天然氣替代傳統能源的減排效果※

我國在2012年8月發布的《節能減排“十二五”規劃》中，對節能減排工作提出具體目標：到2015年單位國內生產總值能耗下降16%，單位GDP二氧化碳排放降低17%，主要污染物排放總量減少8～10%。該規劃呼吁全社會共同參與節能減排工作，建設資源節約型、環境友好型社會，增強可持續發展能力。

減排，即減少污染物的排放。近年來，雖然世界各國越來越意識到保護環境對世界可持續發展的重要性，但是，全球氣候變暖、酸雨、PM2.5污染等環境污染問題依舊嚴峻，保護環境仍是世界發展的重中之重。

一、發展天然氣是實現減排目標的有效手段之一

PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物，主要來自化石燃料的燃燒 （主要是石油、燃煤）、揮發性有機物等。2012年3月，國務院發布新修訂的《環境空氣質量標準》，其中增加了細顆粒物（PM2.5）監測指標。據清華大學環境科學與工程系提供的數據顯示，國四排放標準的柴油公交車每行駛1公里會排放0.075克PM2.5，而同樣排放標準的天然氣公交車同等路程僅排放0.005克PM2.5，減排比例可達到93%。

天然氣是一種無色、無味、高熱值的氣體，主要成分為甲烷。天然氣不含一氧化碳，也比空氣輕，一旦泄漏，立即會向上擴散，不易積聚。天然氣也是一種清潔能源，幾乎不含硫、粉塵和其他有害物質，燃燒時產生的污染物少于其他化石燃料，因而能從根本上改善環境質量。近年來，天然氣在我國能源消費結構中越來越受到重視，已在生產、生活中被廣泛應用，其替代煤炭、柴油發電，替代柴油、汽油成為汽車燃料等技術已日趨成熟。使用天然氣替代煤炭、石油等燃料，已成為各城市實現能源結構的優化，完成減排目標的重要的、最有效的手段之一。

以廣東省某市為例，其城區位于珠江三角洲腹地，有著優越的地理環境和自然條件，經濟較為發達。該區主要以制造業為支柱產業，其中陶瓷業、金屬加工業以及紡織服裝業最為發達。但經濟快速發展的同時，也帶來了嚴重的能源浪費和環境污染問題。2010年該區除二氧化氮排放量與上年基本持平外，二氧化硫與可吸入顆粒物均有明顯上升：二氧化硫上升11.6%，可吸入顆粒物上升12.3%。由于受大氣中主要污染物二氧化硫和二氧化氮濃度等因素影響，該城區降水酸度和酸雨頻率持續走高，降水酸度pH值范圍在3.75-6.58之間，降水酸度pH年均值為4.43（pH值＜5.6為酸雨），酸雨頻率為88.4%（2009年酸雨頻率為64.6%），增幅明顯；酸雨量占總降雨量的86.6%，與上年相比（74.6%）有相當大的增幅。

經實地調研得知，該城區的能源消費結構不合理。2010年該城區煤炭和煤制品消費量合計63.09萬噸，油制品消費量50.23萬噸，與2009年相比煤炭、柴油、重油等傳統的高污染燃料用量不斷下降，但依然占據較高的比例。

（二） 天然氣與其他燃料燃燒產物排放量比較

天然氣與煤炭、重油、柴油等傳統能源相比，燃燒后所排放的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物以及粉塵等污染物明顯減少。通過上述計算公式，可得到天然氣與其他燃料燃燒后，產生各種污染物排放量的比值。

1.燃料的熱值及其C、N、S的含量

經調研得到該城區企業、工廠所用鍋爐以及加油站等普遍使用的幾種燃料的熱值以及其中C、N、S的含量，見表1。

2.排放量比較

（三）減排量計算

1.替代用天然氣用氣量預測

由該城區燃氣專項規劃，可知2015年該區各天然氣用戶的用氣量，結合各天然氣用戶的現狀用氣量，可得到2011年至2015年天然氣新增用氣量。分析預計：（1）居民用戶新增用氣量中90%用于替代液化石油氣；（2）公建及商業用戶和工業用戶新增用氣量中70%用于替代其他能源。預測替代用天然氣中40%用于替代柴油，30%替代液化石油氣，20%替代重油，10%替代煤炭；（3）CNG汽車新增用氣量中80%用于替代柴油、汽油。預測替代用天然氣中20%用于替代汽油，80%替代柴油。由此可得到2011年至2015年新增天然氣用氣量中用于替代各能源的用氣量，見表3。

2.主要污染物減排量計算

三、天然氣與其他能源經濟性分析

（一）天然氣與其他傳統能源經濟性分析

通過對該城區市場調研可知：該城區目前市場各類燃料價格為：

民用瓶裝液化石油氣：113元/瓶 (14.5公斤裝)

管道天然氣：3.5元/米3

柴油：5200元/噸（0#柴油）

汽油（93#）：4600元/噸

重油：4000元/噸（100#重油）

無煙煤炭：550～610元/噸（運費計內）

煙煤炭：500～550元/噸（運費計內）

由此分析比較出天然氣與其它燃料的單價比值，見表5。可以看出，在產生相同熱量時，煤炭的價格遠低于天然氣，但天然氣與汽油、柴油、液化石油氣等相比具有明顯的價格優勢，而與重油價格相差不大。但考慮到環保效益，天然氣相對重油來說就具有很強的競爭力。據相關國內外文獻，經濟發達國家的天然氣與重油等熱值價格比為0.84～1.21時，天然氣可替代重油。北京燕山石油化工有限公司曾對天然氣替代重油的經濟性作過分析，結果表明：當天然氣與重油的等熱值價格比為1.17時處于盈虧平衡；當等熱值價格比小于1.17時，天然氣替代重油具有經濟性；當等熱值價格比大于1.17時，天然氣替代重油不具有經濟性。目前該城區天然氣與重油的等熱值比價為1.08，因此，該城區天然氣相對于重油仍具有優勢。

（二）發展燃氣汽車的經濟性分析

該城區供給燃氣汽車用戶的天然氣價格為5.4元/m3，按等熱值計算，相當于每升汽油（93#）價格為4.6元，每升柴油（0#）價格為5.2元。而目前該城區每升汽油（93#）價格為7.68元左右，每升柴油（0#）價格為7.32元左右（售價為調研時價格）。可見天然氣價格具有絕對優勢。

本文公交車按300公里/臺.日（大巴400公里/臺.日、中巴200公里/臺.日），30升柴油/百公里，折合天然氣33標米3/臺.百公里計算；出租車按300公里/臺.日，8升汽油/百公里，折合天然氣9標米3/臺.百公里計算。則可估算知一臺公交車一年可節省45333元，一臺出租車一年可節省14060元。

目前，該城區正在運營的天然氣汽車有1479臺，其中LNG公交車283臺，CNG出租車1196臺。依據該城區“十二五”交通發展規劃，到“十二五”期末，萬人擁有公交車將達到15標臺。結合我國其他同等城市的交通發展規劃數據，將該城區2015年公交車的萬人擁有率規劃為15標臺；出租車的萬人擁有率規劃為20標臺。

同時，由該城區《新能源汽車示范推廣實施方案（2011-2012年）》中相關規定，可將該區2015年公交車的氣化率定為58.3%，出租車的氣化率定為77.7%。由此，可計算得，到2015年，該區擁有LNG公交車900臺，CNG出租車1600臺。則公交車一年就可節省4079.97萬元，出租車可節省2249.57萬元，共計6329.54萬元，經濟效益可觀。

由此可見，天然氣是優質能源，在氣源充足的地區可考慮重點發展天然氣產業，尤其是使用天然氣替代其他傳統能源；若以天然氣替代其他傳統能源，可大幅度減少CO2、NOX、SO2等污染物的排放，能有效的緩解環境污染問題；天然氣與柴油、汽油以及液化石油氣相比，具有明顯的價格優勢，若考慮到其環保效益，天然氣替代煤炭和重油也具有一定的經濟性；天然氣在減排工作中將發揮重要作用，加快天然氣替代傳統能源，是優化能源消費結構，完成減排目標的重要手段。對于氣源參數接近、城市發展規模相似的城市，可直接參考本文所得結論，計算天然氣替代其他能源的減排量。

參考文獻：

[1] 詹淑慧. 燃氣供應(第二版)[M].北京：中國建筑工業出版社.2011.

[2]《關于排污費征收核定有關工作的通知》(環發[2003]64號).國家環保總局.

（責任編輯：趙靜）