近年來，我國不斷增加和修訂各行業(yè)氮氧化物排放限值，新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》也收緊了二氧化氮的濃度限值。

氮氧化物具有多重的環(huán)境效應(yīng)。我國的氮氧化物排放近年來增長迅猛，導致區(qū)域臭氧和PM2.5污染加重，大范圍的灰霾現(xiàn)象時有發(fā)生。我國酸雨正在由硫酸型酸雨向硫酸/硝酸復合型過渡，氮氧化物排放增加引起的氮沉降成為我國水體富營養(yǎng)化的重要原因之一，氮氧化物中的二氧化氮更對人體健康也有著直接的危害，這些都對人民群眾的身體健康和生態(tài)環(huán)境造成了嚴重影響。

2005年，權(quán)威科學雜志《自然》上刊登了一篇關(guān)于二氧化氮的論文。文中的全球衛(wèi)星遙感圖顯示，包含京津冀、山東半島、山西中北部、陜西關(guān)中及長三角的廣大華北及華東地區(qū)二氧化氮污染已呈連片分布，并成為我國對流層二氧化氮污染最嚴重的區(qū)域。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，人口不斷增長和能源消費量的增加，氮氧化物排放量已由1980年的486萬噸增至2000年的1177萬噸。而據(jù)最新統(tǒng)計的結(jié)果，我國2011年氮氧化物排放量已達2273.6萬噸，呈加速上升態(tài)勢。

根據(jù)環(huán)境保護部、國家統(tǒng)計局和農(nóng)業(yè)部聯(lián)合發(fā)布的《第一次全國污染源普查公報》，我國氮氧化物主要來源于電力行業(yè)、機動車尾氣和非金屬礦物制品業(yè)，合計排放氮氧化物占到總量的83％。為了進一步扼制氮氧化物不斷增長的趨勢，我國《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展“十二五”規(guī)劃綱要》已明確在“十二五”期間將氮氧化物排放量減少10％作為主要目標之一。為實現(xiàn)這一目標，《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》更進一步明確要求，推動燃煤電廠、水泥等行業(yè)脫硝，形成氮氧化物削減能力358萬噸。

我國自2000年以來，不斷增加和修訂各行業(yè)氮氧化物排放限值�！痘痣姀S大氣污染物排放標準》(2003)、《水泥廠大氣污染物排放標準》(2004)、《鍋爐大氣污染物排放標準》(2001)和《輕型汽車污染物排放標準》(2005)經(jīng)過修訂均增加或者加嚴了針對氮氧化物的濃度限值。各地新建的一些針對氮氧化物減排的示范頂目也產(chǎn)生了較好的示范效果。許多新建電廠在建設(shè)中已開始為選擇性催化還原技術(shù)(SCR)脫硝預留使用用地。為進一步有效扼制氮氧化物排放，盡管因經(jīng)濟成本問題面臨來自行業(yè)方面的較大阻力，環(huán)境保護部近年來啟動了新一輪針對氮氧化物排放標準的制修訂工作。2011年新頒布的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223－2011)要求新建機組從2012年1月1日開始、現(xiàn)有機組從2014年7月1日開始執(zhí)行100毫克/立方米的氮氧化物污染物排放限值。標準從征求意見到正式公布，多次引發(fā)電力行業(yè)的熱議，被稱為“世界最嚴”的排放標準。正在研究制訂的水泥行業(yè)氮氧化物排放標準，也將大幅度加嚴氮氧化物排放限值。

2012年2月29日，國務(wù)院常務(wù)會議同意發(fā)布新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》。新標準不僅增設(shè)了飽受關(guān)注PM2.5濃度限值，還增設(shè)臭氧8小時平均濃度限值，收緊了二氧化氮的濃度限值，這也對我國氮氧化物控制提出了新的挑戰(zhàn)。實際上，“十一五”以來，盡管二氧化硫完成了減排任務(wù)，但是全國113個環(huán)保重點城市空氣中的二氧化氮濃度一直沒有下降。2010年，環(huán)境保護重點城市總體平均二氧化氮濃度與上年相比反而略有上升，這種增長態(tài)勢一直持續(xù)到2011年上半年。環(huán)境保護部發(fā)布的《2011年上半年環(huán)境保護重點城市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況》顯示，與2010年上半年相比，2011年上半年全國113個環(huán)境保護重點城市空氣中二氧化氮平均濃度上升5.7％，而短期內(nèi)這種上升的趨勢很難扭轉(zhuǎn)。如果按2006年版《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》來衡量，2010年所有環(huán)境保護重點城市均能夠達到0.04毫克/立方米的標準限值。但如果按新發(fā)布的空氣質(zhì)量標準，將有35個城市也就是31％的城市沒法達到標準限值。

我國氮氧化物減排形勢依然嚴峻。2011年前三季度，氮氧化物排放量未有下降反而上升7.2％，這為今后4年完成“十二五”期間將氮氧化物排放量減少10％目標帶來巨大挑戰(zhàn)。

國外控制經(jīng)驗及教訓

國外在氮氧化物控制方面的經(jīng)驗主要集中在固定源和移動源兩方面。

歐美在重型柴油車氮氧化物減排上也有過曲折。發(fā)動機或整車生產(chǎn)商為了銷售的產(chǎn)品更節(jié)油、更有市場競爭力，不惜采取不合理的排放控制策略，而無視氮氧化物排放的大幅增加。不能為了節(jié)油而完全犧牲氮氧化物減排，這樣的教訓，應(yīng)該汲取。

國外在氮氧化物控制方面的經(jīng)驗主要集中在固定源和移動源兩方面。

一、在固定源方面。美國、歐盟、日本等發(fā)達國家和地區(qū)將各類燃燒鍋爐氮氧化物減排作為重點之一。

美國酸雨計劃在《清潔空氣法》修正案(CAAA)的指引下，分兩階段減排鍋爐氮氧化物。第一階段(1996年~1999年)重點在第一類鍋爐(燃煤墻式鍋爐和切向燃燒鍋爐)安裝低氮燃燒器(LNB)，削減氮氧化物排放；第二階段(2000年以后)進一步嚴格排放標準，安裝更先進的LNB，采取與LNB成本相當?shù)牡趸锟刂萍夹g(shù)，實現(xiàn)第一類鍋爐進一步減排和第二類鍋爐(濕底鍋爐、旋風爐、蜂窩式燃燒器鍋爐和垂直燃燒鍋爐)氮氧化物減排。

歐盟從1988年開始，不斷出臺合理而嚴格的氮氧化物排放標準和減排目標，并寫入各成員國的國家法律中，有力促進了氮氧化物的減排。

日本從1973年~1983年的10年間，先后5次加嚴了各類鍋爐氮氧化物相關(guān)標準，同時在環(huán)境污染嚴重地區(qū)設(shè)立氮氧化物總量控制。

除各類鍋爐外，發(fā)達國家也將水泥、鋼鐵作為氮氧化物減排的重點行業(yè)。美國于2007年、歐盟于2009年分別頒布了新型水泥窯氮氧化物排放的可轉(zhuǎn)換控制技術(shù)更新文件及BAT文件草案，總結(jié)了各自水泥氮氧化物控制的主要經(jīng)驗、技術(shù)方法及成本效益。

針對鋼鐵生產(chǎn)工藝的氮氧化物控制，美國控制技術(shù)文件及歐盟BAT參考文件均提出了技術(shù)方案，如針對燒結(jié)工藝的優(yōu)化燒結(jié)工藝(EOS)、SCR、焦粉脫氮和活性碳吸附等技術(shù)，針對焦爐的廢氣再循環(huán)、空氣階段燃燒技術(shù)、降低焦化溫度、減小碳化室與燃燒室之間的溫度梯度等技術(shù)。

這些技術(shù)的推廣應(yīng)用，極大地促進了水泥、鋼鐵氮氧化物減排，助力了氮氧化物減排目標的實現(xiàn)。

二、在移動源方面。美國是世界上最早推行機動車排放法規(guī)的國家，機動車排放控制指標種類最多、排放法規(guī)最嚴格。從1970年左右開始，美國多次修訂《清潔空氣法》，逐步強化對機動車、非道路機械、輪船和火車等移動污染源的尾氣排放及燃油蒸發(fā)等多種污染物的綜合控制。其中氮氧化物排放控制是非常重要的內(nèi)容，也是主要的推動力之一。美國轎車的氮氧化物排放標準限值，從1973年以前的2.5克/千米，降至2009年的0.043克/千米，35年間降低了98％；重型柴油車氮氧化物的控制力度同樣驚人，1988年的重型柴油機氮氧化物排放限值是14.3克/千瓦時，到2010年降至0.27克/千瓦時，22年內(nèi)同樣大幅降低98％。同時，為保證2010年以后重型柴油車氮氧化物排放標準的執(zhí)行效果，美國環(huán)保局還要求利用便攜式排放測試系統(tǒng)(PEMS)對在用重型柴油車開展實際道路上的排放測試，并規(guī)定必須達到設(shè)定的限值。歐洲開展機動車排放控制雖然比美國晚，但進步卻更快。在1992年~2008年的16年間，歐盟基本以平均每4年加嚴一次機動車排放標準的速度，從歐Ⅰ排放標準發(fā)展到了歐Ⅴ排放標準階段，車用油品質(zhì)量也隨之大幅改善。從歐Ⅰ排放標準發(fā)展到歐Ⅴ排放標準，輕型汽油車和重型柴油機的氮氧化物排放限值都降低了80％左右。預計2013年開始執(zhí)行歐Ⅵ排放標準后，歐洲的機動車排放控制水平和美國基本一致。

除機動車外，非道路移動源也是氮氧化物排放的重要來源。非道路移動源包括工程機械、農(nóng)業(yè)和園林機械、內(nèi)陸和遠洋船舶、火車機車、飛行器等，早期在美國和歐洲都未引起足夠重視。直到1990年，美國環(huán)保局才開始著手研究和限制非道路移動源的尾氣排放，1998年對功率在37千瓦以下的非道路柴油機頒布了第一階段排放標準(Tier1)，2000年~2008年期間對所有非道路柴油機分階段實施更嚴格的第二階段(Tier2)和第三階段(Tier3)排放標準，氮氧化物排放比未采用標準前降低60％左右。1998年第一個歐洲非道路移動源排放法規(guī)以立法形式通過，在1999年~2004年分兩階段實施。2000年底，歐洲委員會又提出修正案，將功率小于19千瓦的非道路汽油發(fā)動機納入監(jiān)管，使歐洲與美國的小型發(fā)動機排放標準更加一致。

但歐美在重型柴油車氮氧化物減排上也有過曲折。由于發(fā)動機的氮氧化物排放和油耗存在此消彼長的關(guān)系，為了減少氮氧化物的生成，需要犧牲一小部分油耗。因此，發(fā)動機或整車生產(chǎn)商為了銷售的產(chǎn)品更節(jié)油、更有市場競爭力，不惜采取不合理的排放控制策略，而無視氮氧化物排放的大幅增加。20世紀90年代，這種違法行為在美國市場曾經(jīng)很普遍，美國環(huán)保局發(fā)現(xiàn)問題后對重型發(fā)動機和整車廠商做出了嚴厲的處罰，并加嚴了相關(guān)法規(guī)，要求采用車載測量方法開展重型柴油車在用符合性監(jiān)管，以避免此類問題再次發(fā)生。由于此問題的普遍性，歐洲也在不久后對重型柴油車排放達標監(jiān)管增加了類似要求。不能為了節(jié)油而完全犧牲氮氧化物減排，這樣的教訓，應(yīng)該汲取。

重點減排領(lǐng)域及技術(shù)

火電、工業(yè)鍋爐、水泥、鋼鐵是我國工業(yè)氮氧化物排放大戶，也是控制的重點。目前，工業(yè)氮氧化物減排技術(shù)分為低氮氧化物燃燒技術(shù)和煙氣脫硝技術(shù)兩大類。

機動車是僅次于火電行業(yè)的我國第二大氮氧化物排放源。機動車污染控制技術(shù)主要分為機內(nèi)凈化技術(shù)和排放后處理技術(shù)兩大類。

火電、工業(yè)鍋爐、水泥、鋼鐵是我國工業(yè)氮氧化物排放大戶，也是控制的重點。目前，上述行業(yè)氮氧化物減排技術(shù)分為低氮氧化物燃燒技術(shù)和煙氣脫硝技術(shù)兩大類。低氮氧化物燃燒技術(shù)在火電、工業(yè)鍋爐、水泥窯、鋼鐵等行業(yè)普遍應(yīng)用，對氮氧化物減排發(fā)揮了重要作用，降低了20％～50％的氮氧化物。為了達到日益嚴格的排放標準，煙氣脫硝技術(shù)應(yīng)用而生。一是SCR。脫硝效率可達到70％～90％，目前已在發(fā)達國家廣泛應(yīng)用，如德國火電煙氣脫硝裝置中SCR約占95％，我國火電SCR約占脫硝裝置的88.5％。二是選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)。由于投資、運行費用較低，在工業(yè)鍋爐、水泥行業(yè)氮氧化物減排將發(fā)揮重要作用。三是SCR/SNCR聯(lián)合煙氣脫硝技術(shù)。結(jié)合了SCR和SNCR兩者優(yōu)勢，脫硝效率適中。此外，針對水泥、鋼鐵等行業(yè)特點，開發(fā)了活性炭吸附脫硫脫硝、焦粉脫硝等技術(shù)，但尚需降低投資和運行費用，提高運行穩(wěn)定性，因而在短期內(nèi)難以發(fā)揮減排作用。

盡管目前煙氣脫硝技術(shù)已較成熟，但在實際應(yīng)用中SCR、SNCR仍存在4個方面的問題。一是SCR、SNCR需消耗大量的氨，若80％的電廠采用此技術(shù)，則每年需消耗約500萬噸的氨，占全國氨總產(chǎn)量的10％，這造成環(huán)保與農(nóng)業(yè)“爭糧”問題，使環(huán)保與農(nóng)業(yè)兩個基本國策難以協(xié)調(diào)發(fā)展。二是泄漏的氨不僅與二氧化硫在水蒸氣作用下會生成粘附性、腐蝕性、吸附性強的硫酸氫銨，易造成空預器換熱元件堵塞和催化劑失活，造成運行成本提高，同時還會在環(huán)境中還會形成二次細粒子。三是煙氣中水溶性堿金屬和氣態(tài)砷化物進入催化劑內(nèi)部并堆積，在催化劑活性位置與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，引起催化劑中毒失活。四是廢催化劑難以安全處置。據(jù)預測，我國將產(chǎn)生5萬噸/年的SCR廢催化劑，其重金屬污染、堆積占地、安全處置等問題嚴重。

機動車是僅次于火電行業(yè)的我國第二大氮氧化物排放源。近年來隨著機動車排放標準的逐步加嚴，機動車污染控制技術(shù)也不斷進步，主要分為機內(nèi)凈化技術(shù)和排放后處理技術(shù)兩大類。對于汽油車，排放控制技術(shù)發(fā)展有兩大里程碑:一是燃油閉環(huán)電子噴射(EFI)加尾氣三元催化凈化技術(shù)(TWC)；二是車載診斷系統(tǒng)(OBD)的廣泛應(yīng)用。為了達到日益嚴格的排放標準，汽油車可以通過更加精準地控制發(fā)動機燃燒(EFI＋OBD)和不斷提高TWC的凈化效率來實現(xiàn)目標。對于柴油車，排放控制技術(shù)發(fā)展有三大步:一是燃油電子噴射加高壓共規(guī)技術(shù)；二是SCR；三是顆粒物捕集器(DPF)的廣泛應(yīng)用。此外，降低柴油車的氮氧化物排放，還有一種技術(shù)路線是采用尾氣再循環(huán)系統(tǒng)(EGR)。但EGR在降低柴油機氮氧化物排放的同時，也會增加油耗和顆粒物排放，因此需要綜合考慮。更先進的技術(shù)如混合動力汽車、純電動車和燃料電池車等，則部分或徹底地改變了車輛的動力系統(tǒng)，屬于新能源汽車。機動車排放控制技術(shù)的快速發(fā)展，推動了機動車氮氧化物排放的大幅下降。

氮氧化物控制的對策建議

在固定源方面，加快淘汰落后產(chǎn)能，強化排放標準，加強在線監(jiān)測，積極開展低氮燃燒及脫硝技術(shù)自主研發(fā)。

在移動源方面，重點加強重型柴油車排放控制，盡快加嚴油品質(zhì)量標準，加快老舊高排放車淘汰，加嚴非道路移動源控制。

重點行業(yè)固定源氮氧化物控制方面。首先應(yīng)加快淘汰落后產(chǎn)能，推進氮氧化物減排。我國尚有較大規(guī)模的工業(yè)鍋爐、水泥、鋼鐵落后產(chǎn)能，對氮氧化物排放總量貢獻較大。二是強化排放標準，嚴格控制排放。目前，我國除新發(fā)布實施了嚴格的火電氮氧化物排放標準外，水泥工業(yè)氮氧化物排放標準還存在過于寬松的問題。而工業(yè)鍋爐、鋼鐵燒結(jié)、煉焦等尚未頒布氮氧化物排放標準，這嚴重制約了這些行業(yè)氮氧化物減排工作。三是加強在線監(jiān)測。水泥、鋼鐵燒結(jié)、煉焦氮氧化物排放受過程控制，排放濃度波動明顯，應(yīng)加強在線監(jiān)測，強化氮氧化物排放監(jiān)督。四是積極開展低氮燃燒及脫硝技術(shù)自主研發(fā)。應(yīng)根據(jù)我國國情，結(jié)合工業(yè)鍋爐、水泥、鋼鐵燒結(jié)、煉焦等行業(yè)特點，開展低氮燃燒、硫硝一體化脫除技術(shù)研發(fā)，加強自主知識產(chǎn)權(quán)脫硝技術(shù)示范，低成本推進氮氧化物減排。

移動源氮氧化物控制方面。第一，重點加強重型柴油車排放控制。重型柴油車單車氮氧化物排放是輕型車的10倍~100倍，占機動車總排放的60％以上。“十二五”期間應(yīng)盡快制訂車載排放測試法規(guī)，加強重型柴油車在用符合性的監(jiān)管力度；同時，在重型柴油車排放年檢中加入氮氧化物檢測，以有效評估在用車的氮氧化物減排效果；對于城市公交車和市政車輛，可大力推廣環(huán)境友好的新能源汽車，比如混合動力技術(shù)、電動車和天然氣車等。第二，盡快加嚴油品質(zhì)量標準。車用燃料品質(zhì)保證是實施更嚴格排放標準的基礎(chǔ)。區(qū)別于歐美日油品標準與排放標準同步實施，我國卻出現(xiàn)車用油品標準嚴重滯后于排放標準的局面。目前，除北京、上海等重點城市和地區(qū)順利實施了地方車用油品標準，提前供應(yīng)符合國Ⅳ排放標準要求的車用油品外，國內(nèi)其他地區(qū)連滿足國Ⅲ排放標準要求的車用柴油也遲遲未能供應(yīng)。第三，加快老舊高排放車淘汰。通過環(huán)保標志制度，可以將采用較先進排放控制技術(shù)的車輛(綠標車)和采用較落后排放控制技術(shù)的車輛(黃標車)區(qū)分，通過限行、經(jīng)濟激勵等多種手段加速淘汰高車齡、高里程、高排放的黃標車，對于機動車氮氧化物減排將有重要貢獻。第四，加嚴非道路移動源控制。我國尚未將非道路移動污染源納入氮氧化物統(tǒng)計。而目前我國非道路柴油機的氮氧化物排放控制水平還比較落后，船舶、機車和飛行器排放基本沒有控制。但非道路移動源的氮氧化物排放增長很快，我國在“十二五”期間應(yīng)盡快開展相關(guān)研究，力爭在“十三五”將其納入氮氧化物總量減排方案。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”