劉君俠

(江漢大學(xué)工業(yè)煙塵污染控制湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢 430056)

我國北方取暖能源主要依靠煤炭。統(tǒng)計(jì)顯示，北方燃煤取暖面積占總面積的83%[1]，主要分布在農(nóng)村地區(qū)，成為主要污染源之一。豫西北地區(qū)是河南省的發(fā)達(dá)區(qū)域和重要的工業(yè)基地，也是河南省重要的鋼鐵生產(chǎn)基地，能源消費(fèi)主要依靠煤炭，以煤為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)是該地區(qū)大氣污染的主要原因之一，特別是冬季采暖季。2017年以來清潔能源采暖及雙替代政策在該地區(qū)取得了明顯效果，空氣質(zhì)量有了明顯改善，但仍有部分地區(qū)存在冬季散煤復(fù)燒等問題[2]。本文選取豫西北某典型地區(qū)作為調(diào)研對(duì)象，該區(qū)轄四區(qū)兩市四縣和一個(gè)城鄉(xiāng)一體化示范區(qū)，行政面積超4000 km2，人口超370萬，區(qū)域內(nèi)城鎮(zhèn)化率達(dá)58%[2]；該區(qū)煤炭?jī)?chǔ)量豐富，主要為優(yōu)質(zhì)無煙煤，是河南最早也是全囯開發(fā)煤炭資源較早的地區(qū)，屬于典型的靠煤炭資源發(fā)展起來的地區(qū)，同時(shí)也是四大懷藥的主要產(chǎn)地，懷地黃是中國國家地理標(biāo)志產(chǎn)品，是當(dāng)?shù)氐闹饕?jīng)濟(jì)作物之一。從地理位置來看，該地區(qū)是河南省中西部地區(qū)連通通道，也是貫通南北的通道，三面環(huán)山，一面臨黃河，特殊的地形結(jié)構(gòu)和地理位置導(dǎo)致大氣污染不易擴(kuò)散，是京津冀大氣污染傳輸通道“2+26”城市之一，也是河南省大氣污染防治的重點(diǎn)城市之一。本文主要針對(duì)2020年疫情期間豫西北地區(qū)典型城市的清潔能源替代和散煤使用及散煤復(fù)燒情況進(jìn)行調(diào)研，為改善當(dāng)?shù)丨h(huán)境空氣質(zhì)量提供參考。

1 豫西北某地區(qū)村鎮(zhèn)散煤使用狀況

該地區(qū)煤炭資源充足，采煤技術(shù)發(fā)達(dá)，煤炭質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，形成了當(dāng)?shù)匾悦簽橹鞯哪茉聪M(fèi)結(jié)構(gòu)，居民也養(yǎng)成了靠煤生產(chǎn)生活的習(xí)慣。冬季采暖方面，本地區(qū)目前只有極少地區(qū)實(shí)現(xiàn)集中供熱供氣，主城區(qū)大概約20%左右的居民實(shí)現(xiàn)了集中供暖，城市老舊社區(qū)、城鄉(xiāng)結(jié)合部和一些棚戶區(qū)采用新型燃煤爐或其它方式供暖，縣城及以下的廣大農(nóng)村秋冬季節(jié)仍然主要靠散煤燃燒方式生活取暖，一些山區(qū)部分獨(dú)立民居以燃燒散煤或薪柴為主要的生活或供暖方式。

1.1 豫西北某地區(qū)生活用散煤使用情況

豫西北農(nóng)村居民大都生活在平原或丘陵地帶，土地資料豐富，家家戶戶都有獨(dú)立的院子，宅基地面積一般在200～300 m2，以前多以平房為主；隨著新農(nóng)村建設(shè)推廣，目前大多數(shù)民居住宅采用平房和樓房結(jié)合的設(shè)計(jì)方式，主房多是兩到三層，層高一般3.5 m左右，客廳面積一般20～30 m2，是人們主要生活起居場(chǎng)所；外墻一般貼磁磚，無任何外墻外保溫措施；其它房間是平層，主要用來貯物或其它用途，同時(shí)該區(qū)域內(nèi)仍有部分老式平房存在。與城市住宅相比，農(nóng)村房屋體量大，房屋的保溫性和密封性較差。受地區(qū)經(jīng)濟(jì)條件和建筑條件制約，生產(chǎn)生活取暖以散煤或型煤取暖為主，整體取暖水平偏低。主要取暖爐如圖1所示。

與老式土灶主要做飯功能兼具取暖功能不同的是，現(xiàn)在取暖爐主要是供暖，兼具炊事功能。老式土灶一般人工在房屋靠近窗戶的某個(gè)角落砌成，便于采光和排氣。目前新農(nóng)村改造的住房，廚房一般都單獨(dú)出來，新型取暖爐只需提供取暖功能。在房子中位置根據(jù)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)置，圖2為大多數(shù)村鎮(zhèn)居民取暖爐安裝位置。

一般取暖爐位于房屋中間，燃燒尾氣經(jīng)過煙氣管道排到房屋外，尾氣可以向上排空或水平排空，總體仍是低空排放。取暖爐主要用不同規(guī)格蜂窩煤做燃料，根據(jù)爐膛不同，選用不同規(guī)格的蜂窩煤。燃燒初始階段，剛加入新鮮蜂窩煤，密封爐子，排氣孔有大量白煙排放，排水口有油水排出，一般持續(xù)約30 min，這個(gè)階段是燃煤中水分，揮發(fā)分大量排出階段，這段時(shí)間，爐子一般密閉，煙氣通過管道直接排在屋外，保證室內(nèi)沒有過多煙氣等不良?xì)怏w。第二階段是充分燃燒階段，這個(gè)時(shí)期爐子上部敞開，有充足的空氣補(bǔ)充，燃煤充分燃燒，只能觀察到少量煙氣排出，為房間內(nèi)升溫或用爐子做飯主要是這個(gè)階段；最后是燜燒狀態(tài)，這個(gè)階段蜂窩煤中的水分和低溫?fù)]發(fā)分大部分都已揮發(fā)出去，爐子密封起來，燃燒處于貧氧燃燒狀態(tài)，主要給房屋供暖，排氣管道中只有少部分尾氣排出。

1.2 豫西北某典型地區(qū)生產(chǎn)用散煤使用情況

地黃加工是該地區(qū)消耗散煤的主要途徑之一。豫西北是“四大懷藥”的主要產(chǎn)地， 2015年全區(qū)地黃4.8萬多畝，年產(chǎn)鮮地黃5～7萬噸，年產(chǎn)生地1萬噸[3]。受地理因素和經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件制約，目前懷地黃種植主要由農(nóng)戶分散承包，沒有形成規(guī)模化，集約化，種植加工過程科技化程度偏低。懷地黃收獲后，為便于儲(chǔ)存需及時(shí)加工。懷地黃加工需要特殊的加工設(shè)施進(jìn)行加工。加工方法有生地加工和熟地加工。熟地加工投入大，加工技術(shù)要求高，需要專業(yè)的場(chǎng)房和加工設(shè)備。一般農(nóng)戶選擇將地黃加工成生地貯存。生地加工包括曬干法和烘干法，曬干法指通過自然曝曬使其干燥，費(fèi)時(shí)、費(fèi)工，加工成品質(zhì)量不高。烘干法是把新鮮采收的地黃放在地黃烘焙爐或烘焙房里，通過加熱保持一定溫度，使其失去水分得到生地，烘干法加工的產(chǎn)品質(zhì)量明顯優(yōu)于曬干法，可以顯著提高收入，是該地區(qū)種植農(nóng)戶目前普遍采用的加工方法。地黃烘干法主要采用火炕平面烘干法和立體烘干法，如圖3。

圖3 地黃焙示意圖

圖3是地黃焙加工生地示意圖。地黃焙主要由炕體和炕火組成，炕體主要用來放置地黃，一般分兩層，上層放地黃，下層供熱；炕火主要由地爐和火道組成，地爐通過蜂窩煤或其它煤燃燒，提供熱源，熱量通過火道加熱炕體上的地黃，保證地黃在一定的溫濕度下保持一定時(shí)間通過化學(xué)反應(yīng)變成生地，熱源主要采用蜂窩煤。對(duì)于部分地區(qū)土地流轉(zhuǎn)成功，種植規(guī)模大的企業(yè)，一般采取圖a)所示的地黃立體烘干房來加工。地黃種植農(nóng)戶多是自種自焙，種植面積小，產(chǎn)量少，一般采用單孔烘干火炕；現(xiàn)在，隨著土地流轉(zhuǎn)政策實(shí)施，或者土地承包戶聯(lián)合種植，地黃種植規(guī)模和產(chǎn)量都有所增加，地黃焙就漸漸變成由單孔小炕變成多火大炕。如圖b)。

2 某典型地區(qū)清潔能源替代和散煤復(fù)燃現(xiàn)狀

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，居民清潔取暖意愿主要由經(jīng)濟(jì)收入和實(shí)際采暖運(yùn)行費(fèi)用決定，政策補(bǔ)貼對(duì)居民的清潔取暖方式影響明顯。目前區(qū)域內(nèi)居民取暖仍以散煤燃燒為主，超過80%的受訪者表示政府補(bǔ)貼才愿意改造取暖方式，5.2%愿意主動(dòng)更改取暖爐具，81.7%大多數(shù)在資金補(bǔ)貼到位，且能保證正常運(yùn)行費(fèi)用不增加的情況使用清潔能源取暖，其中54.4%選擇用電暖器取暖，27.3%選擇用天然氣取暖。但實(shí)際調(diào)研中發(fā)現(xiàn)在政策實(shí)施過程中，即使進(jìn)行了清潔能源替代的仍然存在散煤復(fù)燒現(xiàn)象，入戶調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)12～4月份平均復(fù)燃率約17%；對(duì)該地區(qū)居民開展入戶調(diào)查，發(fā)現(xiàn)使用散煤采暖的用戶占比約36%，同時(shí)發(fā)現(xiàn)該區(qū)域還存在一些隱密的散煤銷售點(diǎn)。究其原因主要有以下幾個(gè)方面。

2.1 政策落實(shí)不到位

2017年以來，該地區(qū)開始大力推廣清潔能源取暖器代替活動(dòng)。為了鼓勵(lì)農(nóng)戶進(jìn)行清潔能源取暖替代，政府出臺(tái)了一系列優(yōu)惠政策，對(duì)用清潔能源取暖器替代燃煤爐的家庭進(jìn)行取暖用具價(jià)格補(bǔ)貼和電費(fèi)、燃?xì)赓M(fèi)補(bǔ)貼，在這個(gè)政策鼓勵(lì)下，大部分家庭都進(jìn)行了采暖器更換，但現(xiàn)實(shí)中使用情況并不樂觀，部分更換了采暖器的農(nóng)戶由于配套電網(wǎng)改造不到位，或天然氣配套設(shè)施不到位，新型采暖器并沒投入使用，散煤燃燒問題依然存在。

2.2 經(jīng)濟(jì)因素影響雙替代政策的實(shí)施

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)因素是農(nóng)村居民選擇采暖方式時(shí)考慮的主要因素。在春節(jié)和疫情管控期間，外出務(wù)工人員大家都宅在家里，經(jīng)濟(jì)收入受到影響。在電采暖使用過程中發(fā)現(xiàn)耗電量大、能效低，高昂的電費(fèi)讓農(nóng)戶難以接受；另一方面由于該地區(qū)房屋體量一般都比較大，密封性保溫性都較差，采暖效果不理想，影響了人們電采暖的意愿。另外北方冬季氣候比較干燥，長(zhǎng)時(shí)間使用電暖器導(dǎo)致室內(nèi)空氣更加干燥，舒適度降低，使用一段時(shí)間后放棄電采暖，導(dǎo)致燃煤復(fù)燒；部分農(nóng)戶為了套取補(bǔ)貼，采暖器購置回來后形同虛設(shè)，私下里使用燃煤取暖。地黃加工大多數(shù)主要還是依靠散煤，因用煤量大，改用其它清潔能源帶來的經(jīng)濟(jì)壓力更大，農(nóng)戶難以承受，使用散煤加工地黃一直沒有得到有效地解決。

2.3 氣代煤設(shè)施不完善。

在天然氣代替散煤方面，該地區(qū)除了主城區(qū)天然氣管網(wǎng)比較完善外，大部分農(nóng)村區(qū)域和部分城鄉(xiāng)結(jié)合部天然氣管網(wǎng)并沒完全鋪設(shè)到戶。部分鋪設(shè)到家的用戶，使用天然氣供暖，發(fā)現(xiàn)天然氣用量大費(fèi)用高，冬季用氣高峰時(shí)煤氣緊張，大多數(shù)用戶就采用日常生活做飯用天然氣，取暖回歸到用煤爐。

3 綜合治理措施

2017年以來農(nóng)村地區(qū)散煤治理取得了一定的效果，但在冬季仍有反彈。受消費(fèi)習(xí)慣和經(jīng)濟(jì)因素影響，加上雙替政策在具體實(shí)施過程中沒有完全落實(shí)到位，這些都成為制約農(nóng)村散煤取暖的重要因素，在煤、氣替電過程中，使用成本是最大的痛點(diǎn)?，F(xiàn)階段需從以下幾方面加強(qiáng)管理，推進(jìn)清潔取暖的可持續(xù)發(fā)展。

(1) 加強(qiáng)用戶側(cè)推進(jìn)，充分調(diào)動(dòng)居民清潔取暖的積極性，促進(jìn)政策順利實(shí)施。首先做好宣傳工作，居民意愿是政策推行成功與否的關(guān)鍵因素，做通群眾思想工作能起到事半功倍的作用。其次在經(jīng)濟(jì)條件比較好的地方，推進(jìn)住宅保溫工程，例如改變房屋墻面厚度，增加保溫層，門窗玻璃由單層換成雙層等，通過基礎(chǔ)設(shè)施改造促進(jìn)清潔能源取暖順利實(shí)施。

(2) 堅(jiān)持因地制宜，不搞一刀切。綜合考慮區(qū)域經(jīng)濟(jì)條件和地理?xiàng)l件，選擇適合當(dāng)?shù)貤l件的替代措施，宜電則電，宜氣則氣。受地理?xiàng)l件和經(jīng)濟(jì)條件制約，天然氣管網(wǎng)完善的區(qū)域可以推行以氣代煤取暖；天然氣網(wǎng)不完善，電網(wǎng)完善地區(qū)實(shí)行以電替煤取暖；天然氣和電網(wǎng)不能完全覆蓋的地區(qū)政府保證潔凈煤的供應(yīng)和使用，確保清潔能源替代農(nóng)村散煤。

(3) 完善懷地黃種植相關(guān)政策，引導(dǎo)農(nóng)戶使用清潔能源進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)。針對(duì)農(nóng)村生產(chǎn)用散煤加工問題，需要當(dāng)?shù)卣雠_(tái)相應(yīng)政策，引導(dǎo)農(nóng)民改變種植方式，實(shí)行規(guī)模化種植，改變分散型加工方式，開發(fā)先進(jìn)節(jié)能的加工設(shè)備，保證農(nóng)民收入不受影響，從而保證清潔能源替代工作順利進(jìn)行。

(4) 加大監(jiān)管力度，保證政策執(zhí)行到位。首先做好優(yōu)惠政策的落實(shí)工作，保證政府補(bǔ)貼資金到位，讓居民能安心使用清潔能源取暖，同時(shí)做好散煤供應(yīng)管理，確保市面上沒有散煤供應(yīng)，確保不出現(xiàn)散煤燃燒，導(dǎo)致散煤復(fù)燒問題出現(xiàn)。