PDF《煤炭总量控制的协同效益研究》

煤炭总量控制的协同效益研究 ――煤炭的真实成本

2012 汇报人:滕飞 副教授 清华大学能源环境经济研究所 课题执行单位: 清华大学、环保部环境规划院、国家气候战略中心、中国水利水电科学院、北京大学医学 部、社科院、煤炭科学研究总院 2014年11月17日110.

74 11.72 12.9 14.2 15.8 17.81 20.33 22.29 24.34 26.58 29.02 31.29 33.7 8.1 9.5 10.6 10.4 10.7 13.3 14.6 9.8 8.9 10.8 9.2 7.8 7.7

3 6

15 16

11 10

8 4

5 6

7 3.9 3.7

7 7

8 8 7.5 7.5

0 5

10 15

20 25

30 35

40 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30%

2001 2002

2003 2004

2005 2006

2007 2008

2009 2010

2011 2012

2013 Year 中国国内生产总值与能源消费增长率(2001-2013) Total Domestic Production GDP Increase Rate Energy Consumption Yearly Increase Rate Government'

s expected GDP Increase

2 雾霾 污染 生态 课题总体研究思路 影响机理分析 分析煤炭开采、运输、转化和利用过程 中对环境、水、安全、健康、温室气体 等主要领域的影响;

明确协同效益核算的 边界与范围;

实物量核算研究 识别及确定实物量核 算的指标;

在实物量核算指标的 基础上,确定核算方 法;

整理收集数据,进行 主要影响的实物量核 算;

货币量核算研究 在实物量核算的基础 上,确定价值量和货 币量的核算方法;

将有关影响的实物量 核算指标转换为货币 量和价值量,并进行 加总分析;

协同效益研究 在情景组不同情景的 基础上,综合不同领 域协同效益的实物量 和货币量核算研究结 果,测算煤炭总量控 制情景的量化协同效 益;

3 煤炭开采 经济:投资、 成本、就业 环境健康: 水、大气、固废生态:水、土地、其他 温室气体:甲烷 安全 煤炭运输 经济:运输成 本、就业 环境健康:大气、固废 生态 煤炭转化 经济:转型、 投资、就业 环境健康: 水、大气、固废、汞 生态 温室气体: CO

2、黑碳 煤炭利用 经济:转型、 投资、就业 环境健康: 水、大气、固废、汞 生态 温室气体: CO

2、黑碳 课题总体研究思路 环规院:开采、运输、转化及利用过程 中的环境及空气质量问题(废水、废气、固废、汞);

北大医学部:开采、运输、转化及利用 过程中的健康问题;

水科院:开采、运输、转化、利用过程 中的水生态系统问题;

气候战略中心:开采、转化、利用过程 中的温室气体问题;

煤科院:开采、运输中的经济问题,开 采过程中的其他生态系统问题(土地及 其他生态系统)、安全问题;

社科院:开采、运输、转化及利用中的 就业问题;

清华大学:煤炭转化、利用中的能源转 型问题,总体协调

4 5 煤炭开采 煤炭运输 煤炭转化 煤炭利用 水环境 量化货币化 量化货币化 量化货币化 生态系统 量化货币化 大气环境 量化货币化 量化货币化 模型分析 量化货币化 模型分析 人体健康 量化货币化 量化货币化 模型分析 量化货币化 模型分析 温室气体 量化货币化 量化货币化 量化货币化 量化货币化

6 煤炭生产 煤炭运输 煤炭消费 煤炭与水资源现状 ? 我国煤炭资源和水资源呈逆向分 布,大部分重点煤炭基地处于水资源供 需矛盾较为突出的地区,水资源已对煤 炭基地的建设产生了严重制约. ? 煤炭开采对地下水系统的破坏及对 生态环境质量的影响在一定程度上制约 了区域经济资源环境的可持续发展. ? 煤炭运输、转化利用和终端消费等 环节对水资源的需求和消耗可能加剧区 域水资源紧张形势.

7 煤炭开采对水资源的影响 ? 煤炭开采对水资源的影响 ? 煤炭的开采造成地面塌陷,并且不间 断、大规模挖煤形成的漏斗、水位下降以 及水污染等对水资源形成极大的破坏. ? 以山西为例,每开采1吨煤,破坏地 下水动储量(通过垂直于流向的含水层断 面的地下水)为1.41立方米,破坏地下水 静储量(储存于地下水最低水位以下含水 层中的重力水)为1.07立方米,合计为 2.48立方米.每年因煤炭开采而破坏的地 下水资源达到十几亿立方米,将加大缺水 地区的水资源供需矛盾. ? 全国矿坑涌水总量达到58.77亿立方 米,矿井水利用率尚不足60%,全年矿井 水利用量34.74亿立方米, 地区 吨煤涌水量(立 方米/吨) 煤炭产量(万吨) 矿坑涌水总量 (万立方米) 矿井水利用率(%) 矿井水利用量 (万立方米) 华北 1.16

148700 172343 76.35

131589 西北 0.93

56500 52602 56.36

29645 东北 2.23

19600 43757 65.29

28567 西南 2.38

36500 86688 38.32

33215 华东 1.94

35000 67830 67.89

46050 中南 5.94

27700 164469 47.62

78313 合计 1.81

324000 587688 59.11

347380 8 煤炭生产加工过程对水质的影响 直接污染:由于煤矿开采,煤层底板遭到破坏,矿坑 中大量有害物质将通过地下水流迁移,污染深层岩溶 水;

间接污染:矿坑排水未经任何处理,排出井外,汇入 地表河系,造成地表水的污染,进而污染地下水;

间接污染:在煤矿开采过程中,产生大量的煤矸石, 由于煤矸石含有SiO2,Al2O3以及铁、锰、硫等常量元 素,还有铅、锡、汞、砷、铬等微量重金属元素,在 自然的风化过程中一些有害有毒元素会不断的释放出 来,在大气降水的冲刷和淋溶作用下随地表径流进入 水体,对周边溪流水质造成严重污染,并通过食物链 等途径直接或间接地危害人类健康;

间接污染:不同类型煤矸石对水质影响程度不同.煤 矸石堆场地表径流中SO4 2-,Fe和Mn含量变化主要受煤 矸石的类型及降雨强度的影响,地表径流水中SO4 2-, Fe和Mn含量的大小顺序为:泥质型煤矸石>

砂质型煤矸 石>

煤矸石夹土. 地表水 水文地质环境效益 地表水水质 地表地下 水量交换 …… 地下水水质 地下 水 典型区域的影响

9 10 煤炭生产对生态系统的影响 ? 煤炭开采过程中产生大量煤矸石,在自然风化和降雨作用 下,煤矸石中的有害元素析出,对周边水体及农田产生污 染.据统计,2012年我国煤炭开采产生煤矸石5.6亿吨,全 国堆存62亿吨,占地2万公顷,煤矸石堆存自燃和缓慢氧化 排放二氧化硫110万吨;

? 煤炭开采产生严重的地表塌陷,是亟待解决的地质环境问 题.目前我国每万吨煤炭生产导致的地表塌陷就多大 2700m2,每年约800平方公里土地遭到破坏;

? 煤炭开采还会造成植被退化和土地沙化等生态问题,导致水 土流失、土地沙漠化加剧,使脆弱的生态环境更加恶化;

11 煤炭生产对人体健康的影响 3.08 2.81 2.04 1.485 1.182 0.892 0.749 0.564 0.347 0.293

0 0.5

1 1.5

2 2.5

3 3.5

0 1000

2000 3000

4000 5000

6000 7000 2004年2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年 事故起数(起) 死亡人数(人) 百万吨死亡率(%) 2013年全国煤矿共发生各 类事故604起、死亡1067 人,煤矿百万吨死亡率 0.288;

2012年我国共报告尘肺病 新病例24206例,占职业 病总例数的88.27%, 95.01%的病例为煤工尘肺 和矽肺,分别为12405例和10592例,54.52%分布 在煤炭行业.

12 煤炭生产 煤炭运输 煤炭消费

13 公路 水运 铁路 安全成本(分/tkm) 11.42 0.09 0.3 噪声成本(分/tkm) 0.89

0 0.38 空气污染成本(分/tkm) 1.80 0.30 0.24 合计(分/tkm) 14.11 0.39 0.92 煤炭运输对环境及人体健康的影响

14 煤炭生产 煤炭运输 煤炭消费 电力、热力 生产供应 业, 20.2, 46% 黑色金属冶 炼, 3.1, 7% 水泥熟料生 产, 2.2, 5% 焦化, 3.2, 8% 燃煤锅炉, 7.9, 18% 其他行业, 7.1, 16%

0 500

1000 1500

2000 2500 SO2 NOx 烟粉尘 污染物排放量 ( 万吨 ) 电力、热力生产供应业 黑色金属冶炼 水泥熟料生产 行业 耗煤量(亿吨) SO2(万吨) NOx(万吨) 烟粉尘(万吨) 电力、热力生产供应业 20.2

797 1018.7 222.8 黑色金属冶炼 3.1 240.6 97.2 181.3 水泥熟料生产 2.2

33 198

67 焦化 3.2

34 14 37.7 燃煤锅炉 7.9

873 316

320 重点行业占比 83.7% 93.4% 70.3% 67.2% 煤炭消费的大气污染物排放

15 燃煤 55.0% 水泥生产 13.1% 有色金属冶炼 11.8% 生活垃圾焚烧 11.3% 钢铁冶炼 4.4% 石油燃烧 2.4% 其他 2.0% ? 2010年我国人为源大气汞排放量为 650吨左右,燃煤大气汞排放为 357.5吨,占大气汞排放总量的 55%,单位煤炭大气汞排放强度为 0.11g/t煤. ? 其中,燃煤电厂大气汞排放量为 110吨左右,电力行业单位燃煤大 气汞排放强度为0.063g/t煤. 煤炭消费的大气汞排放

16 因煤排放对PM2.5贡献 燃煤消费量与灰霾天数高度相关 煤炭直接燃烧排放一次PM2.5占31% 因煤重点行业排放一次PM2.5 占63%

17 因煤排放对PM2.5贡献 因煤排放对PM2.5贡献 各省市因煤排放对PM2.5贡献

18 煤炭消费对空气质量及人体健康的影响 来源:全球疾病负担报告2010 ? 在所有风险因子中,室外空气颗粒物污 染在死亡率和整体健康负担中排名第四位;

? 对呼吸系统影响:PM2.5通过呼吸进入人 体后,可破坏呼吸道防御机能,并通过炎症反 应和氧化应激对肺部造成损害. ? 对心血管系统影响:国外已经有大量流 行病学研究资料提示,PM2.5的浓度上升可以 增加心肺血管疾病发生的风险. ? 重金属影响:金属元素对机体产生急性 健康效应的机制可能是促进自由基的产生;

? 致癌及其它影响,PM2.5已在2013年被国 际癌症研究机构(IARC)确认为是致癌物,致癌 级别与吸烟、食用发霉食物、遭受紫外线辐射 和呼吸甲醛等归为一类.

19 20 慢性阻塞8.4万人 肺癌6.5万人 脑卒中35万人 缺血性心脏病17万人 煤炭消费对人体健康的影响 2012年合计因煤排放PM2.5造成的 超额死亡人数为67万人 煤炭开采运输及利用对温室气体的影响 煤炭生产过程中的甲烷排放 ? 我国三种类型煤矿在不考虑回收利用条件下的甲烷涌出系数分别为:低瓦 斯矿井0.74 m3/吨,高瓦斯矿井11.43 m3/吨,瓦斯突........