“如今，大氣霧霾現(xiàn)象在我國(guó)日益嚴(yán)重，尤其是在華北地區(qū)，今年一些月份的的霧霾天數(shù)已創(chuàng)50余年來(lái)同期最高。可以說(shuō)，霧霾狀況已到了極其危險(xiǎn)的境地。而在造成霧霾的原因中，煤炭的不合理利用難辭其咎。”前不久，中國(guó)石油大學(xué)博士生導(dǎo)師馮連勇帶領(lǐng)他的研究團(tuán)隊(duì)在輾轉(zhuǎn)調(diào)查了山西和內(nèi)蒙古等地的煤炭城市后，發(fā)出了如此呼聲。
馮連勇和他的團(tuán)隊(duì)以我國(guó)煤炭資源分布最集中、開(kāi)采量最大的山西大同為樣本，正在探尋中國(guó)煤炭城市走出霧霾困境的路徑。
煤都大同的霧霾危機(jī)
大同，是我國(guó)一座歷史文化名城。不過(guò)，大同更為鮮明的標(biāo)簽，則是歷史悠久的采煤城市。煤業(yè)開(kāi)采撐起了這座城市的經(jīng)濟(jì)命脈，它如今已發(fā)展成為國(guó)家重化工能源基地，享有“中國(guó)煤都”的美譽(yù)。
圖為安徽一家新建的煤焦化企業(yè)，揚(yáng)起的煤塵和煉焦廢氣排放都會(huì)造成大氣污染。（CFP 供圖）
大同地處山西、內(nèi)蒙古兩地交界，位于我國(guó)北方煤炭資源分布區(qū)的正中心，煤炭?jī)?chǔ)量豐富、煤質(zhì)優(yōu)良、埋藏較淺。每年，煤炭業(yè)給大同市的GDP貢獻(xiàn)達(dá)百億元，大同的煤價(jià)甚至直接影響到全國(guó)煤價(jià)。可是，隨著近年來(lái)的大量開(kāi)采，大同的煤炭已呈現(xiàn)枯竭之勢(shì)。雖然大同的煤礦探明儲(chǔ)量依舊很大，可是最優(yōu)質(zhì)的侏羅紀(jì)煤已幾乎開(kāi)采殆盡。煤炭經(jīng)濟(jì)的輝煌時(shí)代逐漸過(guò)去，隨之而來(lái)日漸凸顯的便是大同的大氣污染以及霧霾問(wèn)題。
馮連勇教授認(rèn)為，大同煤礦業(yè)所帶來(lái)的大氣污染，已經(jīng)給當(dāng)?shù)匕l(fā)展造成了壓力，并且直接在人們的健康問(wèn)題上體現(xiàn)了出來(lái)。據(jù)大同市安監(jiān)局2011年公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)刈?990年來(lái)患?jí)m肺病的人數(shù)累計(jì)已達(dá)23000多人。如果說(shuō)礦難可怕，那么大氣污染、霧霾加劇所帶來(lái)的隱性傷害則要更加可怕。
寺河煤礦對(duì)礦井瓦斯進(jìn)行綜合治理，用于礦井生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)了千萬(wàn)噸礦井不燒一噸煤的清潔發(fā)展目標(biāo)。圖為瓦斯用于企業(yè)餐廚。（李亞飛 攝）
目前，大同的空氣質(zhì)量讓人難以樂(lè)觀。其實(shí)，大同只是我國(guó)眾多大大小小“煤都”的一個(gè)縮影，在我國(guó)其他煤炭產(chǎn)地，類似的遭遇也已經(jīng)或正在到來(lái)。
這樣的危機(jī)引發(fā)人們思考：霧霾的根源真的在于煤炭開(kāi)采嗎？?jī)烧哂质侨绾温?lián)系到一起的？
黑金與霧霾相伴相生
“煤都大同霧霾嚴(yán)重、環(huán)境惡化，不能不和煤炭聯(lián)系在一起。”馮連勇教授這樣認(rèn)為。
大唐克旗煤制天然氣示范項(xiàng)目。（陳丹江 供圖）
據(jù)記者了解，我國(guó)對(duì)霧霾成因較早的研究始于20世紀(jì)90年代。1993年，廣東省氣象臺(tái)專家鄺建新分析了我國(guó)1960～1993年的霧霾觀測(cè)數(shù)據(jù)，總結(jié)了霧霾的兩大成因：一是人類活動(dòng)大量排放污染氣體；二是自然界中排放的各種污染源。其中，人類的活動(dòng)占主導(dǎo)地位，并可以再次細(xì)分為3個(gè)原因：一是煤炭和石油等主要燃料在金屬冶煉、化工生產(chǎn)、水泥生產(chǎn)、造紙等過(guò)程中，不斷排放的碳、硫、氮氧化物；二是機(jī)動(dòng)車尾氣中含有的碳、氮氧化物；三是建筑工地、交通運(yùn)輸產(chǎn)生的粉塵揚(yáng)灰等物質(zhì)。顯然，煤炭對(duì)霧霾的產(chǎn)生作出了不少“貢獻(xiàn)”。
2012年，華北電力大學(xué)核熱工安全與標(biāo)準(zhǔn)化研究所周濤、汝小龍從跟蹤北京市一天中典型時(shí)間段以及一年中典型季節(jié)的顆粒物（PM）濃度入手，深入探究北京市霧霾成因與各類活動(dòng)的關(guān)系，得出霧霾形成的三大污染源：一是火電、鋼鐵、水泥行業(yè)為主的煤炭消費(fèi)；二是使用非清潔油品的機(jī)動(dòng)車輛；三是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)造成的揚(yáng)塵。兩位學(xué)者在《北京市霧霾天氣成因及治理措施研究》一文中闡述道，PM約60%來(lái)源于燃煤、機(jī)動(dòng)車燃油、工業(yè)使用燃料等燃燒過(guò)程，23%來(lái)源于揚(yáng)塵，17%來(lái)源于溶劑使用及其他原因。
據(jù)馮連勇教授進(jìn)一步介紹，煤炭造成霧霾有5種方式。
一是礦山廢氣污染。據(jù)《2011年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》中主要廢氣排放量數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)每年礦山開(kāi)采排放的廢氣高達(dá)5414萬(wàn)立方米，僅煤礦行業(yè)排放的廢氣量每年就達(dá)3954萬(wàn)立方米以上。大同為煤炭大市，礦山廢氣污染尤其嚴(yán)重。
大唐克旗煤制天然氣示范項(xiàng)目。（陳丹江 供圖）
二是運(yùn)輸中產(chǎn)生的粉塵。煤炭在轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)內(nèi)被運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程，會(huì)揚(yáng)起數(shù)量相當(dāng)驚人的煤塵。除此之外，煤炭在長(zhǎng)途運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵量同樣很多。《大同市2012年統(tǒng)計(jì)年鑒報(bào)告》指出，大同每年的總貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量為920531萬(wàn)噸·千米，而煤炭占據(jù)其中的70%，約644371.1萬(wàn)噸·千米。如此大的周轉(zhuǎn)量導(dǎo)致的長(zhǎng)途運(yùn)輸過(guò)程中的揚(yáng)塵，對(duì)于大同霧霾的形成也起到了重要作用。
三是矸石山。據(jù)《山西省統(tǒng)配煤礦堆存矸石山暫行管理辦法》數(shù)據(jù)，目前大同配煤礦堆存矸石山107座，占地309公頃，其中有不少卻疏于管理。這對(duì)大氣造成了污染，加劇了霧霾現(xiàn)象。
四是煉焦廢氣。煉焦時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量煤氣排放，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。中國(guó)煉焦行業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，每生產(chǎn)1噸焦炭可產(chǎn)生400立方米煤氣。按大同市年產(chǎn)500萬(wàn)噸焦炭計(jì)算，當(dāng)?shù)匾荒戤a(chǎn)生的煤氣有20億立方米，除了部分被回收，其中的相當(dāng)一部分被白白排放。煉焦廢氣排放，既污染環(huán)境又造成了資源浪費(fèi)。
五是發(fā)電廠棄置粉煤灰。大同市政府發(fā)布的《大同市電廠粉煤灰污染防治工作實(shí)施方案》顯示，當(dāng)?shù)卣谶\(yùn)營(yíng)的5家電廠年耗煤量共計(jì)1211萬(wàn)噸，平均灰分含量31.82%，年產(chǎn)粉煤灰400萬(wàn)噸，年利用粉煤灰76萬(wàn)噸，現(xiàn)粉煤灰儲(chǔ)備庫(kù)庫(kù)存量約1560萬(wàn)噸。由于未綜合利用的粉煤灰數(shù)量較多，再加上庫(kù)容已滿，當(dāng)?shù)芈短於逊诺姆勖夯颐磕暧?00多萬(wàn)噸。而目前，大同水泥行業(yè)年綜合利用粉煤灰僅40萬(wàn)噸左右。粉煤灰本身體積小、重量輕，露天堆放極易造成揚(yáng)塵污染。
綜上所述，我國(guó)對(duì)霧霾的研究經(jīng)歷了逐漸深入并細(xì)化的過(guò)程。霧霾的人為來(lái)源可以總結(jié)為三個(gè)大的方向：鋼鐵、煤炭、化工等生產(chǎn)領(lǐng)域一次能源消費(fèi)的污染物排放；機(jī)動(dòng)車的污染物排放；建筑施工粉塵。從霧霾的成分看，PM2.5是空氣質(zhì)量惡化的重要因子，但還有氮氧化物、二氧化硫等大氣污染物在起作用。據(jù)環(huán)保部統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)有一半的PM不是來(lái)自污染源的直接排放，而是經(jīng)過(guò)十分復(fù)雜的物理和化學(xué)過(guò)程而形成。
隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)以煤炭為主的能源消費(fèi)大幅攀升。在煤炭城市大同，這種能源消費(fèi)導(dǎo)向體現(xiàn)得尤為突出，煤炭生產(chǎn)量、需求量的升高使得氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物排放量顯著增長(zhǎng)，PM2.5污染加劇。
盼清潔利用驅(qū)散霧霾
隨著國(guó)家關(guān)于建設(shè)生態(tài)文明和美麗中國(guó)理念的提出，如何治理霧霾成為國(guó)人高度關(guān)注的話題。馮連勇教授和他的研究團(tuán)隊(duì)，為治理煤都污染開(kāi)出了三劑“藥方”。
一是發(fā)展煤化工業(yè)，提高煤炭的就地轉(zhuǎn)化率。煤化工是利用科學(xué)技術(shù)把煤加工生產(chǎn)成化工產(chǎn)品的一個(gè)大產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)品包括化肥、甲醇、乙烯、丙烯、天然氣等，市場(chǎng)潛力巨大，產(chǎn)品附加值高，1噸化工產(chǎn)品價(jià)格是1噸煤炭?jī)r(jià)格的幾倍到幾十倍。我國(guó)對(duì)發(fā)展現(xiàn)代煤化工持積極鼓勵(lì)的態(tài)度，因此，包括大同在內(nèi)的煤炭富集地，可以重點(diǎn)發(fā)展甲醇及衍生物、乙炔化工、化肥、煤焦油深加工、煤制油以及煤層氣和焦?fàn)t煤氣聯(lián)產(chǎn)利用等項(xiàng)目。通過(guò)提高煤炭的就地轉(zhuǎn)化率，做到自產(chǎn)自銷，不僅可以提升大同煤炭產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，更可以避免長(zhǎng)途運(yùn)輸、復(fù)雜的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程帶來(lái)的二次污染，對(duì)于治理霧霾現(xiàn)象具有深遠(yuǎn)意義。
二是推行清潔生產(chǎn)，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。做好煤炭開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中產(chǎn)生的煤矸石、粉煤灰、礦井廢水和廢氣以及脫硫廢渣等廢棄資源的無(wú)害化處理和資源化利用工作，是實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用和多次利用的重要措施。清潔生產(chǎn)的路徑包括：鼓勵(lì)企業(yè)利用煤矸石、粉煤灰生產(chǎn)水泥及建材，利用煤矸石發(fā)電，回用礦井廢水用于選煤和工業(yè)用水，抽取煤層氣發(fā)電或?yàn)榫用裉峁┤細(xì)饽茉吹取Ｍㄟ^(guò)推行清潔循環(huán)生產(chǎn)，可以有效避免生產(chǎn)過(guò)程中的廢棄物對(duì)大氣造成危害。
清潔生產(chǎn)的措施，還包括改進(jìn)燃煤電廠。近年來(lái)，我國(guó)在燃煤電廠的污染控制方面已經(jīng)取得了很大的成就，尤其是“十一五”期間。通過(guò)推廣新型減排技術(shù)，新一代燃煤電廠能夠做到“低排發(fā)電”，對(duì)減少PM2.5起到巨大作用。在煙塵控制方面，新建電除塵裝置的效率一般高于99.5%，加上濕法脫硫裝置，對(duì)PM2.5的平均綜合除去率可達(dá)到97%以上。
三是用新裝備生產(chǎn)焦化產(chǎn)品。只焦不化，這是過(guò)去人們描述山西焦化行業(yè)時(shí)常說(shuō)的一句話，即指將煉焦時(shí)產(chǎn)生的大量煤氣排放掉，既污染環(huán)境又浪費(fèi)資源。通過(guò)改造舊焦?fàn)t，更新煉焦生產(chǎn)裝備，實(shí)現(xiàn)收回焦?fàn)t剩余煤氣，利用余熱發(fā)電并開(kāi)發(fā)醇醚燃料等，不失為一條好的出路。事實(shí)上，大同乃至山西近年來(lái)通過(guò)關(guān)停高污染的小焦?fàn)t、利用焦?fàn)t氣的實(shí)踐，已經(jīng)取得了積極成效。
馮連勇和他的研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，大同的霧霾危機(jī)看似特殊，實(shí)則是我國(guó)煤炭城市共同面臨的難題。黑金孕育霧霾，但這并不可怕，只要有效進(jìn)行綜合治理，對(duì)每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)加強(qiáng)控制，“煤都”必會(huì)迎來(lái)澄澈晴朗的藍(lán)天。
