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河北治霾隨記(3)德國(guó)的治霾經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)

陶光遠(yuǎn)/中德可再生能源合作中心執(zhí)行主任
2017-01-14 14:14
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陶光遠(yuǎn)。中國(guó)公民,現(xiàn)任(中國(guó)可再生能源合作中心與德國(guó)能源署合辦的)中德可再生能源合作中心執(zhí)行主任。

前年,互聯(lián)網(wǎng)上有一部很流行的關(guān)于霧霾的紀(jì)錄片,介紹了很多國(guó)家,包括英國(guó)和美國(guó)加州治霾的經(jīng)驗(yàn)。很遺憾,對(duì)德國(guó)的治霾經(jīng)驗(yàn),卻一帶而過(guò)。實(shí)際上,德國(guó)的治霾經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)特別值得中國(guó)學(xué)習(xí)和借鑒。

德國(guó)有與中國(guó)很近似的能源結(jié)構(gòu),以煤為主,缺油缺氣。同時(shí),也與今天的中國(guó)有非常近似的高能耗產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),重化工業(yè)特別發(fā)達(dá),鋼鐵產(chǎn)業(yè)在最高峰時(shí),人均年產(chǎn)鋼鐵700多公斤(而中國(guó)現(xiàn)在為600多公斤)。德國(guó)東部和西部各有一個(gè)褐煤田區(qū),褐煤露天開(kāi)采,又靠近電力負(fù)荷中心,因此發(fā)電成本很低,與中國(guó)不相上下。而魯爾煤田的優(yōu)質(zhì)硬煤,促進(jìn)了魯爾工業(yè)區(qū)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展,使之成為二戰(zhàn)前全球最大的工業(yè)區(qū)。魯爾工業(yè)區(qū)的重點(diǎn)能源消耗領(lǐng)域與京津冀地區(qū)很相似。煉幾千萬(wàn)噸鋼鐵,有焦化企業(yè),煉鐵廠,包括鋼鐵工業(yè)中對(duì)大氣污染最嚴(yán)重的工藝——燒結(jié)工藝,還有規(guī)模巨大的石油化工企業(yè)。

德國(guó)是1990年重新統(tǒng)一的。統(tǒng)一之前,德國(guó)西部地區(qū)是從1962年開(kāi)始治霾的,重點(diǎn)地區(qū)是污染嚴(yán)重的魯爾工業(yè)區(qū)。那時(shí)的魯爾工業(yè)區(qū),污染程度與現(xiàn)今河北省污染最嚴(yán)重的城市差不多。除了魯爾工業(yè)區(qū),其它地區(qū)的空氣質(zhì)量也不是很好。

德國(guó)的治霾持續(xù)了大約30年。巴伐利亞州的第二大城市紐倫堡市,在1987年經(jīng)歷了最后一次霧霾天。魯爾工業(yè)區(qū)告別最后一次霧霾天的日期晚了幾年,是在上世紀(jì)九十年代初期。這樣算下來(lái),魯爾工業(yè)區(qū)的治霾用了大約30年。

為何西德治霾會(huì)用如此長(zhǎng)的時(shí)間?這里有兩個(gè)原因:

一是德國(guó)必須保住并發(fā)展重化工產(chǎn)業(yè)。那時(shí),德國(guó)從戰(zhàn)后一片廢墟中爬出來(lái)不到20年,GDP正在高速增長(zhǎng)期,每年的增長(zhǎng)率都超過(guò)10%;各項(xiàng)恢復(fù)性的建設(shè)、特別是房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)還在高峰期,重化工產(chǎn)業(yè)不僅不能去產(chǎn)能,還要繼續(xù)發(fā)展;德國(guó)是從1962年開(kāi)始治霾的,而鋼產(chǎn)量最高峰卻是在12年后的1974年達(dá)到的,而且主要產(chǎn)地是在大氣污染嚴(yán)重的魯爾工業(yè)區(qū)。

二是那時(shí)全球都缺乏成熟可靠的環(huán)保技術(shù)。很多環(huán)保技術(shù),特別是一些煙氣污染物的處理技術(shù),幾乎都是從零開(kāi)發(fā),新領(lǐng)域可靠的技術(shù)開(kāi)發(fā),可不是幾年就能完成的。

西德治霾也走過(guò)彎路。當(dāng)時(shí)所犯的一個(gè)錯(cuò)誤就是用高煙囪排放含有大量未經(jīng)凈化處理的污染物的煙氣。這種高架式排放雖然使得污染物對(duì)本地的大氣污染減輕,但卻將污染物擴(kuò)散到更廣大的地區(qū),甚至擴(kuò)散到幾百公里之外。后來(lái),人們才認(rèn)識(shí)到這種方法的危害,放棄了這種以鄰為壑的污染減排技術(shù),改為燃燒煙氣全部經(jīng)凈化處理排放。

雖然兩德統(tǒng)一之前,東德也對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行了治理,但直至兩德統(tǒng)一之前,欠賬依然很多,在一些重工業(yè)集中地,其大氣污染程度與今天的京津冀地區(qū)也不相上下。而在兩德統(tǒng)一后,原東德地區(qū)的大氣污染治理卻是特別的快。僅僅用了5年,原東德的大部分地區(qū)就與霧霾天告別了,污染特別嚴(yán)重的地區(qū),在10年之內(nèi)也告別了霧霾天。

原東德地區(qū)快速治霾的經(jīng)驗(yàn)給了我們啟示,汲取國(guó)際先進(jìn)的治霾技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),可以少走彎路,較快地治好霾。

由于德國(guó)的主要能源資源是煤炭,出于能源安全的考慮,也出于保持煤炭相關(guān)行業(yè)的就業(yè)的考慮,在原西德大氣污染治理的30年中,和在原東德大氣污染治理的10年中,始終沒(méi)有把煤改天然氣作為減少大氣污染的主要選項(xiàng)。就像前面一篇《河北治霾隨記(2)散煤燃燒采暖為何成為重霾元兇》中所述,德國(guó)家庭的采暖也沒(méi)有搞強(qiáng)行推廣煤改氣。只不過(guò)隨著人民生活水平的提高和中東石油價(jià)格的低廉,使得德國(guó)很多家庭轉(zhuǎn)而采用燃油采暖。而原蘇聯(lián)天然氣管道通到歐共體(歐盟的前身),以及北海發(fā)現(xiàn)大量天然氣后,很多家庭又改用天然氣采暖。直到今天,德國(guó)仍然有幾百萬(wàn)個(gè)家庭采用固體燃料采暖,其中約一百萬(wàn)個(gè)家庭主要用褐煤做的型煤采暖,大多數(shù)采用生物質(zhì)采暖。生物質(zhì)燃燒雖然不會(huì)排出二氧化硫,但如果燃燒過(guò)程不環(huán)保,仍然會(huì)產(chǎn)生大量的顆粒物。

直到2000年,德國(guó)政府宣布,將在半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里,實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型,徹底告別核能,通過(guò)提高能效和使用可再生能源,基本告別化石能源,使得化石能源消耗造成的二氧化碳排放減少80%以上。德國(guó)才開(kāi)始逐漸減少煤炭的使用,不過(guò),這不是為了減少煤炭燃燒對(duì)大氣的污染,而是為了減少燃煤造成的二氧化碳的排放。

從下面幾張德國(guó)PM10濃度的分布圖上,可以看到,即便是PM10,也是在1985年才有了全國(guó)普遍布點(diǎn)的測(cè)量,那時(shí),西德的大規(guī)模治霾,已經(jīng)開(kāi)始了20多年了。盡管如此,從圖上還是可以看到1985年,西德魯爾工業(yè)區(qū)等一大片地區(qū)和東德的大部分地區(qū),PM10年均濃度(那時(shí)德國(guó)還沒(méi)有PM2.5的全國(guó)普遍監(jiān)測(cè))還高于40微克/立方米,西德的個(gè)別地區(qū)和東德三分之一的地區(qū)高于60微克/立方米,原東德的哈勒地區(qū)甚至高于100微克/立方米。1990年德國(guó)統(tǒng)一后10年的2000年,經(jīng)過(guò)10年的治理,德國(guó)全境絕大多數(shù)地區(qū)的PM10年均濃度低于40微克/立方米,只有幾個(gè)別地區(qū)高于40微克/立方米。

1985年、1990年、1995年、2000年德國(guó)PM10濃度的分布圖

原西德和原東德地區(qū)的霧霾天消失后,德國(guó)并沒(méi)有停止大氣污染治理的步伐。2015年,德國(guó)全境第一次所有的地區(qū)PM2.5年均濃度低于20微克/立方米。世界衛(wèi)生組織的大氣質(zhì)量健康標(biāo)準(zhǔn)是,PM2.5的年均濃度低于10微克/立方米。今天德國(guó)只有一小部分地區(qū)達(dá)到了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),大多數(shù)地區(qū)要達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),還有很多年的路要走。

德國(guó)2010年和2015年的PM2.5濃度的分布圖。

在經(jīng)過(guò)了半個(gè)多世紀(jì)持續(xù)的大氣污染治理后,2015年的魯爾工業(yè)區(qū),大氣中PM2.5年均濃度12~17微克/立方米(2015年中國(guó)三亞的PM2.5年均濃度為17微克/立方米)。要指出的是,僅4000多平方公里的魯爾工業(yè)區(qū)(相當(dāng)于北京平原地區(qū)面積的約2/3,河北省面積的約1/45)現(xiàn)在每年還在煉約2000萬(wàn)噸鋼,有燒結(jié)機(jī),有高爐、轉(zhuǎn)爐、電爐、有煉焦?fàn)t,焦炭還是采用濕法熄焦——只不過(guò)使用的是比干法熄焦顆粒物排放量還小的低排放濕法熄焦技術(shù),有大型石化企業(yè),德國(guó)硬煤(區(qū)別于褐煤)發(fā)電的大約一半(約1000萬(wàn)千瓦左右的裝機(jī)功率)在魯爾工業(yè)區(qū),只不過(guò)今天的魯爾工業(yè)區(qū)所采用的清潔生產(chǎn)技術(shù)和環(huán)保技術(shù),與半個(gè)世紀(jì)前相比,是天壤之別。

德國(guó)發(fā)電廠的布局圖,其中硬煤發(fā)電用灰黑色表示,黃圈所標(biāo)的地區(qū)就是魯爾工業(yè)區(qū)。

從上圖可以看到,在德國(guó)首都柏林,還有好幾個(gè)燃煤(熱電聯(lián)供)發(fā)電廠,其中的裝機(jī)容量為14萬(wàn)千瓦電功率Moabit燃煤熱電聯(lián)供站(這么小功率的燃煤電站放到中國(guó)早給關(guān)了),距德國(guó)總理府和國(guó)會(huì)大廈直線距離不到3公里。而2015年,柏林的PM2.5年均濃度為14~19微克/立方米,平均與中國(guó)的三亞相當(dāng)。

德國(guó)治霾實(shí)踐得出的經(jīng)驗(yàn)是:燃煤未必會(huì)造成嚴(yán)重的大氣污染;只有不清潔燃煤,才會(huì)造成嚴(yán)重的大氣污染。

2016年,我陪一個(gè)中國(guó)大型煤炭企業(yè)的代表團(tuán)到凱澤斯勞滕市熱力站考察。讓我們吃驚的是,這個(gè)熱力中心居然使用鏈條爐,而且是前幾年才安裝的,這樣的鍋爐在京津冀今天根本不可能批準(zhǔn)安裝。我向熱力中心的負(fù)責(zé)人詢問(wèn)原因,他告訴我,這個(gè)熱力中心前些年接管了附近美軍基地(凱澤斯勞滕市是美軍在德國(guó)駐軍最集中的地方,有上萬(wàn)名美軍駐扎)的熱力供應(yīng),但美軍與美國(guó)的煤礦原來(lái)簽訂了煤炭的長(zhǎng)期供貨協(xié)議,這個(gè)熱力中心接管熱力供應(yīng)時(shí),必須接著執(zhí)行這個(gè)長(zhǎng)期供貨協(xié)議。而從這個(gè)美國(guó)煤礦進(jìn)口的煤炭揮發(fā)份較低,沒(méi)法使用煤粉爐燃燒,所以不得不使用鏈條爐。盡管如此,通過(guò)先進(jìn)的半干法煙氣處理技術(shù),我們?cè)趨⒂^時(shí)看到,燃燒煙氣中顆粒物的濃度低于1毫克/立方米,二氧化硫的濃度低于50毫克。我們?cè)跓崃φ臼彝鉁y(cè)量了大氣中PM2.5的濃度,只有6微克/立方米,在北京,用同樣的測(cè)量?jī)x,在室外,我從來(lái)沒(méi)有測(cè)得過(guò)這樣的測(cè)量值。熱力站的負(fù)責(zé)人告訴我們,不久前,德國(guó)有關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)得到了德國(guó)聯(lián)邦政府的科研經(jīng)費(fèi)支持,準(zhǔn)備在這個(gè)熱力站現(xiàn)有的半干法煙氣處理設(shè)備上,做二氧化硫近零排放的煙氣凈化示范工程。2015年,凱澤斯勞滕市PM2.5的年均濃度為13微克/立方米,要到達(dá)世界衛(wèi)生組織的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),還需要再下降3微克/立方米。

2016年3月,作者在德國(guó)凱澤斯勞滕市熱力站與建設(shè)燃煤煙氣處理系統(tǒng)的專家在正在排放燃煤煙氣的煙囪旁合影。

2016年11月,作者在德國(guó)凱澤斯勞滕市熱力站外測(cè)得的大氣中PM2.5的濃度:6微克/立方米,測(cè)量?jī)x器的精度誤差小于20%。

對(duì)于河北的大氣污染治理,有中國(guó)專家說(shuō):“減排必須在能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整上下更大功夫?!?/p>

而德國(guó)魯爾工業(yè)區(qū)提供的治霾經(jīng)驗(yàn)恰恰是:不調(diào)整能源結(jié)構(gòu),不調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu),霾也照樣是可治的,而且可以治得很干凈。

調(diào)整能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)?這談何容易?德國(guó)魯爾工業(yè)區(qū)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已經(jīng)30多年了,燃煤發(fā)電裝機(jī),前些年還略有增加,鋼鐵產(chǎn)量也就削減了一半左右。河北的大氣污染治理若主要通過(guò)能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整來(lái)得到基本改善,把燃煤和鋼鐵砍掉一半,需要多少年,至少得20年吧?人們能等得起嗎?且不說(shuō)這將造成大量的失業(yè)和GDP的大幅下降。從經(jīng)濟(jì)的角度,也是難于接受的。

在德國(guó),為了治理大氣污染,既沒(méi)有調(diào)整能源結(jié)構(gòu),更沒(méi)有調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。在原來(lái)污染嚴(yán)重的重化工領(lǐng)域,通過(guò)更清潔地更高效地使用能源、更清潔更節(jié)能地進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)了大氣污染物的大幅減排。德國(guó)也因此催生了能效、清潔生產(chǎn)和環(huán)保等新的技術(shù)領(lǐng)域。

在我們中德合作河北省治霾團(tuán)隊(duì)的中國(guó)和德國(guó)專家們對(duì)河北省的治霾建議中,既不包括能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,更不包括產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整;對(duì)鋼鐵工業(yè)等重化工產(chǎn)業(yè),更沒(méi)有通過(guò)減產(chǎn)能而治霾的建議。鋼鐵工業(yè)是河北省辛勤建設(shè)了30多年才來(lái)之不易地以規(guī)模領(lǐng)先于全世界的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè),如果能夠更清潔更節(jié)能地進(jìn)行生產(chǎn),還要摧毀它,豈不是腦子進(jìn)水了?

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