重点行业挥发性有机物减排和监管体系项目实施方案final解析.docx
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重点行业挥发性有机物减排和监管体系项目实施方案final解析
环保公益性行业科研专项
项目实施方案
项目名称：
重点行业挥发性有机物（VOCs）减排和监管体系研究
项目组织单位：
环境保护部
项目主持单位：
北京大学
项目协作单位：
中国科学院生态环境研究中心，华南理工大学，中国环境科学研究院、解放军防化研究院第一研究所
项目负责人：
邵敏
联系人：
陆思华
电话：
010－62757973
二○一三年六月
项目实施方案
一、立项依据（项目研究意义、与国家科技规划纲要、环保行业科技计划等的关系、以及为环境管理工作提供的技术支撑）
在我国颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》的重点领域及其优先主题中，明确提出了实施区域环境治理，开展区域大气环境治污染的综合治理，大幅度提高改善环境的科技支撑能力的发展思路，并且将突破城市群大气污染控制等关键技术明确列为优先主题。
2010国务院发布的《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》，明确提出我国大气污染防控的重点包括了颗粒物和挥发性有机物（VOCs）。
1、以PM2.5为代表的大气复合污染是影响我国未来发展的重大环境问题
当前我国大气环境质量现状令人担忧。
我国持续高速的经济增长在取得显著社会经济发展成果的同时，付出了空气质量严重衰退的巨大代价。
虽然我国在一系列重大活动中的空气质量保障都取得了成功，但是，以PM2.5为代表的大气复合污染尚未得到有效控制,并呈现不断恶化的趋势，“十一五”期间，我国实现了二氧化硫（SO2）排放总量减少10%的约束性指标，城市大气SO2和可吸入颗粒物（PM10）浓度明显下降，二氧化氮（NO2）浓度呈现缓慢下降趋势，然而我国大气中SO2、NO2和PM10浓度仍然处于高位，2011年WHO对全球1081个城市报道的PM10浓度排名结果显示，中国有18个城市排在1000名以后，其中北京排第1035位。
更加值得注意的是，大气中以PM2.5和O3为特征的二次污染物浓度水平快速上升。
监测到的大气臭氧（O3）污染水平已超过曾发生光化学烟雾污染事件的美国南加州地区目前的浓度，而且大气O3负荷仍在以全球几乎最快的速度在上升。
与此同时，大气细颗粒物（PM2.5）污染也十分严重，从卫星遥测的结果来看，我国东部沿海地区是全球PM2.5的高浓度区域。
我国约80%的城市空气质量不能满足世界卫生组织（WHO）第一阶段目标值的要求，年平均浓度超过发达国家3到5倍。
从我国当前空气污染现状和发展趋势看，主要城市群特别是京津冀、长三角和珠三角地区等地区酸雨、灰霾和光化学烟雾等区域性大气污染问题日益突出，实际上，回顾大气能见度变化的历史演变可以看到，1957－2005年间我国东部年平均能见度下降了10km左右，下降速度为0.24km/yr，西部能见度下降的幅度和速度约为东部的一半，显示出我国以能见度下降为表征的区域霾问题的恶化趋势。
大量资料显示，我国区域性大气污染问题发生频率之高、影响范围之大、污染程度之重在世界范围内都是少见的，严重威胁群众健康，影响环境安全，成为我国未来发展的主要瓶颈。
近年来多次发生的大气重污染事件显示，我国存在着大气环境质量灾变的现实威胁。
在国家和地方政府高度重视大气污染防控的背景下，城市群区域及大范围的区域尺度内频繁发生空气污染指数（API）超过300的重污染，一些城市甚至发生PM2.5浓度水平超过800μg/m3的极端污染现象，重污染在一些区域持续4－8天，成为全社会关注的焦点问题。
重污染的发生既有冬季极端不利天气条件下的大气污染快速恶化，也有夏季O3和PM2.5同时超标伴随的以二次转化为主的大气污染累积过程。
大气污染造成的健康损失已引起公众和政府决策的高度重视，提升空气质量、保护人群健康已成为改善民生的重要议题。
导致我国大气污染态势严峻的根本原因，是大气污染本质特征的变化。
由于社会经济和城市化的快速发展，主要城市群正经历由过去比较单一的大气污染向大气复合污染快速转变。
在大气颗粒物包括PM2.5的一次排放持续强劲的前提下，大气O3浓度的持续攀升，其结果大气二次细颗粒物生成的速度加快，而且这些二次污染物在气象条件的作用下，在城市之间相互输送，使我国大气污染特别是重污染的发生表现出明显的区域性特征。
如此规模和复杂的大气复合污染的防治，在世界上少有先例。
2、挥发性有机物（VOCs）是导致区域大气环境质量恶化的关键前体物
挥发性有机物（VOCs）是大气中气态的有机物，其组分十分复杂，包括成千上万种不同的物质。
大气中挥发性有机物（VOCs）相当于大气氧化过程的燃料，是大气氧化性增强的关键因素。
1940年美国洛杉矶发生人类历史上首次光化学烟雾事件，确定了该地区汽车尾气排放的VOCs和NOx是重要的臭氧前体物，从此各国开展了大量针对挥发性有机物的研究。
关注VOCs在臭氧生成的作用是很多大气挥发性有机物研究的主要出发点。
在世界许多城市和地区，大气臭氧的生成都是受VOCs控制的化学过程。
1987年，美国南加州、英国、德国等地开展了长期的研究工作。
我国城市群地区也开展了大量的研究，基本的结论是在北京、广州等城市VOCs是光化学烟雾生成的主控因子。
更为重要的是，VOCs转化及其对二次气溶胶生成的贡献是认识大气PM2.5浓度、化学组成和变化规律的核心科学问题。
VOCs转化生成的二次有机气溶胶（SOA）在细颗粒有机物质量浓度中占大约20%~50%。
虽然对于二次有机气溶胶的前体物还没有确切的结论，但普遍认为高碳的VOCs对气溶胶的生成作用较大，甲苯等芳香烃类化合物是生成二次气溶胶的主要物种。
值得注意的是，大气中重污染的发生往往伴随着空气中PM2.5中有机组分的大幅度增加。
而且，大气中很多VOCs物种对人体健康有直接危害。
大量大气VOCs生物毒理和人群暴露方面的研究，建立了166种大气有毒有机物名单（其中50％以上是VOCs），对人体健康的危害一直是VOCs研究领域的一个热点。
因此，VOCs是我国城市群大气中PM2.5和O3形成的关键前体物。
为此，2010年国务院转发的《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》中，将VOCs列为继SO2,NO2和PM10之后拟重点防控的大气污染物。
3、挥发性有机物（VOCs）是国家大气质量改善的薄弱环节和难点
由于VOCs种类繁多，来源复杂，我国还没有国家层次对大气VOCs污染状况的研究，对大气VOCs的科学认识还远不能满足国家大气环境质量改善的管理和决策需求。
主要的不足体现在：
（1）缺乏国家的VOCs排放源清单。
国家VOCs排放量及其地区和行业的分布是科学研究和决策支持都亟需的基本信息。
但是，国家VOCs“家底不清”也是VOCs控制管理的主要障碍。
目前，虽然针对VOCs排放源开展了一些研究工作，但是这些工作相对零散，我国源清单建立所需的排放因子基本依赖国外的格局没有根本的改变，另一方面，VOCs来源量大面广，影响因素复杂，国家组织的污染源普查和环境统计不能适应VOCs源清单构建的要求；
（2）缺乏国家的VOCs源成分谱库。
与SO2，NOx等大气污染物不同，VOCs的种类与其在大气环境中的作用密不可分。
因此，需要构建反映不同来源的VOCs组成特征的成分谱库。
然而，目前我国在这一方面的工作基础薄弱，有关的研究尚刚刚起步，亟需建立源成分谱测试规范，和国家的源成分谱数据平台及其评估方法；
（3）缺乏基于环境目标的VOCs总量控制和评估技术方法。
作为大气臭氧和PM2.5的关键前体物，VOCs实施总量控制的目的是科学实现国家和地区的环境质量目标。
但是，VOCs排放与臭氧生成之间是非常复杂的非线性关系，而VOCs转化对PM2.5中二次有机颗粒物（SOA）贡献的准确量化也是一个世界性的难题。
国家亟需在上述领域进行集成创新，建立适宜我国的基于环境目标（PM2.5,O3）的VOCs总量确定的技术方法，以及VOCs控制措施的环境改善效果评估方法，特别是在重污染条件下VOCs应急控制方案及快速评估技术。
（4）缺乏适应行业特点的VOCs控制技术和管理方法体系。
按照行业的工艺特征和排放特征开展VOCs从生产到使用的全过程控制和管理，是国家防控VOCs污染的主要途径。
然而，我国针对不同行业的VOCs控制技术的研发水平与先进国家尚有较大差距，还没有形成针对我国主要行业的VOCs控制技术体系，相应的排放标准、空气质量标准，VOCs排放收费和环境税，VOCs总量控制的核算与监管，以及总量控制措施的环境质量效应评估方法等管理技术方法均亟待建立。
项目的实施将有助于将挥发性有机物纳入国家环境管理的体系，进一步推动我国大气环境质量的改善，进一步降低大气污染特别是PM2.5和O3对生态环境和人体健康的影响。
通过本项目研究，能够在以下3个方面为国家大气环境管理和研究方面提供服务：
（1）建立VOCs减排的重点行业和关键污染源的筛选方法，为国家VOCs防控战略部署提供科学决策的依据。
（2）建立重点行业和关键排放源的VOCs减排最佳可行技术体系，形成重点行业VOCs减排的技术思路和技术路线图，推进国家VOCs排放控制的技术体系建设。
（3）建立京津冀地区VOCs总量控制的方法体系。
建立区域内VOCs排放总量及其总量控制的确定方法，总量控制的核算与监管体系，推进区域大气环境质量的整体提升，并成为全国大气VOCs总量控制的技术示范。
二、项目目标
2.1总体目标
建立重点行业VOCs排放总量控制目标的确定方法，构建重点行业VOCs总量控制方法和总量削减的考核和管理体系，建立VOCs排放削减措施效果的评估方法。
在京津冀地区开展重点行业VOCs总量控制的技术应用及效果评估。
2.2年度目标
2013年3-9月：
完成国家VOCs源排放控制重点行业的筛选，初步构建VOCs控制的技术体系和总量控制的技术框架；
2013年10月－2014年3月：
参与京津冀地区大气重污染应急控制的观测和评估；提出京津冀地区VOCs总量方案和途径，验证VOCs源排放控制的技术方法；
2014年4－9月：
完成重点行业VOCs控制技术指南，提出VOCs全过程控制的标准建议，构建重点行业VOCs源排放的环境信息平台，编制重点行业VOCs总量减排和核查核算的技术指南；
2014年10-12月：
在实际验证和补充完善的基础上，完成项目的成果总结。
三、项目研究任务和技术路线（包括研究内容、研究方法、技术路线与关键技术）
根据项目目标,针对我国大气VOCs控制尚处于起步阶段的特点，本项目将以行业为突破点，按照“选择什么行业—针对何种关键排放源—采取什么控制技术－能实现什么效果”的技术思路，整合和集成国家VOCs防控的总体技术和管理框架，为有效地应对大气重污染和长效的空气质量改善战略提供科学和技术支撑。
项目拟完成以下4项重点任务:
（1）重点行业VOCs排放总量控制目标的确定技术
在国家VOCs排放源清单和源成分谱更新的基础上，分析研究区域内VOCs排放清单并开展VOCs排放的行业与区域分布特征，评估VOCs排放源对PM2.5和O3生成的贡献，分析和比较不同行业VOCs排放对PM2.5和O3生成的贡献，结合不同行业VOCs排放的消减潜力，建立VOCs源排放控制重点行业的VOCs总量控制目标的确定方法。
（2）重点行业VOCs总量减排的核算核查及评估技术
根据重点行业的排放特征，确定行业VOCs总量减排的战略目标和阶段性目标，并提出总量分配方法，分配各行业总量减排目标；构建重点行业VOCs总量减排的核算体系，包括总量削减核查核算方法和减排绩效考核方法，包括对重点项目和新增项目的总量减排核算及监测考核方法、以及对地方和企业的总量减排考核指标体系和方法。
建立重点行业VOCs总量减排的评估技术方法并开展应用示范。
（3）重点行业VOCs减排的监督和管理体系
根据重点行业特点和未来技术发展趋势，提出重点行业VOCs全过程控制的标准建议。
建立重点行业VOCs减排的监督体系和管理政策体系，构建重点行业和关键污染源减排的多手段（法律、技术和经济）管理制度，开展VOCs排放削减措施及方案的环境效果评估。
（4）京津冀地区VOCs排放重点行业的总量控制方案和评估
构建我国分省的VOCs排放清单，重点弄清京津冀地区按照物种分类的VOCs排放现状及其空间和行业分布。
根据京津冀地区的产业和能源结构特征，在弄清VOCs排放清单的基础上，选择这一地区的重点VOCs排放行业及主要企业，确定VOCs排放总量削减的技术方案，开展VOCs减排的核算核查体系和管理体系示范，并开展京津冀地区VOCs减排的空气质量改善效果的技术评估。
3.2研究方法
项目的研究方法主要有：
（1）通过多种技术的相互比对和验证，提高VOCs排放总量计算的准确性；
（2）将环境大气和污染源的研究紧密结合，探索大气VOCs在PM2.5和O3生成中的作用，作为VOCs减排重点行业筛选的科学基础；
（3）将空气质量的长效改善和应急控制紧密结合，构建VOCs源排放控制的筛选方法，技术体系，总量控制方案，核查体系和相应的监督管理体系，开展控制措施的大气环境质量效果评估，应用于京津冀大气污染防治的实践，总结和归纳、应用过程中的具体情况，进行改进和不断完善；
（4）将VOCs控制的技术现状与发展趋势紧密结合，在技术体系中不仅考虑目前我国重点行业的工业现状，开展VOCs控制技术的评估和最佳技术的集成，也充分考虑未来的技术发展趋势，制定重点行业VOCs控制的发展技术路线图。
3.3技术路线
本项研究的技术路线是根据国家大气复合污染控制的总体战略，研究以大气VOCs总量控制为核心的技术体系，以及相应的科学支持和管理支撑，在我国近期频繁发生的大气重污染应对研究中，开展VOCs防控技术体系、核算核查体系和管理体系的实践与改进和完善，为国家实施VOCs总量控制提供技术基础和初步探索。
图1项目总体的技术路线及各研究内容之间的相互关系
本项目的技术方案为：
（1）大气VOCs排放总量的计算与验证
基于污染源的排放因子和活动水平，构建初步的VOCs排放总量及其在区域和行业的分布。
在收集和整理已有的观测资料、卫星资料和行业与企业的污染源普查和排污申报等信息，对初步构建的排放总量及其分布进行评估，核实和调整，提升和改进我国大气VOCs排放总量的计算与验证技术方法，并提供经过验证的按照行业分类的VOCs排放总量结果。
针对我国VOCs排放数量众多、分布广泛、工艺类型复杂等特点，选择一批重点行业典型工艺过程进行函查和一般性调查，优选重点行业典型工艺过程进行深入细致的调查和监测。
在全过程控制思路指导下，充分考虑挥发性有机物控制管理需求，探索完善便于管理部门具体实施的VOCs污染普查登记体系，编制重点行业的VOCs排放清单数据库。
采用上述方法，针对我国重点城市群，特别是京津冀地区开展VOCs清单的深入研究，掌握京津冀地区VOCs排放的行业分布特点及行业内VOCs排放的主要企业及其工艺特征。
（2）VOCs源排放的化学组成特征研究
源组成的化学特征是评估VOCs排放源大气环境作用的关键信息。
项目将在充分收集和整理国内外已有的成果的基础上，构建不同排放源化学组成特征的评估方法，在探究排放化学特征的关键影响因素的基础上，提出适合我国的VOCs源排放的化学组成特征的规范技术方法，并构建相应的环境信息平台。
基于挥发性有机物排放信息，收集具体组份物化性质和毒性数据，建立典型行业典型工艺所排放VOCs的物化性质和毒性数据库；根据行业溶剂的使用信息，物化性质、环境毒性，健康效应，建立挥发性有机物的危害性分类分级筛选技术体系，构建典型行业挥发性有机物优控名录清单。
（3）VOCs源排放控制重点行业的筛选
VOCs是大气中PM2.5和O3生成的关键前体物，项目将在整合国际国内的VOCs大气化学作用研究的基础上，提出排放源对PM2.5和O3生成贡献进行科学评估的方法，以此为基础，分析不同的行业VOCs排放对PM2.5和O3生成的贡献，结合不同行业的VOCs排放的消减潜力，提出VOCs源排放控制重点行业的筛选方案。
（4）VOCs排放重点行业的控制技术体系研究
开展我国重点行业工业过程VOCs排放和治理现状的调查研究，通过源解析，分析典型行业不同工艺过程的排放特征，建立行业排放清单，评估VOCs减排潜力，探索行业减排的技术及政策可行性。
根据实际VOCs排放特点，开展针对性减排过程与工艺的研究，利用已有基础平台，对催化、吸附、回收等后处理主流减排技术进行综合评价和费效分析，筛选出经济、可行、高效的（综合）治理技术，确立重点行业的优选控制技术，并具体分析技术实施的应用前景和减排效果。
最终提出重点行业典型工艺过程VOCs排放控制技术的优先方案。
开展技术减排与政策减排的比较研究，提出重点行业VOCs排放的全过程优先控制技术，形成重点行业VOCs减排控制技术指南。
针对京津冀地区VOCs的行业、企业和工艺特征，提出该地区重点行业VOCs减排的适用技术建议，形成京津冀地区VOCs防控的技术体系方案。
（5）重点行业VOCs总量减排目标和总量控制方案的确定
综合利用统计学、环境经济、环境管理等知识，全面考虑国家及区域未来的发展规划及控制水平，提出总量确定和总量分配方法，确定总量减排的战略目标和阶段减排目标，并根据各区域空气质量目标、经济发展水平及污染防控能力，以及重点行业关键源对区域的绩效及污染排放量的贡献率，确定总量分配因子，将总量指标分配至各城市重点行业，确定减排目标。
运用情景分析法，综合考虑重点行业的发展规划以及未来VOCs控制技术水平，设计控制方案情景，综合分析控制方案的减排效果、经济合理性和技术可行性，在此基础上提出重点行业VOCs总量控制方案建议。
运用这些技术方法，提出京津冀地区VOCs排放的总量控制及分配方案建议，开展京津冀VOCs总量控制方案的技术和经济分析。
（6）重点行业VOCs总量减排的监管及评估方法研究
对国内外相关环境管理工作进行调研评估，针对各区域各层面的污染防治工作特点及环境管理模式，运用环境经济学、环境管理学等多学科知识，综合环境和污染源监测、排放量动态审核等，提出重点项目和新增项目总量减排的核算核查方法。
设计VOCs排放现役源和新增源总量减排的考核指标，构建总量减排绩效考核体系框架。
建立总量减排的综合评估方法，包括对减排的实施效果、空气质量改善效果、减排成本与经济效益等方面的评估。
提出京津冀地区VOCs排放重点行业的减排监管体系及减排的核算核查体系，分析和评估VOCs减排对区域空气质量改善的效果。
（7）重点行业VOCs控制政策与管理体系
开展VOCs排污登记与管理系统研究，制定重点行业VOCs排放的分级管理方法。
通过采用文献调研、专题讨论及综合评估分析等方法展开VOCs总量减排的配套措施的研究工作。
开展技术减排与政策减排的比较研究，分析国外在VOCs相关控制管理体系制定的现实基础，结合我国已有管理政策法规和污染解析结果,综合考虑相关部门、企业等各层面的需求及环境管理工作特点，探索VOCs排放量申报核查、VOCs排污收费、VOCs减排激励机制。
构建针对行业和地方政府的VOCs总量减排的监督和管理体系，并提出考虑技术水平和发展的重点行业VOCs全过程控制的标准建议。
结合京津冀地区的技术示范，改进和完善VOCs总量减排技术、管理体系。
3.4拟解决的关键技术
（1）VOCs排放总量的验证技术。
我国VOCs的研究基础相对薄弱，VOCs排放总量存在很大的误差，因此，如何利用相关分析、卫星资料和地面观测等多种技术手段，降低VOCs排放总量的不确定性，是需要解决的关键和难点问题；
（2）VOCs排放控制重点行业的筛选技术。
VOCs是大气污染形成的前体物，因此，不能为VOCs而控制VOCs，而是需要基于VOCs在大气中PM2.5和O3生成的作用，评估不同行业VOCs的贡献，从而建立重点行业的筛选方法。
（3）重点行业VOCs总量减排的核算技术。
VOCs排放源十分复杂，每一行业具有不同的VOCs排放特征。
因此，需要根据行业产生和释放的特点，建立多种可以相互验证的VOCs总量减排核算方法也是急待解决的关键技术问题。
（4）重点行业VOCs总量的监管和评估方法。
开展基于环境目标（O3和PM2.5）的VOCs总量控制情景分析，提出重点行业VOCs总量控制方案；结合我国VOCs控制监管基础及各类污染物的环境管理模式，提出VOCs总量减排的核查方法和减排绩效考核评估技术办法，构建总量减排监管体系；根据不同区域及行业排污情况及减排需求，制定相应的VOCs排污收费费率及申报核算方法，建立VOCs减排激励机制。
3.5创新点
（1）重点行业VOCs排放源化学组成特征的更新。
VOCs与其它的大气污染物不同之处就在于VOCs是成百上千的化学物质组成的混合体，不同排放源产生的VOCs其化学组成存在非常大的差异，项目将在筛选的重点行业通过深入的调研和分析确定该行业主要排放环节的VOCs排放特征和化学组成特征，并构建相应的环境信息系统平台，我国目前在这一方面尚十分缺乏。
（2）重点行业VOCs全过程控制的技术管理体系。
VOCs既是生产和使用过程中的产品或副产品，释放进入大气也成为污染物，因此，需要根据行业的技术水平和发展趋势制定具有针对性的减排技术。
项目针对重点行业VOCs全过程控制，进行减排技术体系的集成创新。
（3）重点行业VOCs总量减排的监管和评估体系。
建立重点行业VOCs总量减排及其监管和评估体系，构建基于环境目标（O3和PM2.5）的重点行业VOCs总量控制方案，都是我国首次尝试的工作，取得的研究成果将大大促进国家重点行业VOCs污染控制工作的开展。
四、预期成果与考核指标（成果和考核指标尽可能量化、具体，突出环境管理支撑力度）
预期成果：
（1）大气VOCs排放控制重点行业筛选方案；
（2）重点行业VOCs全过程控制的技术指南和标准建议；
（3）重点行业VOCs总量控制和总量减排核查核算的技术指南；
（4）京津冀地区VOCs总量控制的技术方案和大气环境质量改善效果评估。
考核指标：
（1）建立大气VOCs排放总量计算和验证方法，VOCs排放源类包括机动车尾气、石油化工溶剂/涂料、工业过程、生物质燃烧等。
（2）建立重点行业大气VOCs排放因子和化学组分的信息平台；
（3）建立VOCs排放重点行业筛选技术方法，重点行业的VOCs排放占排放总量的比例不少于60%，重点行业VOCs对PM2.5和O3生成的贡献不低于VOCs总排放贡献的80%；
（4）建立重点行业VOCs排放全过程控制的技术体系及其评估方法，提出重点行业VOCs减排的技术指南及标准建议。
（5）提出重点行业VOCs总量减排的统计、监测、核查、核算技术，多种核算方法的结果符合程度在85%以上；
五、项目实施计划（结合年度目标编写分年度计划）
本项目预期的执行期为2013至2014年，执行期为2年，实施计划为：
时间段
研究任务
阶段目标
2013年
3－9月
（1）建立VOCs排放总量的核算技术，并应用于京津冀地区
（2）重要排放源VOCs组成特征的分析和更新
（3）开展VOCs与PM2.5生成之间关系的分析评估
（4）开展重点行业VOCs总量控制方案的初步估算
（1）确定京津冀地区VOCs的排放量并进行验证，误差小于50％；
（2）提出重点行业业VOCs控制技术评估方案和结果
（3）确定行业VOCs总量减排的战略目标和阶段性目标；提出总量控制方案建议
2013年
10－2014年3月
（1）研究重点行业VOCs总量削减核查、减排绩效考核、总量减排效果评估等技术方法和政策
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