污染源清单编制方法清华大学贺克斌，张强2013/11/21空气污染源清单的编制和工具课程B1清洁空气管理培训@ 2013, 中国北京清华大学环境科学与工程系报告内容污染源清单的作用及历史发展1基于技术的污染源清单编制方法2源清单在空气质量模型中的应用3清华大学环境科学与工程系报告内容污染源清单的作用及历史发展1基于技术的污染源清单编制方法2源清单在空气质量模型中的应用3清华大学环境科学与工程系排放源信息健康和生态影响控制措施环境浓度空气质量模型气象场数据空气质量目标在利用空气质量模型模拟，进而制定空气质量目标的过程中，源排放信息既是出发点，也是归宿排放源清单在空气质量管理中的作用清华大学环境科学与工程系排放源清单的要素●污染源分类: 部门、行业、工艺、技术●时间序列：历史、现状、预测●空间分辨率: 行政区(国家、省、县）；网格●时间分辨率: 年、月、小时●物种: 温室气体、反应性气体、一次颗粒物、有毒有害物质●化学成份谱: VOC 、颗粒物清华大学环境科学与工程系1999NEI 1996NET~1993NPI 1990SO2、NOx 清单1985 NAPAP NAPAP –国家酸沉降评价项目NPI -国家颗粒物排放清单NET-国家排放趋势清单NEI -国家排放清单（包含排放趋势清单和有毒有害气体排放清单）强调更多引入州县级信息环境影响评价污染控制规划应用美国在发展排放清单过程中： 制定了源分类标准制定了源测试规范 开发了源排放模式 评估了清单的不准确性1968年发布第一版AP-421990年发布排放源分类码2000年规范NEI 输入格式1995年发布第五版AP-422005年NASTO 清单评估与不确定性分析报告1998年发布SMOKE 试用版美国国家排放清单(NEI)的发展历程NEI 的分辨率美国国家排放清单：NEI▪空间尺度：全美国•面源和流动源：分县排放•点源：分工艺排放▪污染物种类及其时间尺度：：•SO2、NOx、CO、NH3、VOC、PM10、PM2.5：1985~2002•188种有害大气污染物（HAPs）：1990、1993、1996、1999、2002排放源模式：SMOKE、CONCEPT、EMF▪分网格排放（根据空气质量模式确定网格大小）▪逐小时排放清华大学环境科学与工程系欧洲排放清单CORINAIR 和EMEP系列排放清单▪覆盖欧洲30个国家▪统一的排放源分类方法SNAP90•3层，11个主要部门•覆盖260多种人类活动▪8种污染物•SO2、NOx、NMVOC、NH3、CO、CH4、N2O、CO2▪完整、一致、透明的目标•完整：涵盖几乎所有欧洲国家和所有污染源种类•一致：所有国家按照同一指南和方法学编制排放清单•透明：清单中使用的排放因子和活动水平数据在网上公开清华大学环境科学与工程系清华大学环境科学与工程系我国排放清单编制的3个发展阶段第一阶段▪始于20世纪80年代中后期▪为总量控制服务▪分部门和地区的排放量统计▪少量应用于空气质量模型第二阶段▪始于20世纪90年代中后期▪应用于空气质量模型▪基于部门活动水平，时空分辨率较低的排放清单 第三阶段▪始于最近几年▪通过空气质量模型应用于污染过程研究和控制决策研究▪基于技术信息和设备信息的高分辨率排放清单清华大学环境科学与工程系第一阶段：分部门和地区的排放量统计 代表：我国主要大气污染物排放统计▪公布方式：《中国环境状况公报》▪组织者：国家环保局▪时间范围：自1989开始，逐年▪涵盖污染物：SO 2、烟尘和工业粉尘主要方法▪对国有大中型企业逐一调查排放量▪对乡镇企业采取抽样调查并推算得到排放量▪对民用部门根据燃煤量进行排放量估算主要作用▪为总量控制的决策提供依据清华大学环境科学与工程系第一阶段排放清单的主要问题统计部门边界的变化造成排放量年际变化不可比 涵盖污染物种类太少，不能满足科学分析需求 缺失民用生物质燃烧等重要排放部门统计过程缺乏足够的QA/QC020040060080010001200140016001800198919921995199820012004年份排放量/万吨烟尘粉尘050010001500200025003000198919921995199820012004年份排放量/万吨SO2烟尘和粉尘排放量统计SO 2排放量统计清华大学环境科学与工程系第二阶段：基于部门活动水平的排放清单 代表：TRACE-P 排放清单(Streets, 2003)▪基准年：2000年▪涉及的污染物：SO2, NOx, CO 2, CO, CH 4, NMVOC, BC, OC 基本方法▪排放因子法▪源分类：3级▪活动水平：•分省、分部门的不同燃料消费量•主要的相关工、农业原料消费量和产量▪排放因子：基于AP-42等发达国家排放因子，根据经验进行调整得到的排放因子清华大学环境科学与工程系第二阶段排放清单的主要进步排放清单中的部门更完整得到初步满足空气质量模型需求的排放清单▪覆盖了更多污染物▪时间分辨率提高至月▪空间分辨率提高至网格(36km ×36km) 进行了不确定性分析清华大学环境科学与工程系第二阶段排放清单的主要问题(1)方法与数据来源不够规范，造成清单间可比性不强遗漏了多种重要排放源▪水泥立窑、土焦焦炉、土法炼锌等缺乏重要的基本信息▪本土化的排放因子▪准确且足够详细的活动水平▪污染控制技术的效率及分布较少涉及关键的污染物▪PM 、VOCs 、重金属清华大学环境科学与工程系第二阶段排放清单的主要问题(2)不确定性较大不能反映经济发展、技术进步等对排放水平的影响0%100%200%300%400%500%600%700%800%900%China Japan Other East Asia Southeast Asia India Other South Asia Ships All Asia )SO2NOxCO2COCH4VOC BC OC NH3TRACE-P 中国气态污染物排放量的不确定性:SO 2 ±13%NO x ±23%CO 2±16%CO ±156% CH 4±71%NMVOC ±59%NH 3±53%Hg ±44%[95% 置信区间]BC & OC Source: Streets et al, 2003清华大学环境科学与工程系Trends and Challenges(1): UrbanizationBeijing urban built-up areas extension, 1984-2002Urban area in 1982, 1999 and 2002 in China清华大学环境科学与工程系第三阶段：基于技术信息和设备信息的排放清单 主要进步▪污染源分类：由第3级深入至第4级▪涉及的污染物：除第二阶段清单中的污染物外，还涵盖了PM 、VOCs 、Hg 等▪活动水平：反映第4级源分类的包含技术信息的活动水平数据库和模型工具▪排放因子：•更多基于我国实测的排放数据•反映排放因子随控制水平逐年变化的函数关系库▪不确定性降低清华大学环境科学与工程系报告内容污染源清单的作用及历史发展1基于技术的污染源清单编制方法2源清单在空气质量模型中的应用3基于技术的PM 2.5排放模型行业——产品——技术——控制基于技术分布的排放清单方法清华大学环境科学与工程系基于技术的污染源分类：3级->4级行业产品工艺工业工艺源钢铁烧结炼铁炼钢平炉转炉电炉铸造有色金属铝一次铝二次铝氧化铝其他建材水泥新型干法立窑其他旋窑砖瓦石灰玻璃浮法平板垂直引上其他玻璃石化化工炼焦机焦土焦化肥碳素炼油部门燃料设备固定燃烧源电力煤炭煤粉炉层燃炉柴油燃料油气体燃料工业煤炭流化床炉层燃炉柴油煤油燃料油气体燃料民用煤炭层燃炉茶浴炉小煤炉煤油生物质气体燃料燃料/用途车型/种类流动源道路汽油LDGV LDGT1LDGT2HDGV 摩托车柴油LDDT HDDV 非道路交通铁路水运农业拖拉机农用车农用机械建筑建筑机械共52种排放源清华大学环境科学与工程系活动水平数据及模型工具库的建立工业工艺源固定燃烧源流动源人为污染源钢铁有色金属建材石化化工电力工业民用道路非道路玻璃砖瓦水泥石灰煤炭煤油气体生物质汽油柴油第1级第2级第3级其他旋窑新型干法立窑茶浴炉层燃炉小煤炉LDGT1LDGV LDGT2HDGV 摩托车LDDT HDDV 第4级 数据库：行业统计、调研数据统计年鉴数据清华大学环境科学与工程系排放因子优化－电站锅炉NOx将实际测试与文献调研数据结合，获得130余个NOx 排放测试结果。

采用正交实验的思路考察机组容量、投产时段、煤种、燃烧器类型以及燃烧器布置方式等因素对排放的影响，具体信息如下表所示：◆以往研究：在电站锅炉设备信息不详尽的情况下，对电站锅炉采用均一排放因子，无法反映燃料、燃烧方式与控制技术对排放的影响。

◆机组容量煤种锅炉布置方式燃烧器标准时段100MW 以下: 13无烟煤: 7直流切圆: 79LNB: 99I 时段: 109100-200MW: 39贫煤: 33墙式对冲: 39非LNB:37II 时段: 27200-300MW: 43烟煤: 87W-型火焰: 18300MW 以上: 42褐煤: 39排放因子库扩充与调整清华大学环境科学与工程系电站NOx 排放因子扩展和调整按煤种(MW): 1无烟煤 2贫煤 3烟煤 4褐煤02004006008001000120014001600180001234按安装LNB与否: 1安装 2未安装020040060080010001200140016001800012按燃烧器布置: 1直流切圆 2墙式对冲 3 W型火焰0200400600800100012001400160018000123 电站NOx 排放因子推荐值(kg/t)>=100M W LNB 非LNB <100MW 非LNB 烟煤/褐煤(80%)无烟煤/贫煤(20%)烟煤/褐煤(80%)无烟煤/贫煤(20%)烟煤/褐煤(80%)无烟煤/贫煤(20%)直流切圆 3.90 6.46 5.95 6.54直流切圆7.147.84墙式对冲 5.178.26 5.698.97墙式对冲 6.8210.76W 型火焰 3.899.167.2010.65W 型火焰8.6412.78燃煤电站锅炉排放因子依据机组容量、煤种、燃烧器类型、燃烧布置方式等因素在3.9-12.8 kg/t 不等。

清华大学环境科学与工程系排放源模型开发者简要描述流动源MOBILE USEPA 实际条件下机动车气态污染物排放因子计算EMFAC CARB 与MOBILE 类似，包括更多低排放车辆IVE UCR 采用“代用参数”对非FTP 工况下的机动车排放模拟CMEM UCR 依据物理化学原理，考虑所有参数对排放的影响COMPE RT EU 类似于MOBILE ，但基于欧洲汽车分类方式目前常用的机动车排放模型清华大学环境科学与工程系调研模型使用交通信息道路交通流拍摄停车场调查卡车调查客车调查行驶特征调查启动信息调查车型分布行驶特征启动信息IVE 模型排放清单机动车保有量参数修正：油品质量气温……基于IVE 模型的机动车排放清单建立方法清华大学环境科学与工程系基于工况的机动车排放因子计算01020020400120204000.510204000.0050.010.01502040020040002040c. CO a. VOC b. NO d. PM e. CO Kunming Dongguan Jingzhou Urumqi Jinan Shenyang Jiutai Tianjin Changchun Xi'an Dalian Guangzhou Chongqing Ningbo Foshan Zhuhai Jilin Chengdu Shenzhen Zitong Mianyang Shanghai Dongguan Dalian Changchun Shenyang Chongqing Jinan Foshan Ningbo Chengdu Guangzhou Shanghai Jilin Jingzhou Zhuhai Urumqi Xi'an Shenzhen Kunming Tianjin Jiutai Mianyang Zitong Urumqi Changchun Shenyang Kunming Chongqing Jiutai Dalian Jilin Dongguan Xi'an Tianjin Guangzhou Jingzhou Shenzhen Jinan Ningbo Foshan Shanghai Chengdu Zhuhai Zitong Mianyang Dongguan Jingzhou Kunming Jinan Chongqing Shenyang Guangzhou Ningbo Dalian Shanghai Foshan Xi'an Zhuhai Changchun Urumqi Jiutai Chengdu Shenzhen Tianjin Zitong Mianyang Jilin DongguanShanghaiJingzhouKunmingGuangzhouJinanChongqingDalianNingboShenyangFoshanXi'anZhuhaiChangchunChengduUrumqiJiutaiShenzhenTianjinZitongMianyangJilinTop axis: Average speed (km/h)Bottom axis: Emission factors (g/km)Emission factors in PRD cities Emission factors in other citiesAverage speed清华大学环境科学与工程系报告内容污染源清单的作用及历史发展1基于技术的污染源清单编制方法2源清单在空气质量模型中的应用3清华大学环境科学与工程系0123456123456789101112PM:by sectors Source profileNO 3-SO 42-……OCBC复杂排放源分省排放清单化学组分分解空间分配时间分配区域排放清单从源清单到模型输入的处理流程基于分省总量和人口密度分配的电厂清单(面源)基于企业信息的电厂清单( 点源)Mg/Grid/Yr 高时空分辨率排放清单方法清华大学环境科学与工程系NOx 排放GIS 信息0.1度网格NOx 排放基于高精度GIS 数据将排放分配到网格高分辨率排放清单VOC化学组分分配清华大学环境科学与工程系中国多尺度排放清单模型(MEIC)数据库●年份: 1990-2010●空间范围: 中国大陆地区●污染源分类: 约800种人为排放源, 最终合并为四个部门(电力、工业、民用、交通)●物种: SO, NO x, CO, NMVOC, NH3, BC, OC, PM2.5, PM10,CO22●空间精度: 可根据模式空间分辨率定制●数据库访问地址：●提供区域尺度排放数据●本地排放清单缺乏时作为默认数据CAAC城市大气污染源清单工具(正在开发中）●编制城市多污染物综合排放清单●与现有统计数据体系对接（环统、污普）●高时空分辨率●动态评估各类政策情景的减排效果●生成空气质量模型所需的网格化排放数据。