山东省区域性大气污染物综合排放标准编制说明0325Word格式文档下载.docx
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5.1.2分区建议11
5.2排放因子选取11
5.3标准限值与执行时段12
5.3.1第四时段限值12
5.3.2第三时段限值15
5.3.3第一、二时段限值19
5.4国内外标准对比19
5.5标准实施要求21
6技术经济分析22
6.1技术可行性分析22
6.2成本投入可行性分析23
7征求意见及处理情况24
1任务来源与工作过程
1.1任务来源
为贯彻实施《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》和《山东省环境保护条例》,控制固定源大气污染物排放,改善大气环境质量,推进转方式、调结构,受山东省环境保护厅委托,由山东省环境规划研究院负责《山东省区域性大气污染物综合排放标准》的编制工作。
1.2工作过程
(1)2011年10月,张波厅长主持召开环境形势分析会,提出了大气排放标准建设要借鉴流域治污和流域标准制定的经验,最终要取消高污染行业的排放特权。
(2)2012年3月-6月,省环境规划研究院开展了山东省大气污染物排放标准框架体系设计的研究,提出了近期制定和实施钢铁、火电、建材、锅炉、工业窑炉等5项标准,并逐步过渡到区域性综合排放标准的大气污染物排放标准体系框架。
(3)2012年7月-2012年12月,省环境规划院牵头开展了钢铁、火电、建材、锅炉、工业窑炉等5项排放标准的制修定工作,并均已完成征求意见稿,预计在2013年上半年发布。
(4)2013年1月-2月,启动《山东省区域性大气污染物综合排放标准》的编制工作。
准编制组对国内外有关大气排放标准进行了系统梳理,对国内部分企业的污染防治水平和污染防治技术进行了调研,并在把握山东省未来经济社会发展及其对环境管理需求的基础上,提出了区域性大气污染物综合排放标准的目标与策略,并多次向厅领导进行了汇报,形成了《山东省区域性大气污染物综合排放标准》的总体框架。
(5)2013年3月14日,经多次修改,形成了《山东省区域性大气污染物综合排放标准》(座谈会稿),咨询了有关专家的意见。
(6)2013年3月15日,根据专家意见修改形成了《山东省区域性大气污染物综合排放标准》(征求意见稿),在全省范围内公开征求意见,并开展达标情况与成本投入预评估。
2标准制定的必要性
2.1改善环境质量、确保人民群众健康的需要
2010年,全省SO2、NO2、PM10年均浓度分别为86μg/m3、47μg/m3、152μg/m3(折合成PM2.5浓度为100μg/m3左右);
2012年,全省SO2、NO2、PM10年均浓度分别为66μg/m3、41μg/m3和128μg/m3(折合成PM2.5浓度为83μg/m3左右),较2010年分别改善23.3%、12.8%和15.8%,但距离人民群众对良好空气质量的期望仍有较大差距(《环境空气质量标准》中二级标准:
SO2年均浓度60μg/m3,NO2年均浓度40μg/m3,PM2.5年均浓度35μg/m3)。
2012年10月-2013年1月,全省PM2.5实测浓度119μg/m3(月均值),其中1月份平均浓度186μg/m3。
1月份31天中,绝大多数的设区市超过25天不能达到“蓝天白云”的目标,最少的也在16天以上。
因此,改善环境质量的需求极为迫切。
图2.12013年1月各市能见度达不到蓝天白云目标的天数情况
图2.2雾霾前后的泉城广场
图2.3雾霾前后的经十路与舜耕路交叉路口
2.2实现转方式、调结构的需要
我省能源结构不尽合理,清洁能源、优质能源和可再生能源比重较低。
2010年,山东省一次能源消耗量为3.63亿吨标准煤,其中原煤消耗量2.77亿吨标准煤,占一次能源消费量的76.2%,高于全国平均水平,也高于广东、江苏、浙江等省份。
原煤消费所占比率高,消费总量大,是造成大气污染物排放总量大的最主要原因,2010年山东省二氧化硫排放总量153.78万吨,仍高居全国第一位。
表2.12010年全国及主要省份一次能源消费构成情况
一次能源消费量(亿吨标准煤)
原煤消费量(亿吨标准煤)
原煤占一次能源的比例(%)
全国
32.49
22.09
68.0
山东
3.63
2.77
76.2
广东
2.69
1.25
46.5
江苏
2.49
1.70
68.3
浙江
1.69
1.36
61.3
工业结构性矛盾突出,钢铁、建材等高污染行业落后产能比重仍然较大。
以钢铁企业为例,2010年,山东省钢产量达到5256万吨,综合产能居全国第3位,综合产能较大,但问题也较为突出。
全省钢铁企业1000立方米及以上的高炉产能进展46.7%,落后装备占有相当大的比重;
普通非合金钢和低合金钢的产能比重达80%以上,中高档产品所占比重较低;
科技创新能力不强,先进技术、高端产品研发方面与国内先进水平仍有较大差距。
尽快控制并减少原煤消费总量,实现转方式、调结构已经成为时代发展的必然要求。
2.3系统和全面防治颗粒物污染的需要
大气颗粒物特别是细颗粒物已经成为我省环境空气最主要的超标因子。
依据东营市PM2.5来源解析结果,煤烟尘对PM2.5的贡献率为41.9%,机动车尾气尘对PM2.5的贡献率为18.8%,土壤风沙及建筑水泥等扬尘对PM2.5的贡献率为12.8%,二次转化及其它尘源对PM2.5的贡献率为26.5%,因此固定源煤烟尘仍是环境空气中PM2.5最主要的来源。
针对机动车尾气控制,我省已经出台了《山东省机动车排气污染防治条例》以及《点燃式发动机在用轻型汽车排气污染物排放限值(DB37/657-2011)》、《压燃式发动机在用轻型汽车排气烟度排放限值》(DB37/1945-2011)两项标准。
针对扬尘污染控制,我省也已经出台了《山东省扬尘污染防治管理办法》。
针对固定源大气颗粒物控制,我省虽然已经发布了《山东省固定源大气颗粒物综合排放标准》(DB37/1996-2011),该标准仍然是基于技术的排放标准,仍然考虑行业的差异,未能够实现排放标准与环境质量相挂钩。
为此,需要进一步制定基于大气环境质量的区域性大气污染物综合排放标准。
3总体思路
3.1流域治污的经验与借鉴
2002年以来,山东省经过8年、4个阶段实现了由行业水污染物排放标准向流域水污染物综合排放标准的过渡。
一是采取环境目标倒逼机制,实施分阶段逐步加严标准限值的策略,实现了在经济以两位数的速度快速增长的同时,河流COD浓度年均以13.6%的速度下降,水环境质量已基本恢复到上世纪80年代初期的水平。
二是基于环境质量制定排放限值,取消了高污染行业排污特权的排放标准,有利于实现转方式、调结构。
标准实施以来,山东省万元工业增加值主要污染物排放量逐年降低,万元工业增加值COD、氨氮排放量不足全国平均排放强度的一半,也大大低于广东、江苏、浙江等经济发达省份。
这种变化在造纸等重污染行业表现的更为明显,2010年与2002年相比,机制纸及纸板产量增加了1.5倍,利税增加了3.7倍,而污染物排放量减少了62%。
三是基于环境承载力实施“分区、分级”控制策略,实现了排放标准与环境承载力相衔接,有利于引导产业优化空间布局。
图3.12002-2012年全省COD年均浓度和GDP变化趋势图
表3.12010年全国部分省份工业主要污染物排放强度
单位:
kg/万元工业增加值
省份
COD
氨氮
江苏
1.184
0.087
浙江
1.776
0.120
山东
0.754
0.064
广东
1.106
0.071
全国平均
2.717
0.171
图3.22000-2010年全省造纸行业产值、利税与COD排放量变化
3.2总体目标
山东省预计在2018年-2020年间全面建成小康社会。
基于经济社会与环境协调发展的内在要求,第一阶段目标应是大气污染问题初步好转,即到2015年全省17城市大气主要污染物年均浓度比2010年改善25%左右,大气能见度大幅度提升。
第二阶段目标应是大气污染问题明显好转,即到2020年全省17城市大气主要污染物年均浓度比2010年改善50%左右,人口密集区能够享受到最基本的环境空气质量。
最基本的环境空气质量对应于基本达到《环境空气质量标准》(GB3095-2012)二级标准。
就PM2.5而言,如果大气PM2.5浓度能够在2010年的基础上改善50%左右,PM2.5年均浓度将在50μg/m3左右,与《环境空气质量标准》(GB3095-2012)二级标准(年均浓度35μg/m3)相比,可以实现环境空气质量目标值的七八成左右。
3.3推进策略
自2013年至2020年,8年时间、4个阶段实现由行业排放标准向区域性综合排放标准的过渡。
(1)第一时段
自2013年7月1日起,至2014年12月31日止,对应我省行业大气污染物排放标准的第一时段,依据目前省内较先进的污染防治技术确定限值。
(2)第二时段
自2015年1月1日起,至2016年12月31日止,对应我省行业大气污染物排放标准的第二时段,依据目前省内最先进的污染防治技术确定限值。
(3)第三时段
自2017年1月1日起,至2019年12月31日止,在我省行业排放标准第二时段的基础上进一步加严,排放限值覆盖所有固定源,仍适当考虑行业差异,依据目前国内最先进的技术确定限值。
(4)第四时段
2020年1月1日起,以公众能够享受到最基本的大气环境质量为目标,倒推污染源最高允许排放浓度限值,取消高污染行业排污特权,实现排放标准与环境质量相挂钩。
4编制原则
4.1坚持“三个原则”
(1)以人为本
把改善环境质量、保障公众健康安全放在更加突出的位置,予以优先保障。
(2)生态优先
遵循尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念,以环境承载力为基础,优化国土空间开发格局。
(3)统筹兼顾
以污染减排倒推转方式、调结构,以改善环境质量优化经济发展,以科学发展提升环境保护水平。
4.2把握“四性策略”
(1)必要性
用改善环境质量、保障公众健康的必要性和经济发展的必然规律统一思想。
(2)预见性
统筹经济社会与环境保护,提前若干年科学确定工作目标,明确努力方向。
(3)引导性
制定实施分阶段逐步加严的地方环境标准,引导企业逐步淘汰落后产能,转变发展方式,提高治污水平。
(4)强制性
确定的政策措施必须依法坚决予以实施。
5标准主要内容
5.1标准分区
5.1.1分区方案
重点考虑生态环境敏感程度、人口密度、环境承载能力3个方面因素,将全省划分为四类区域,不同区域执行不同的标准限值。
各区域的具体范围由设区市人民政府提出,报省政府批准。
(1)核心控制区
指生态环境敏感度高的地区,包括各类自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区。
核心控制区禁止新建污染大气环境的生产项目,已建项目应逐步搬迁;
建设其他设施,其污染物排放应满足本标准中第四时段核心控制区排放限值。
(2重点控制区
指人口密度大、环境容量较小、生态环境敏感度较高的地区。
执行重点控制区排放限值仍然不能满足环境要求时,地方政府可以依据居民区所需的环境质量倒推污染源最高允许排放浓度限值。
(3)一般控制区
人口密度相对较低、环境容量相对较大、生态环境敏感度相对较低的地区,即除重点控制区和核心控制区之外的其他区域。
5.1.2分区建议
(1)依据
2010年,全省平均人口密度605人/km2。
其中,市区平均人口密度为826人/km2,大大高于全省平均水平。
单位面积上主要污染物的排放强度总体上能够体现区域污染物排放总量与环境容量之间的矛盾。
2010年,全省单位面积主要污染物平均综合排放强度(二氧化硫、氮氧化物、颗粒物)为22.8t/km2。
其中,市区污染物平均综合排放强度为67.9t/km2,大大高于全省平均水平。
(2)建议
核心控制区的范围相对明确,对应于《山东省主体功能区划》中“附件1禁止开发区域名录”。
设区城市的建成区人口密度大、污染物排放已经大大超过环境容量,因此建议将上述区域作为重点控制区进行从严控制。
除了设区城市的建成区之外,部分县级城市人口密度也较大,污染物排放总量也超过了环境容量,建议在进行重点控制区的划定时,统筹考虑上述情况。
具体范围在《山东省主体功能区划》中“优化开发区、限制开发区”的基础上进行适当调整。
未进行划定的地区均纳入一般控制区进行管理。
一般控制区的范围在《山东省主体功能区划》中“重点开发区”的基础上适当调整。
5.2排放因子选取
基于改善环境质量和污染减排的需求,选取二氧化硫、氮氧化物和颗粒物3项因子进行控制。
VOCs也是生成PM2.5及O3的重要因素,但因其成分复杂、排放底数不清,待条件成熟后以修改单形式补充进区域性综合排放标准。
5.3标准限值与执行时段
5.3.1第四时段限值
第四时段限值,以公众能够享受到最基本的大气环境质量为目标(环境空气PM2.5年均值达到50µ
g/m3左右),倒推污染源最高允许排放浓度限值,并依据污染源排放浓度与环境质量改善之间输入输出响应关系进行模拟验证。
由于目前环境空气中二氧化硫和氮氧化物的浓度值已经接近环境空气质量目标值,依据目前国内最先进的技术加严标准后就能够达到环境空气质量目标,而PM2.5浓度值距离达标还有相当的差距,需要进行重点的模拟和分析。
2010年,全省PM2.5年均浓度约100µ
g/m3,主要由烟煤尘、机动车尾气尘、土壤风沙尘、建筑水泥尘、二次转化及其它尘源生成,各尘源对环境空气中PM2.5浓度的贡献值(估算值)见表5.1。
如果仅仅考虑加严标准措施引起煤烟尘的减排,除非所有煤烟尘实现“零排放”才能够实现到2020年环境空气中PM2.5的年均浓度值在50µ
g/m3左右,但这在经济和技术上都是不可行的。
因此还需要考虑其他综合减排措施。
目前国务院已经确定了汽油国五标准年内发布,过渡期至2017年年底,因此该项举措也将大大减少机动车尘的排放。
就含硫量指标而言,将由国三汽油的150ppm减少至国五汽油的10ppm,单车污染物排放减排90%左右(假定PM2.5以相同比例减排),未来10年按机动车拥有量年均10%增长,预计到2020年机动车PM2.5的排放量将减排75%左右。
除以上两项措施外,二氧化硫、氮氧化物、颗粒物减排带来的协同效应,假定可引起二次转化生成的PM2.5可减少30%以上,同时假定加强管理和绿化引起土壤风沙和建筑扬尘减排20%左右,则以上措施共同作用的结果,有望可以实现PM2.5浓度在50µ
g/m3以下。
表5.12020年全省环境空气PM2.5浓度预测
源类
2010年估算贡献值
治理措施
2020年预期效果
µ
g/m3
土壤风沙尘
9
假定减少20%
7
建筑水泥尘
5
4
煤烟尘
42
颗粒物标准由50mg/m3加严至15mg/m3左右(二类区10、三类区20),减排约76%
15
机动车尾气尘
19
由国三油品改为国五油品,配套标准限值加严,单车可减排90%,去掉汽车拥有量增加带来的污染物排放增量,机动车可减排75%
5
二次转化及其他
26
二氧化硫、氮氧化物、颗粒物减排带来的协同效应,可减少30%以上
18
合计
100
-
49
注:
2010年PM2.5浓度参照东营源解析结果进行估算。
为了进一步验证实施上述排放限值后,环境空气能否实现既定环境质量目标,在分区的基础上,通过CMAQ模型系统进一步进行模拟。
CMAQ的全称为通用多尺度空气质量模型,是美国环保总署EPA基于“一个大气”理念开发最先进的欧拉型动力—化学耦合模型的Models-3模型最重要的组成部分。
CMAQ是目前研究城市及区域尺度空气污染问题的重要工具,可以模拟城市边界层大气污染物在多介质、多界面上的输送,湍流(或涡旋)扩散,化学转化及干湿迁移等过程,从而建立污染源与环境空气质量之间的输入输出响应关系。
同理,依据该模型也可以倒推在既定的环境空气质量目标下,大气污染源污染物的最高允许排放浓度。
(模拟结果待补充)
根据表5.1的测算和CMAQ模拟结果,颗粒物排放限值需由现在平均的50mg/m3加严至15mg/m3左右,依据生态环境敏感性、人口密度和环境承载能力三方面的因素,重点控制区适当从严加严至10mg/m3,一般控制区适当放宽至30mg/m3(20mg/m3),核心控制区进一步加严至5mg/m3。
表5.2第四时段大气污染物最高允许排放浓度限值单位:
mg/m3
污染物
核心控制区
重点控制区
一般控制区
SO2
35
50
100
NOx(以NO2计)
150
颗粒物
10
20
由于现行国家标准中部分行业、部分工段因燃料和工艺的影响,个别排放限值非常严格,不可能完全做到所有行业按照最严指标搞一刀切,如火电厂标准要求燃气轮机组烟尘排放浓度为5mg/m3,绝大多数企业难以达到。
为此,部分行业的部分工段需按照现有标准从严控制。
表5.3部分行业、工段需进一步从严控制的指标单位:
mg/m3
行业
工段
火电
燃煤锅炉
-
以油为燃料的锅炉或燃气轮机组
以天然气为燃料的锅炉
天燃气燃气轮机组
其他气体燃料锅炉
其他气体燃气轮机组
炼铁
热风炉
80
高炉出铁厂
/
其他
炼钢
转炉、钢渣处理
轧钢
热处理炉
橡胶制造工业
合成革工业
聚氯乙烯工艺
锅炉
燃油锅炉
燃气锅炉
(1)标“-”的指标执行表2中对应的限值,标“/”的为不控制该项因子。
(2)火电、锅炉的适用范围同省相关行业标准确定的适用范围。
5.3.2第三时段限值
第三时段限值依据目前国内最先进的技术制定,仍然考虑行业差别,这里针对部分主要行业进行重点分析。
(1)火电厂
国家发布的《火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)》已经提出了新建火电厂的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物排放浓度应分别达到100mg/m3、100mg/m3和30mg/m3,这在技术上已经能够实现。
除颗粒物之外,本标准未进一步对上述限值进行加严,而是要求现有企业也应改造达到上述要求,这主要涉及改造成本的增加,而非技术的问题。
经过6年时间的改造和提升,也完全能够达到上述标准。
采用低硫煤+烟气脱硫技术可以实现二氧化硫在100mg/m3以下。
采用低氮燃烧技术及选择性催化氧化等技术可以实现氮氧化物在100mg/m3以下。
采用布袋除尘器或电袋符合除尘器等除尘设施可以实现颗粒物排放浓度在30mg/m3以下。
(2)钢铁行业
烧结机是钢铁行业最主要的产污环节,也是污染治理的关键。
国家发布的钢铁工业污染物排放标准,要求烧结机厂二氧化硫、氮氧化物和颗粒物排放浓度分别为200mg/m3、300mg/m3和50mg/m3。
由于钢铁行业脱硝技术尚不成熟,本标准未对氮氧化物的排放限值进一步加严。
在脱硫和除尘方面,山东省某环保公司在日照钢铁集团两台烧结机上改造和运行数据显示,设施出口二氧化硫和颗粒物浓度可以稳定达到100mg/m3和20mg/m3以下,因此本标准要求烧结机二氧化硫、氮氧化物和颗粒物排放浓度分别为100mg/m3、300mg/m3和20mg/m3。
(3)建材行业
建材行业中水泥行业污染物排放量最大,也最具代表性。
水泥行业污染控制的难点和关键是水泥窑及窑磨一体机,国家《水泥工业污染物排放标准》征求意见稿要求新建企业二氧化硫、氮氧化物和颗粒物分别执行100mg/m3、320mg/m3和20mg/m3(水泥20mg/m3,其他30mg/m3)。
本标准未对二氧化硫和颗粒物两项指标进行加严,仅将氮氧化物加严至200mg/m3。
根据实际调查情况,78%的水泥窑可控制在100mg/m3以下,其根本原因是水泥窑型发生了显著变化,以往SO2排放较多的湿法窑、机立窑已被新型干法窑替代。
目前国内多数水泥厂氮氧化物排放限值在500mg/m3以上,采用低NOx燃烧器+分级燃烧可以达到500mg/m3左右,采用工艺控制+SNCR技术可以达到300mg/m3左右,山东泰安4000t/d新型干法水泥生产线项目实测浓度能够达到197mg/m3,潍坊某水泥企业实测值也接近200mg/m3,因此本标准要求水泥窑及窑磨一体机氮氧化物排放浓度为200mg/m3,该标准自2017年实施,预留了4年的改造时间。
采用三电厂+深度净化装置等除尘设施可以实现颗粒物排放浓度在20mg/m3以下。
(4)锅炉
山东省锅炉大气污染物排放标准(征求意见稿)要求新建燃煤锅炉二氧化硫、氮氧化物和颗粒物分别执行200mg/m3、300mg/m3和30mg/m3,这在技术上已经能够实现。
本标准未进一步对上述限值进行加严,而是要求现有企业也应改造达到上述要求,这主要涉及改造成本的增加,而非技术的问题。
烟气脱硫技术现在已经基本成熟,一般为简易湿法、双碱法、氧化镁法等。
长期稳定运行的状态下一般能达到90%以上的脱硫效率。
解决老机组的漏风问题并采用脱硫塔流场优化、运行参数调整优化等措施后可使SO2排放浓度低于200mg/m3,可以实现本标准规定的限值。
氮氧化物控制技术一般为SCR、SNCR和低氮燃烧技术。
SCR技术可达到70-80%的脱硝效率,SNCR和低氮燃烧可达到30-50%的脱硝效率,能够实现氮氧化物在300mg/m3。
采用深度净化装置等除尘设施可以实现颗粒物排放浓度在20mg/m3以下。
表5.4第三时段大气污染物最高允许排放浓度限值单位:
mg/m3
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