楊 寧

（新疆兵團(tuán)勘測(cè)設(shè)計(jì)院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，烏魯木齊 830000）

我國(guó)城市天然氣替代燃煤集中供暖的大氣污染減排效果

楊 寧

（新疆兵團(tuán)勘測(cè)設(shè)計(jì)院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，烏魯木齊 830000）

大氣污染近年來(lái)越發(fā)嚴(yán)重，我國(guó)北方地區(qū)因?yàn)槎颈容^寒冷，所以需要通過(guò)大量燃煤的方式來(lái)解決供暖問(wèn)題。燃煤集中供暖對(duì)大氣的污染巨大，會(huì)產(chǎn)生二氧化碳和各種顆粒物，與當(dāng)前社會(huì)發(fā)展目標(biāo)相違背。本文以當(dāng)前國(guó)內(nèi)天然氣技術(shù)發(fā)展情況為基礎(chǔ)，結(jié)合燃煤集中供暖工作開(kāi)展的形式，討論使用天然氣來(lái)代替燃煤集中供暖的方法，以此來(lái)減少大氣污染、優(yōu)化環(huán)境。

城市天然氣；替代；燃煤集中供暖；大氣污染；減排

霧霾天氣是人們近年來(lái)討論頻率比較高的一個(gè)話題，同時(shí)也是城市空氣污染最為嚴(yán)重的表現(xiàn)，對(duì)人們身體健康的負(fù)面影響較大。北方地區(qū)進(jìn)入冬季后，氣溫驟降，必須要有熱源供應(yīng)才能保證居民日常生活質(zhì)量。但是，集中燃煤供暖帶來(lái)的負(fù)面效果十分明顯。天然氣與煤炭資源相同，都可以通過(guò)燃燒的方式來(lái)產(chǎn)生熱量，滿足人們熱能需求。它的利用率也明顯超過(guò)煤炭資源，作為清潔能源，天然氣更加滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的要求。接下來(lái)，筆者將對(duì)相關(guān)問(wèn)題加以闡述。

1 大氣污染減排效果影響下的天然氣利用問(wèn)題

1.1 天然氣污染物減排系數(shù)問(wèn)題

對(duì)不同能源的種類(lèi)及特性進(jìn)行研究，并計(jì)算出不同能源之間實(shí)際的熱值關(guān)系，再確定熱值污染物整體排放系數(shù)，并轉(zhuǎn)換原始的數(shù)據(jù)，將原始數(shù)據(jù)內(nèi)排放系數(shù)變成單位熱值污染系統(tǒng)下的總污染物排放指標(biāo)。按照綜合能耗計(jì)算通則中的內(nèi)容，對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其變成一種以熱值表示的污染物排放指標(biāo)。

轉(zhuǎn)換之后，利用等熱值代替的方式，對(duì)原有的燃煤系統(tǒng)內(nèi)部污染物的整體排放系數(shù)以及天然氣后污染物排放系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并控制二者之間的差異。對(duì)二者之間的差異進(jìn)行對(duì)比，產(chǎn)生的差值就是利用天然氣來(lái)代替燃煤之后，實(shí)際上得到的污染物減排系數(shù)指標(biāo)。通過(guò)總結(jié)近年來(lái)工作開(kāi)展的情況，筆者發(fā)現(xiàn)，如果真正實(shí)現(xiàn)了等熱值天然氣代替燃煤，可以有效減少一些污染物的排放量。首先是二氧化碳，其總排放量和替換之前相比，會(huì)有明顯下降。從顆粒物的角度來(lái)看，不論是供暖還是發(fā)電領(lǐng)域，將天然氣作為燃料，效果都要明顯好于燃煤，而且顆粒物的排放量也更少[1]。日常生活中，天然氣廚具完全可以代替燃煤爐具，它可以有效降低SO2與CO的排放量，且供熱效果更加理想。

1.2 天然氣利用問(wèn)題

為了更好地對(duì)不同的替代能源進(jìn)行比較，明確不同種類(lèi)的替代能源減少污染排放的效果，首先，對(duì)常見(jiàn)的等熱值替代之后各種能源代替項(xiàng)目污染物總排放量進(jìn)行無(wú)量綱化處理。其次，通過(guò)該方式對(duì)相同能源的替代項(xiàng)目污染物排放總量無(wú)量綱系數(shù)進(jìn)行求和處理，將最終的計(jì)算結(jié)果定義為污染物的整體減排指數(shù)。最后，根據(jù)不同污染物的減排綜合指數(shù)，對(duì)不同的天然氣利用領(lǐng)域進(jìn)行對(duì)比排序處理。

通常情況下，無(wú)量綱化主要包含三種處理方法，分別是極值法、標(biāo)準(zhǔn)法與均值法。其中，極值法與均值法都可以搭配消除量綱來(lái)使用，并且在使用這兩種方法對(duì)數(shù)量級(jí)進(jìn)行處理時(shí)，可以有效保留一些各種變量取值方面存在的差異，差異和變量綜合分析二者之間成正比。標(biāo)準(zhǔn)化法是最常用的方法，在無(wú)量綱化的同時(shí)，消除了各變量在變異程度上的差異，使得轉(zhuǎn)化后的各變量被平等看待[2]。

通過(guò)總結(jié)近年來(lái)國(guó)內(nèi)不同領(lǐng)域百萬(wàn)千卡熱值天然氣代替燃煤污染物減排量，筆者對(duì)一些類(lèi)別污染物減排系數(shù)進(jìn)行處理，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)法，對(duì)不同污染物在不同能源代替項(xiàng)目中所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)化減排系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得出SO2、NO2、CO、CO2以及PM顆粒物等減排系數(shù)；再對(duì)相同能源替代項(xiàng)目的無(wú)量綱化污染物標(biāo)準(zhǔn)化減排系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，明確不同污染物的減排工作指數(shù)；最后對(duì)綜合值進(jìn)行計(jì)算，得到排序結(jié)果。在天然氣利用領(lǐng)域中，天然氣集中供暖排在第一位，其次是分戶式的燃?xì)夤┡c分布式綜合減排，然后依次是天然氣能源發(fā)電與生活天然氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃煤爐具。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，國(guó)三標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)變得越來(lái)越嚴(yán)格，天然氣作為汽車(chē)的動(dòng)能，已經(jīng)是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。天然氣替代燃煤集中供暖，打破了傳統(tǒng)的燃煤集中供暖模式與分戶式供暖模式，減少不必要的污染物排放量，可以有效保護(hù)環(huán)境，起到污染減排的作用。

2 天然氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃煤集中供暖污染減排測(cè)算結(jié)果

按照不同領(lǐng)域工作開(kāi)展的情況，分別對(duì)天然氣替代傳統(tǒng)燃煤集中供暖的大氣污染減排效果進(jìn)行研究。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后，筆者發(fā)現(xiàn)，使用天然氣來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燃煤集中供暖，可以有效減少SO2、NOx、CO2、顆粒物的整體排放量，而且各種指標(biāo)的污染減排效果都相對(duì)明顯，證明了燃煤集中供暖的弊端。針對(duì)冬季燃煤量比較大的省份，對(duì)其建筑集體供熱的能耗量進(jìn)行計(jì)算。按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)擬定建筑采暖能耗總量的計(jì)算公式。公式涉及采暖能耗的總消耗量、建筑物整體熱量的消耗總量等指標(biāo)。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)絕大部分建筑物依舊使用傳統(tǒng)采暖方式，所以其采暖能耗并沒(méi)有達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，與建筑物消耗熱量指標(biāo)相比差距較大。將民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)指標(biāo)作為基本研究對(duì)象，分別對(duì)不同的建筑物熱量消耗情況進(jìn)行計(jì)算，并準(zhǔn)確定位建筑物消耗熱量的具體標(biāo)準(zhǔn)，保證不同城市單位供暖面積能源消耗計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。還要考慮采暖時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)煤熱值等，明確室外管網(wǎng)整體輸送工作效率。在非節(jié)能的狀態(tài)下，這一數(shù)值可以達(dá)到85%，在節(jié)能的狀態(tài)下，它可以超過(guò)90%。

通過(guò)對(duì)當(dāng)前我國(guó)城市建設(shè)系統(tǒng)進(jìn)行排查，筆者發(fā)現(xiàn)，重點(diǎn)供暖城市供暖面積和城市供暖單位面積能源消耗量的乘積，可以準(zhǔn)確表示出不同城市建筑集體供熱能耗的情況。根據(jù)不同城市建筑體供熱能耗以及天然氣代替燃煤集中供暖所達(dá)到的減排系數(shù)，分別計(jì)算這些重點(diǎn)城市使用天然氣來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃煤集中供暖可以完成的大氣污染物減排總量。分析相關(guān)數(shù)據(jù)后可知，這些城市在使用天然氣代替燃煤進(jìn)行集中供暖后，各種污染物的總排放量都明顯下降，其中效果最明顯的是北京，其次是沈陽(yáng)與天津。北京集中供暖的面積較大，但是在經(jīng)費(fèi)方面投入最多，效果最為明顯。從整體數(shù)據(jù)來(lái)看，使用天然氣來(lái)代替燃煤集中供暖，對(duì)緩解我國(guó)霧霾等問(wèn)題具有十分重要的意義。

3 結(jié)語(yǔ)

本文分別從天然氣污染物減排系數(shù)問(wèn)題、天然氣利用問(wèn)題兩方面，對(duì)大氣污染減排效果影響下的天然氣利用問(wèn)題進(jìn)行闡述，并分析了天然氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃煤集中供暖的污染減排測(cè)算結(jié)果。但本研究沒(méi)有從經(jīng)濟(jì)角度分析其可行性。在后續(xù)的研究中，人們可以適當(dāng)關(guān)注大氣污染減排對(duì)人體健康的正面影響，并計(jì)算出相關(guān)費(fèi)用和所得效益，以便全面了解城市天然氣替代燃煤集中供暖的綜合效益，為后續(xù)工作的開(kāi)展提供參考。

1 龐 軍，吳 健，馬 中，等.我國(guó)城市天然氣替代燃煤集中供暖的大氣污染減排效果[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2015，（1）：55-61.

2 劉文霞，米 偉.燃煤鍋爐清潔能源替代工程節(jié)能減排分析[J].節(jié)能，2014，（1）：53-56.

Effect of Urban Natural Gas Instead of Central Heating on Air Pollution Reduction in China

Yang Ning
(XPCC Surveying amp; Designing Institute (Group) Co., Ltd., Urumqi 830000, China)

Air pollution in recent years is more and more serious, northern China because winter is relatively cold, so we need to solve the heating problem by a large number of coal-fired.The pollution of coal-fired central heating to the atmosphere is enormous, and it will produce carbon dioxide and various particulates, which is contrary to the current social development goals.This paper is based on the current development of domestic natural gas technology, combined with coal fired central heating work carried out in the form of discussion method using natural gas to replace coal-fired central heating, in order to reduce air pollution, optimize the environment.

urban natural gas; substitution; coal-fired central heating; air pollution; emission reduction

X51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500(2017)08-0078-02

2017-06-10

楊寧（1990-），女，新疆喀什人，助理工程師，研究方向：環(huán)境工程。