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面對(duì)霧霾我們能怎么辦?生物天然氣或可拯救
2015-03-03
來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)
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天然氣車用可顯著減少尾氣污染,但我國(guó)面臨缺氣難題
天然氣替代車用燃油,特別是柴油用于重型車(公交車和重卡),已經(jīng)被不少國(guó)家證明是最為行之有效的治霾措施之一。1952年的大霧引發(fā)了整個(gè)倫敦城的恐慌,并推動(dòng)了凈化空氣的新立法。隨著北海油田的開發(fā),英國(guó)開始推行“向天然氣沖刺”政策,倫敦把天然氣比重從0.4%提高到30%,對(duì)霧霾天氣的治理起到了巨大作用。在日本,專家一致認(rèn)為,大城市中PM2.5的主要來(lái)源是汽車尾氣,尤其是柴油汽車的尾氣。為此,東京市把交通運(yùn)輸燃料中天然氣的比重,從早先的1%大幅提高到20%。
2011年我國(guó)的重型載貨與大型載客汽車保有量分別為460萬(wàn)輛和126.6萬(wàn)輛。雖然數(shù)量?jī)H占機(jī)動(dòng)車總保有量的6.3%,但氮氧化合物和顆粒排放量,卻分別占全國(guó)當(dāng)年汽車總排放量的67.2%和78.8%。
鑒于柴油汽車的尾氣污染物數(shù)量如此之大,提高油品質(zhì)量和安裝尾氣治理裝置如此困難重重,最理想的途徑應(yīng)是以車用天然氣大幅度地替代柴油和柴油車,首先是以天然氣專用車替代重型柴油車(卡車和客車)。
我國(guó)不僅是“相對(duì)貧油國(guó)”,還是“相對(duì)貧氣國(guó)”,人均天然氣資源量只相當(dāng)于世界平均水平的1/7。近10年來(lái),天然氣消費(fèi)量的年均增長(zhǎng)率高達(dá)16%,供需缺口逐年加大。從2009年起,每年冬季都因天然氣供需缺口過(guò)大而出現(xiàn)全國(guó)性的“氣荒”。2011年,天然氣的進(jìn)口量已增至316億立方米。按照天然氣“十二五”規(guī)劃的目標(biāo),預(yù)計(jì)屆時(shí)的年消費(fèi)量將達(dá)2695億立方米,需進(jìn)口900—1000億立方米,對(duì)外依存度將迅速增至37%。
因此,如果找不到能部分替代天然氣的新能源,要想發(fā)揮天然氣汽車減少常規(guī)化石燃油尾氣污染的作用,也只能是一種良好的愿望。
生物天然氣車用,可兼收減少空氣污染物和減少碳排放的兩利
國(guó)際經(jīng)驗(yàn)表明,生物天然氣車用對(duì)治霾的作用比常規(guī)天然氣還要突出。據(jù)英國(guó)低碳和燃料電池競(jìng)爭(zhēng)力中心(CENEX)的測(cè)定,生物天然氣卡車的氮氧化合物和微細(xì)顆粒排放率分別為0.539g/km和0.002g/km,只有同型柴油卡車的14%和3%。很重要的一點(diǎn)是,如果將減排尾氣CO2、NOx的車輛設(shè)計(jì)制造成本進(jìn)行比較,則生物天然氣汽車比一般的汽、柴油車更有優(yōu)越性,制造成本要比汽、柴油車低出數(shù)倍。在最近的十幾年里,歐盟國(guó)家已形成了大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)和銷售生物天然氣的新產(chǎn)業(yè),年總產(chǎn)量200億立方米以上。
瑞典是國(guó)際上生物天然氣車用最早、成效最顯著的國(guó)家。該國(guó)有以天然氣汽車輛2.3萬(wàn)臺(tái),2009年消耗了6700萬(wàn)立方米燃?xì)?其中65%是生物天然氣)。該國(guó)生產(chǎn)的生物天然氣26%用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車。2010年有227家沼氣—生物天然氣工廠。其中140家用城市生活污水剩余污泥作原料,有191個(gè)加氣站。有機(jī)廢棄物和殘留物如果全部開發(fā),可以有每年74TWh,折74億立方米生物天然氣的產(chǎn)出。
歐洲國(guó)家的研究表明,用壓縮天然氣(CNG)和柴油驅(qū)動(dòng)的大型公交車相比,減排NOx和煙氣的效果極為顯著,NOx的減排率可高達(dá)96%,非常有利于改善城市的空氣質(zhì)量。
生物天然氣車用,一個(gè)異常突出的優(yōu)勢(shì)是CO2零排放乃至負(fù)排放。生物天然氣比汽油減排CO2的理論值可達(dá)約30%;因此,已經(jīng)確定了“零排放”目標(biāo)的歐盟國(guó)家,都將擴(kuò)大車用生物天然氣的應(yīng)用。
生物天然氣車用開發(fā)刻不容緩,潛力巨大
在我國(guó),天然氣的普及率很低,車用的量更是少之又少。而另一方面,生物天然氣資源十分豐富,但迄今為止幾乎還沒(méi)有真正規(guī)?;_發(fā)。
綜合國(guó)際能源署2010年所作的預(yù)測(cè),理論上只需使用全球農(nóng)、林殘余物/廢棄物的10%,即可生產(chǎn)出2210億升汽油當(dāng)量的生物天然氣,能滿足對(duì)車用天然氣的全部需求(2470億升汽油當(dāng)量)。
我國(guó)生物天然氣開發(fā)究竟有多大的潛力?據(jù)我們對(duì)傳統(tǒng)的5類沼氣資源的資源量大體測(cè)算,可年產(chǎn)出生物天然氣1560億立方米。由于沼氣的原料多數(shù)直接來(lái)自農(nóng)村,部分沼氣的生產(chǎn)和粗沼氣的初加工適于在農(nóng)村實(shí)施,還非常有利于促進(jìn)農(nóng)村工業(yè)的發(fā)展和增加農(nóng)民收入。
近年來(lái),規(guī)?;a(chǎn)的生物天然氣開始在我國(guó)的可再生能源領(lǐng)域嶄露頭角。2010年以來(lái),數(shù)個(gè)日產(chǎn)1—8萬(wàn)立方米以上生物天然氣的試點(diǎn)企業(yè)陸續(xù)投產(chǎn),而且?guī)缀跞恳詨嚎s氣(CBG)的形態(tài)用于車用??梢院敛豢鋸埖卣f(shuō),只要國(guó)家的扶持政策到位,車用和民用生物天然氣將成為“另類”非常規(guī)天然氣的一匹“黑馬”,對(duì)我國(guó)治霾和減排溫室氣體作出重要貢獻(xiàn)。
亞洲開發(fā)銀行和清華大學(xué)2013年1月發(fā)布的《中華人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)境分析》報(bào)告提供了以下數(shù)據(jù):中國(guó)最大的500個(gè)城市中,只有不到1%達(dá)到了世界衛(wèi)生組織推薦的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);世界上污染最嚴(yán)重的10個(gè)城市之中,居然有7個(gè)在中國(guó)。對(duì)于專家和行政部門開出的種種治霾日程表,公眾的反應(yīng)只能是一個(gè):“時(shí)間太長(zhǎng)了!”之所以需要如此長(zhǎng)的時(shí)間,關(guān)鍵在于當(dāng)前代價(jià)較低的有力治霾措施太少。而發(fā)展車用生物天然氣卻是一種非常有希望的措施。為了不使公眾失望,我們呼吁國(guó)家能源主管部門,將大力開發(fā)生物天然氣作為近、中期內(nèi)發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的一項(xiàng)國(guó)家級(jí)重大工程。
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