西安市能源构成与环境空气质量的相关性研究

西安建筑科技大学硕士学位论文 西安市能源构成与环境空气质量的相关性研究 专 业：环境工程 硕士生：方荔华 指导教师：黄学敏教授 摘 要 能源是人类赖于生存的物质基础，是社会进步、经济发展的重要支柱。在区域经济规划和城市建设中，科学合理的能源结构是至关重要的，调整好能源结构是社会经济可持续发展、改善人居环境质量的关键。 本文讨论西安市能源构成与环境空气质量的相关性。以年为基准年，根据经济、社会发展规划，预测年和年西安市区能源消费需求量。按照年消费煤炭的状况，即社会燃煤含硫量、灰分含量，不另采取控制措施的情况预测年和年主要污染源的污染物排放量。然后针对污染源状况和西安市能源特点提出几种能源结构调整方案，预测方案实施后各主要污染源的污染物排放量变化情况。根据能源结构调整方案实施前后预测的排污量，计算方案实施前后的污染源强，用所选空气质量预测模式预测方案实施前后、，的浓度变化情况。从而得到年和年西安市区的环境空气质量发展趋势，以及能源结构调整对改善西安市环境空气质量的影响程度。 本文空气质量模式选用单箱模型和多源模式联合预测。根据预测结果，分别从两方面入手进行能源结构调整：）下调燃煤所占比例，将能源消费结构中燃煤比例降到；）在市区严格执行陕西省城市用煤标准，要求使用优质煤。同时按照火电厂大气污染物排放标准对市区两大电厂采取控制措施，可以保证年和年市区年平均浓度达到国家环境空气质量二级标准。但是，要控制研究区域内各评价点年平均浓度也达到国家环境空气质量二级标准，还需加大能源结构调整力度。预测结果表明，调整能源结构可以降低浓度，但是要控制年和年市区年平均浓度达到国家环境空气质量二级标准，还需通过一系列环境综合整治工程来实现。关键词：能源结构 环境空气质量 单箱模型 多源模式 西安建筑科技大学硕士学位论文 ： ： ： ； ， ， ， ：） ；）（ ） ， （ ） ， ： ； ； ； 声 明 本人郑重声明我所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或其他人在其它单位已申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的所有贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了致谢。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名： 专荔平 日期：砌哦； 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅：学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。 （保密的论文在论文解密后应遵守此规定） 论文作者潞古裘芊导施名费杈瞧撕缸注：请将此页附在论文首页。 西安建筑科技大学硕士学位论文 第一章绪论 课题来源 本课题是西安市科学技术局研究项目“西安市清洁能源行动的推进及市场机制的研究”的子课题。课题研究的意义、目的 能源是人类赖于生存的物质基础， 是社会进步、经济发展的重要支柱。一个国家或地区的经济发展规模、科技水平、 产业政策、人居环境质量、生活水平及社会文明，无不与能源密切相关。 在区域经济规划和城市建设中，科学合理的能源结构是至关重要的，调整好能源结构是社会经济可持续发展、改善人居环境质量的关键。譬如：我国北方冬季寒冷漫长，城市采暖能源供应首选的几乎都是煤，煤炭的大量使用，一方面极大地促进了煤炭资源的开发利用，一方面也大大增加了对环境空气的污染。反过来人们又不得不花费大量的人力、物力、财力和时间来消除这种污染带来的负面影响。可见，能源结构合理与否将直接关系到环境空气质量的优劣，进而影响到人类的居住环境。 西安是陕西省省会，是世界著名的历史古城和重点旅游城市，是我国西北地区最大的城市和经济科教中心。由于西安市以煤炭为主要燃料，因而燃煤产生的烟尘、二氧化硫等成为西安市区环境空气中的主要污染物。近年来，随着经济和城市建设的迅速发展，能源结构不合理导致的“煤烟型”环境污染问题日趋突出，已成为制约城市可持续发展的主要因素之一。 为改善环境空气质量，控制或减少燃煤烟尘污染，科技部和国家环境保护总局根据李岚清副总理的指示，在全国实施“空气净化工程”示范，通过实旌“清洁汽车行动”和“清洁能源行动”两项工程，以治理机动车尾气污染和燃煤污染为突破 口，实现环境空气质量的改善。西安市被科技部和国家环境保护总局批准为个“清洁能源行动”试点示范城市之一。 通过分析西安市的自然环境、经济技术条件，笔者认为有效改变能源结构，大幅度减少污染物的排放是西安市环境空气治理的根本途径。本文重点讨论西安市能源构成与环境空气质量的相关性。西安市现有能源结构情况如何？环境空气质量现状如何？以现有能源消费结构为基准，不另采取控制措旌的情况下，到年、年西安市的环境空气质量发展趋势如何？可以采取哪几种能源结构调整方案？方案 西安建筑科技大学硕士学位论文 ！皇詈詈詈詈皇詈！皇 ！， ！舞篁量詈詈詈詈詈詈詈詈詈詈詈詈暑墨曼曼！墨！暑！实施后西安市的环境空气质量发展趋势又如何？能在多大程度上改善环境空气污染状况？等有待于进一步研究。本研究成果可为西安市制订能源发展规划和采取环境空气污染控制措施提供借鉴，对防止能源消费带来的环境空气污染具有重要的意义。国内外研究现状 在历史上，全球能源结构经历过两次重大改革。世纪后期，第一次工业革命中煤取代了薪柴，成为蒸汽机的动力源。世纪年代，第二次工业革命中石油取代煤炭成为主要能源，为内燃机、发电机提供动力。但两次工业革命和经济高速增长却带来对自然和生态环境的破坏。其中对人类公共资源大气层、臭氧层和海洋的破坏危及全人类。其中使用碳元素能源（煤炭、石油）燃烧排放所引起的地球温暖化和气候变化更危及人类的生存。因此，自世纪年代以来，国际上已经出现了能源结构优质化的趋势，天然气正继煤炭和石油之后，成为第三大商品能源。世界大多数国家，尤其是经济发达国家，不论自身煤炭资源是否丰富，其能源结构均实现了从煤向油、气的转变。煤炭年在世界一次能源结构中占，年下降到，年为，而年世界能源结构中石油占，天然气占，二者共占【“。根据美国能源部的预测，在年内，天然气将超过煤炭成为世界第二大商品能源。 从世界各国发展趋势看，工业化国家无一例外均采用了以油、气燃料为主的能源路线，逐步减少固体燃料的比例。同发达国家相比，中国能源利用的总体结构仍然处在相当不合理的状态，迄今为止，煤炭在中国能源的生产和消费中的比重还很大，即使近年来大力压缩了煤炭产量，煤炭占能源生产和消费中的比重仍然超过。这与世界能源结构发展趋势是相悖的。以煤炭作为主要能源，造成我国严重的大气污染。年中国煤炭消耗量占世界煤炭总消费量的，而的、的、的和的矿物燃料生成的来自燃煤，大量直接燃煤使我国排放量居世界第一位，排放量仅次于美国，居世界第二位。年，世界卫生组织（）公布的世界大气污染最严重的座城市中，中国就占七席，许多大中城市的人们长期生活在一个空气浑浊、烟尘弥漫的环境之中。据报道：年全国城市中空气质量优于或达到国家二级标准的城市仅占，的城市空气颗粒物年平均浓度超过国家环境空气质量二级标准。其中个城市颗粒物年平均浓度超过三级标准，部分