的超临界、超超临界和整体煤气化联合循环发电机组所占比例将显著增大。电力部门能源技术构成的变化如图 3-1 所示。
对于工业部门,BAU 情景主要基于国家发改委颁布的《节能中长期专项规划》,其核心目标为到 2020 年,主要高耗能产品的综合能耗达到世界先进水平(主要发达国家的平均水平)。在 NP 情景下,则假设最佳可用技术(BAT)在2020 年将在一些高耗能行业推广应用,到 2030年在各行业普遍应用,这意味着中国的能源效率到 2030 年将达到或基本达到世界最高水平。综合能耗的降低是通过能源技术构成的变化及能源技术效率提高实的;其中最重要的途径是用高效的能源技术代替落后的、高耗能的技术。各主要耗能行业能源技术构成的变化如附表 1 所示。
民用部门的主要排放源是小煤炉和生物质炉。因此,民用部门的能源结构调整会在污染物减排中起到关键性的作用。BAU 情景和 NP 情景假定了不同的能源结构调整的趋势。采暖部门未来能源结构调整见附表 2;炊事热水部门未来能源结构调整见附表 3。
对于交通部门,主要的措施体现在:(1)推广新能源汽车;(2)提高燃油经济性。在BAU 情景下,未来电动车的市场份额仅会略微上升。NP 情景则假设未来电动车的市场份额快速上升,到 2030 年,在轿车中,混合动力汽车、插电式混合动力汽车和电动汽车占新车销售量的比例分别达到25%、28% 和 2%。BAU 情景仅假定实施现有燃油经济性标准。在 NP 情景下,轻型车的燃油经济性标准参考了美国科学院提出的技术路径;重型车燃油经济性标准参考了日本的重型车新车燃油经济性标准。到 2030 年,通过实施新的燃油经济性标准,轿车和重型车的新车燃油经济性将分别比 2010 年提高 33% 和57%。
根据以上关于能源服务需求、能源技术分布和能源效率的假设,计算了各情景下未来的能源消费量。经过计算,在 BAU 和 NP 情景下,中国能源消费总量将从 2010 年的 4159 Mtce 分别增加到 2030 年的 6817 Mtce 和 5295 Mtce。在两个情景下,煤都一直在能源结构中占据主导地位。然而,在 BAU 和 NP 情景下,煤所占的比重将从 2010 年的 68% 下降到 2030 年的 60%和 52%。原油所占的比重有所升高,这主要是由于机动车保有量的迅速增长。在 NP 情景下,由于实行了可持续的能源政策,天然气、生物质清洁利用、其他可再生能源和核能所占比例明显高于 BAU 情景。在 NP 情景下,2030 年天然气在能源消费总量中的占比提高到 9%,生物质和其他可再生能源在能源消费总量中的占比提高到20%。分部门和分品种的能源消费量如图 3-2 所示。
3.2 控制技术应用预测
控制技术应用预测是对能够减少污染物排放的各种前端、末端技术的应用情况的估计,是进行污染物排放预测的关键。本节从电厂、工业、交通部门、溶剂使用、民用商用部门和开放性燃烧等五部分分别进行相应控制技术应用情况的预测。
3.2.1 电力
基准控制策略情景(BAU[0] /NP[0])主要基于现有政策和标准,具体来说,氮氧化物(NOX)和颗粒物(PM)的主要控制技术仍以低氮燃烧技术和电除尘为主,烟气脱硫的安装比例缓慢增长。最佳估计控制策略情景(BAU[1] /PN[1])假设 《环境保护十二五规划》 和2011年新颁布的 《火电厂大气污染物排放标准》得到实施。烟气脱硫的安装比例到 2015 年即达到 100%;从 2011年起,新建电厂安装低氮燃烧器和烟气脱硝装置,现有300MW 以上机组在 2015 年前完成烟气脱硝改造,现有 300MW 以下机组也将在 2015 年后缓慢推广烟气脱硝装置;高效除尘技术(布袋除尘、电袋复合除尘等)逐渐推广,到 2020 年和 2030 年分别达到 35% 和 50%。最大减排潜力控制策略情景(BAU[2] /NP[2])假定最先进的减排技术,如烟气脱硫、低氮燃烧 + 选择性催化还原、高效除尘等得到充分利用。电力部门主要污染控制技术的应用比例如附表 4 所示。
3.2.2 工业
针对工业方面的控制技术,分别从工业锅炉、工业过程源和工业过程源中的 VOCs 排放三方面进行具体分析如下:
对 于 工 业 锅 炉,2010 年 前 的 排 放 标 准 是2001 年颁布的《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-20018 。BAU[0] /NP[0] 情景假设采取现有政策和现有执行力度,SO2 和 NOX 几乎处于无控状态,除尘技术以湿法除尘为主。BAU[1] /NP[1] 情景假定在 2011-2015 年间, 《环境保护十二五规划》 得到充分实施, 在2015年后,新的政策逐步出现。对于 SO2,烟气脱硫得到大规模推广,到 2020 和 2030 年应用比例分别达到 40% 和 80%。对于 NOX,在 2011-2015 年间,新建工业锅炉安装低氮燃烧器,重点地区的现有锅炉开始进行低氮燃烧改造;到 2020 年,大多数现有锅炉都将安装低氮燃烧器。对于 PM,电除尘和高效除尘将缓慢取代低效的湿法除尘。BAU[2] /NP[2] 假定最先进的减排技术,如烟气脱硫、低氮燃烧 + 选择性催化还原、高效除尘等,得到充分利用。各情景下工业锅炉污染控制技术的应用比例如附表 5 所示。
对于工业过程源,2010 年前的主要排放标准是1996年的 《工业炉窑大气污染物排放标准》 ,针对行业的排放标准只有 2004 年的《水泥大气污染物排放标准》和 1996 年的《炼焦炉大气污染物排放标准》。然而,在 2010-2012 年短短三年内,新的排放标准爆发式出现,这可能对未来的排放量趋势产生重大影响。 这些标准包括 《炼铁工业大气污染物排放标准》等 6 项钢铁工业排放标准,《炼焦化学工业污染物排放标准》,《平板玻璃工业大气污染物排放标准》,《陶瓷工业污染物排放标准》,《砖瓦工业大气污染物排放标准(征求意见稿)》,《铝工业污染物排放标准》,《铅、锌工业污染物排放标准》,《硫酸工业污染物排放标准》,《硝酸工业污染物排放标准》等。BAU[0] /NP[0] 假定现有政策和现有执行力度。BAU[1] /NP[1] 情景假设上述 2010-2012 年间颁布的最新排放标准(或征求意见稿)逐步实施,考虑到实际执行过程中的难度,控制措施的应用速度相对于标准的规定会有所滞后。BAU[2] /NP[2] 情景假定现有最先进的控制措施得到充分应用。各情景下工业过程源 SO2、NOX和 PM 控制技术的应用比例如附表 6 所示。
对于工业过程源的VOCs 排 放,BAU[0] /NP[0] 情景仅仅考虑了现有的政策和执行力度。BAU[1] /NP[1] 情景是基于对中国污染控制政策发展趋势的最新理解设计的。即假定在“十二五”期间,新的 VOCs 排放标准(覆盖范围和严格程度与欧盟指令 1999/13/EC 和 2004/42/EC 相似或略弱,因不同行业而异)在重点省份颁布并执行;“十三五”期间,在其他省份也颁布执行。之后, VOCs 的排放标准会进一步逐渐加严。BA[2] /NP[2] 情景假定最佳可用技术得到充分的应用。各情景下主要污染控制技术的应用比例如附表 6 所示。
3.2.3 交通
2000 年以来,中国实施了一系列新车排放标准,包括针对轻型车的 GB18352 系列,针对重型柴油车的 GB17691 系列,针对重型汽油车的 GB14762 系列,针对摩托车的 GB14622 系列,针对农用车的 GB19756 系列,针对农业和工程机械的 GB20891 系列。大多数排放标准与相应的欧洲标准是一致的,虽然晚了若干年颁布。在 BAU[0] /NP[0] 情景下,仅仅实施现有的标准; 在 BAU[1] /NP[1] 和 BAU[2] /NP[2] 情景下,欧洲现有的标准将逐渐在中国实施,两个标准之间间隔的时间与欧洲的情况相同或者略短。在 BAU[2] /NP[2] 情景中,高排放车辆还将加快淘汰,因此到 2030 年,达到欧洲现有最严格排放标准的车辆比例几乎达到 100%。各情景下机动车排放标准的实施时间和不同车型的达标比例如附表 7 和 8 所示。
3.2.4 溶剂使用
BAU[0] /NP[0] 情景仅仅考虑了现有的政策和执行力度。BAU[1] /NP[1] 情景是基于对中国污染控制政策发展趋势的最新理解设计的即假定在“十二五”期间,新的 VOCs 排放标准(覆盖范围和严格程度与欧盟指令 1999/13/EC 和2004/42/EC 相似或略弱,因不同行业而异)在重点省份颁布并执行;“十三五”期间,在其他省份也颁布执行。之后, VOCs 的排放标准会进一步逐渐加严。BAU[2] /NP[2] 情景假定最佳可用技术得到充分的应用。各情景下主要污染控制技术的应用比例如附表 9 所示。
3.2.5 民