2015年12月，我曾發(fā)表了一篇文章：《別分析了！世紀(jì)大霾的主要原因就是它！》，指出河北地區(qū)，冬季大氣污染的主要污染源是散煤燃燒采暖。在我們的工作中，讓大家最為驚訝的發(fā)現(xiàn)就是：河北省最大的大氣污染源不是工業(yè)污染源，而是農(nóng)村住宅的采暖小燃煤爐/鍋爐——即燃煤土暖氣，而這項(xiàng)污染物，集中在冬季排放。

中國北方上千年來都是用土炕采暖。在城市，由于生活水平較高，上世紀(jì)初逐漸轉(zhuǎn)為燃煤爐，現(xiàn)在大部分已轉(zhuǎn)為集中供暖，熱源為熱電聯(lián)供站或燃煤燃?xì)忮仩t房。最近幾年，這些燃煤鍋爐普遍得到了不同程度的污染物排放治理，污染物排放或多或少在下降。而廣大的中國北方農(nóng)村從上千年前到20世紀(jì)末，冬季絕大多數(shù)家庭都是燒炕采暖。

直至本世紀(jì)初，隨著人民生活水平提高，中國北方農(nóng)村的農(nóng)民才開始從燒炕采暖逐漸改為用小型燃煤鍋爐——俗稱土暖氣（大部分）或燃煤爐（少部分）采暖，2005年后，土炕采暖改為土暖氣采暖達(dá)到高潮，現(xiàn)在用炕采暖的農(nóng)村家庭已經(jīng)很少。這種家庭用的小燃煤爐/鍋爐采暖模式，就被稱為所謂的散煤燃燒采暖。

過去用土炕采暖，農(nóng)村每家每年燒幾百公斤農(nóng)作物秸稈。而現(xiàn)在用土暖氣采暖，農(nóng)村每家一般每年要燒3至5噸平均熱值約為5000大卡的煤。而且大多數(shù)燃煤是煙煤，于是在短短幾年間，散煤燃燒采暖相繼成為中國北方各地冬季最大的污染源。

根據(jù)德國的經(jīng)驗(yàn)，在中國的小煤爐或土暖氣中燃燒煙煤，由于燃燒不充分，燃煤煙氣中平均含大約700毫克/立方米的顆粒物和估計(jì)平均超過2000毫克/立方米的二氧化硫。其中，煙氣中顆粒物的平均濃度是現(xiàn)在河北省工業(yè)和供暖燃煤鍋爐煙氣中顆粒物平均濃度的十幾倍，更是燃煤發(fā)電廠煙氣中顆粒物平均濃度的幾十倍。燃燒煙氣中有如此高的顆粒物的原因是，煙煤中所含煤焦油的比例較高，為5%至15%。如果焦油在爐膛中燃燒不完全，在高溫下就會(huì)以氣體狀態(tài)通過煤煙中排出，煤煙的溫度降低后，其中的煤焦油又凝結(jié)成液滴，這種液滴就是我們看到的煙囪中冒出的濃濃的煤煙。

但實(shí)際上，煙氣中的顆粒物含量波動(dòng)極大。在爐子里的燃燒溫度較高時(shí)，焦油燃燒充分，煙氣中殘留的煤焦油比例較低；反之，煙氣中殘留的煤焦油比例就較高。在晚上“封火”后，在爐膛上部承擔(dān)封火功能的煤炭，基本上處于干餾狀態(tài)，估計(jì)一半以上的煤焦油都進(jìn)入到煙氣中了，這時(shí)候，煙氣中的顆粒物含量會(huì)達(dá)到幾千毫克/立方米，甚至上萬毫克/立方米。這種現(xiàn)象用肉眼就能看出來，即晚上封火后，煙囪里冒出的煤煙特別濃——濃濃的都是煤焦油。

需要說明的是，這種煤焦油凝結(jié)形成的液滴狀顆粒物的毒性特別大，其中包括高致癌物苯并芘。

河北省有3000多萬人口居住在農(nóng)村、城中村和城鄉(xiāng)結(jié)合部，有大約1000萬個(gè)家庭，現(xiàn)在是用家用小型燃煤鍋爐/爐采暖，整個(gè)冬季要燃燒大約4000萬噸左右的煤炭，燒的大部分是廉價(jià)的煙煤。如果燃煤煙氣中平均含大約700毫克/立方米的顆粒物，則每年燃燒4000萬噸燃煤，顆粒物的排放量就為約：

700毫克顆粒物/立方米煙氣x10,000立方米煙氣/噸煤x40,000,000噸煤/年

=280,000,000,000,000毫克顆粒物/年

=280,000噸顆粒物/年。

在河北省的所有污染源中，這是現(xiàn)在唯一超過10萬噸顆粒物/年的污染源。

雖然這個(gè)估計(jì)并不算精確，但也并不高。每年燃燒散煤4000萬噸，按煤炭中煤焦油平均含量為7%計(jì)，就是280萬噸煤焦油，如果其中的10%排入到煤煙中，就是28萬噸。考慮到晚上封火時(shí)用的煤中大多數(shù)煤焦油都排入到大氣中，應(yīng)該說這個(gè)估計(jì)并不算高。這4000萬噸燃燒排出的二氧化硫，按河北省散煤的平均硫含量為1%計(jì)算，則排出的二氧化硫就會(huì)達(dá)到好幾十萬噸。

因此，盡管散煤燃燒僅占河北省整個(gè)煤炭消耗的10%左右，但是由于其燃燒時(shí)污染物排放的濃度高，因此其排放的顆粒物和二氧化硫，占整個(gè)煤炭燃燒所排放的50%左右?？紤]到這4000萬噸煤是在冬季采暖期的大約5個(gè)月內(nèi)燃燒的，因此，在這個(gè)期間，散煤燃燒排放的顆粒物和二氧化硫的排放量肯定都超過排放總量的50%。

去年年底的45天，石家莊市全市的污染企業(yè)停工，汽車也單雙號行駛，結(jié)果大氣污染仍然非常嚴(yán)重，也證明了散煤燃燒，是冬季最大的大氣環(huán)境污染源。

在中國，由于燃煤在這些小型燃煤爐/鍋爐燃燒不充分，不僅造成燃煤煙氣中的污染物排放較高，而且熱效率很低，只有30%至50%。而能源效率低，不僅增加了能源消耗和相關(guān)的費(fèi)用支出，而且也因?yàn)樵黾拥拿汉氖沟么髿馕廴疚锖投趸歼^多排放。

人們已經(jīng)注意到了，在非采暖季，河北地區(qū)的空氣質(zhì)量有了明顯改善。但在采暖季，空氣質(zhì)量幾乎沒有改善，甚至感覺在惡化。原因很尷尬，工業(yè)污染治理的力度還是很明顯的，而散煤采暖污染的治理并不順利。由于農(nóng)村生活水平的提高，人們花得起錢買更多的煤了，為了提高室內(nèi)的舒適度，燃燒了越來越多的散煤。很多家庭的室內(nèi)氣溫，原來只有攝氏10~14度，現(xiàn)在則提高到了攝氏16度至20度。室內(nèi)溫度每上升攝氏1度，燃煤消耗就會(huì)增加6%左右！因此，近年來，散煤燃燒采暖的煤耗一直在增長。

但這個(gè)污染責(zé)任并不在燒散煤的家庭——這些家庭大部分是農(nóng)民家庭。問題出在燃煤設(shè)備和燃燒的煤炭上。

可以與德國做個(gè)比較。德國是一個(gè)能源資源以煤炭為主的國家，硬煤與褐煤的資源都非常豐富。德國歷史上也是一個(gè)以散煤燃燒采暖為主的國家。在二次大戰(zhàn)前，大部分家庭采用小型燃煤爐/鍋爐采暖，只有城市的少數(shù)家庭采用集中供暖。二次大戰(zhàn)后，由于中東的廉價(jià)石油以及原蘇聯(lián)和北海的天然氣的發(fā)現(xiàn)和大量進(jìn)口，德國的很多家庭才改為燃油或天然氣采暖。

但是，在原西德的大氣污染基本得到治理的1992年，德國仍有約16%的家庭燃燒固體燃料，其中相當(dāng)大的比例是燃燒用褐煤（煙最大的煤）做的型煤，其余的燃燒生物質(zhì)。要指出的是，燃燒生物質(zhì)只是在燃燒煙氣中沒有二氧化硫，而顆粒物的排放與燃煤不相上下。

但德國長期以來非常重視降低小型家用固體燃料采暖爐/鍋爐的污染物排放，并提高燃燒效率。這也是德國國家科研機(jī)構(gòu)弗朗霍夫研究院的長期科研題目和技術(shù)服務(wù)內(nèi)容。上世紀(jì)六十年代，德國生產(chǎn)的小型家用固體燃料采暖爐/鍋爐的燃燒煙氣顆粒物排放量標(biāo)準(zhǔn)上限即為150毫克/立方米；到上世紀(jì)九十年代，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的上限已經(jīng)降到75毫克/立方米；從2015年1月1日起，更是降到了20（大功率）~40毫克（小功率）/立方米，這在中國，已達(dá)到了燃煤發(fā)電廠的標(biāo)準(zhǔn)，只有河北地區(qū)家用小型燃煤爐/鍋爐煙氣中顆粒物排放濃度的1/20左右。而所燃燒的型煤用低硫褐煤作為原料，在燃燒時(shí)，褐煤所做的型煤中的大部分硫會(huì)與鈣鎂離子結(jié)合生成硫酸鹽，固化在煤灰中，使得煙氣中的二氧化硫含量進(jìn)一步降低，煙氣中的二氧化硫含量只有河北地區(qū)散煤燃燒煙氣中二氧化硫平均含量的1/10左右。

需要注意的是，散煤污染源是在上世紀(jì)末才出現(xiàn)的，本世紀(jì)開始才突然增長成為冬季河北地區(qū)的主要大氣污染源。與德國相比，中國小燃煤采暖爐/鍋爐的污染物排放水平落后了半個(gè)世紀(jì)，燃燒煙氣中的顆粒物平均濃度，都在幾百毫克/立方米。這是今天散煤燃燒采暖造成冬季嚴(yán)重污染的根本原因。當(dāng)然，生產(chǎn)者和市場監(jiān)管者的責(zé)任，不能推到消費(fèi)者——廣大農(nóng)民的身上。

為了減少燃燒散煤造成的大氣污染，最近幾年，政府部門主要采用了兩種方法：

1）燃燒由無煙煤壓制的型煤（煤球）。

無煙煤里的煤焦油含量低，因此在燃燒時(shí)排放出來的焦油顆粒物比起煙煤就大大減少。河北省的很多地區(qū)對無煙煤壓制的型煤（煤球）進(jìn)行了補(bǔ)助，鼓勵(lì)燒散煤的家庭使用。但是每噸無煙煤煤球的價(jià)格比煙煤貴了好幾百元?？紤]到全省每年燃燒4000萬噸左右的散煤，如果全部補(bǔ)貼，每年就要補(bǔ)貼上百億元，這是個(gè)沉重的財(cái)政負(fù)擔(dān)。但是，如果不補(bǔ)貼，很多家庭就會(huì)繼續(xù)燒煙煤。如果控制煙煤的銷售，那個(gè)工作量和難度可想而知。

2）煤改氣或者煤改電。

天然氣和電力的單位能源價(jià)格，是燃煤的好幾倍，這無疑會(huì)大大增加采暖的能耗支出。一個(gè)家庭一年增加幾千元的采暖能耗支出，無論由誰來承擔(dān)，都是一筆巨大的財(cái)政負(fù)擔(dān)。對于河北這樣不是很富裕的地區(qū)，如果讓地方政府來承擔(dān)這筆巨額的支出，就非常困難了，因?yàn)檫@比補(bǔ)助老百姓購買無煙煤煤球的支出還要高出一至兩倍。

治理散煤燃燒的污染，從長遠(yuǎn)看，要根治還是要采用無煤化采暖。在河北，最佳的辦法是采用電力采暖，因?yàn)槎鞠掳胍沟牟膳叻?，正是華北風(fēng)電過剩的高峰；同時(shí)，電力采暖，沒有燃?xì)獠膳紵裏煔庵械牡趸镂廴締栴}。但是前提是房屋需要做較好的保溫改造，否則采暖費(fèi)用會(huì)過高。

河北農(nóng)村的房屋絕大多數(shù)沒有做保溫措施，散熱功率很大。如果對農(nóng)村住宅進(jìn)行有效的保溫改造，可以降低60%至80%的采暖能耗。這樣，燃煤改為電力采暖的同時(shí)，節(jié)省建筑的采暖能耗，能耗費(fèi)用就不會(huì)增加，甚至?xí)p少。一個(gè)100平方米的農(nóng)村建筑，進(jìn)行節(jié)省60%至80%采暖能耗的改造，要花費(fèi)上萬元乃至幾萬元，具體花費(fèi)需要通過示范項(xiàng)目才能較準(zhǔn)確地測定。這項(xiàng)工作，如果與新農(nóng)村建設(shè)結(jié)合，也許會(huì)找到很好的融資模式。

建筑保溫改造+煤改電是個(gè)投資較大的解決方案，整個(gè)河北省，要達(dá)到長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益，因此需要較長的時(shí)間周期。

而散煤清潔燃燒，卻是可以在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)的，成本也比較低。目前在政府的支持下，正在緊張地進(jìn)行這方面的技術(shù)開發(fā)和示范工程，進(jìn)展順利，因?yàn)橛械聡晒Φ慕?jīng)驗(yàn)可供借鑒。散煤燃燒污染的問題如果得以解決，河北地區(qū)的大氣污染治理，也許就成功了一半。 

（文章經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載自微信公眾號“何繼江”，略有刪改）