京津冀与关中地区“以电代煤”大气环境与碳减排效益评估
发布时间:2022-04-07
京津冀与关中地区“以电代煤”大气环境与碳减排效益评估
吴华成1*，周卫青1，李朋1，张子健2，汪美顺3，周子龙1
（1. 国网冀北电力有限公司电力科学研究院（华北电力科学研究院有限责任公司）；2. 国网冀北电力有限公司；3. 国家电网有限公司）
本文发表在《全球能源互联网》2022年第2期“面向碳达峰、碳中和的综合能源系统”专题上，欢迎点击品读。受国家电网有限公司科技项目（52010118000C）资助。
文章导读
近些年来，农村地区散煤治理一直是我国大气污染防治工作的重点。国家电网有限公司积极落实国家北方地区冬季清洁取暖规划，大力推行“煤改电”工程。目前，“煤改电”工程实施后，对区域散煤的替代量，相应污染物的减少量，以及对区域大气环境的影响，还缺乏科学的评价方法。在新型电力系统以及“双碳”背景下，“煤改电”对碳减排的影响还有待研究。
文章亮点
1）结合区域“煤改电”具体实施情况，计算得到了京津冀与关中地区“煤改电”替代散煤排放清单；
2）基于WRF-Chem模式，计算了“煤改电”对京津冀与关中地区大气污染物浓度的减少值以及下降比例；
3）通过排放因子法计算了“煤改电”工程在京津冀与关中地区的二氧化碳减排空间。
摘要
文章研究了京津冀与关中地区“以电代煤”（简称“煤改电”）实施后，对区域大气环境质量改善的影响以及碳减排效益。结果表明：截至2018年，京津冀地区“煤改电”共替代散煤用户258.4万户，每年可替代散煤706.6万t；关中地区“煤改电”替代散煤用户65.76万户，每年可减少散煤69.39万t。基于WRF-Chem（weather research and forecasting (WRF) model coupled with chemistry）模式，计算得到“煤改电”将导致京津冀地区PM2.5月平均浓度下降3-26 μg/m3，下降比例为2%~35%；关中地区冬季PM2.5质量浓度下降8.70 μg/m3，降低比例为6.8%。受益于“煤改电”工程，京津冀地区每年可减少二氧化碳排放1688.77万t，关中地区每年可减少二氧化碳排放165.84万t。随着低碳能源占比的提高，以及电采暖技术的不断进步，“煤改电”对碳减排的效益将不断体现。
主要内容
⬆ 图1 2018年11月至2019年3月京津冀及周边地区“以电代煤”措施实施后对地面PM2.5浓度的影响：(a-e) 月平均浓度变化量（μg/m3）；(f-j) 月平均浓度变化比例（%）
在京津冀地区供暖季，PM2.5为首要大气污染物，通过WRF-Chem模式模拟计算，上述地区在“煤改电”措施实施后PM2.5月平均浓度下降3~26 μg/m3，变化量占比在2%~35%之间。
⬆ 图2 关中五市“煤改电”措施环境效益改善情况（PM2.5、O3、NO2和SO2质量浓度单位为μg/m3，CO质量浓度单位为mg/m3）
关中地区实施“煤改电”后，有效降低冬季PM2.5、NO2、SO2、CO的平均质量浓度分别为8.70 μg/m3、1.29 μg/m3、0.57 μg/m3、0.14 mg/m3。
本文引文信息
吴华成，周卫青，李朋，等. 京津冀与关中地区“以电代煤”大气环境与碳减排效益评估[J]. 全球能源互联网，2022，5(2)：166-172.
WU Huacheng, ZHOU Weiqing, LI Peng, et al. Atmospheric Environment and Carbon Emission Reduction Benefit Evaluation of “Coal-to-Electricity” Project in Beijing-Tianjin-Hebei and Guanzhong Region [J]. Journal of Global Energy Interconnection, 2022, 5(2): 166-172 (in Chinese).
研究团队
国网冀北电力有限公司电力科学研究院（以下简称“国网冀北电科院”）直属国网冀北电力公司，拥有雄厚的技术力量和科研能力。拥有发明专利900余个，荣获省部级及以上科学技术奖200余项。
吴华成为国网冀北电科院化学与环保所所长，主要研究领域为大气环境影响评价、火电发电厂环保设施优化运行、大气污染物监测技术等。近年来陆续主持国家电网公司科技项目3项，相关研究成果被鉴定具有国际领先水平。
作者简介
吴华成
高级工程师
研究方向为电网环保，大气环境影响评价，火电厂环保设施与工艺。通信作者
E-mail：
whc@vip.sina.com
周卫青
高级工程师
研究方向为电网环保与环境影响评价
E-mail：
zhouweiqing1113@yeat.net
编辑：张鹏
审核：周舟
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