霧霾天氣形成的原因有內(nèi)因和外因，外因即氣象原因，內(nèi)因則為環(huán)境原因，其中燃煤污染物排放又是內(nèi)因中最重要的原因。
嚴(yán)控煤炭消費(fèi)、降低燃煤污染物排放因之成為社會(huì)共識(shí)，利用清潔能源替代燃煤供能已廣受社會(huì)認(rèn)同，而光熱技術(shù)將有望在其中扮演重要角色。
燃煤鍋爐拆除提速
巨大的能源消費(fèi)量和以煤為主的能源結(jié)構(gòu)是我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)空氣污染的最主要原因。國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局公布的質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督統(tǒng)計(jì)概況顯示，2009年、2010年和2011年底，全國(guó)在用燃煤鍋爐數(shù)量分別為59.52萬(wàn)臺(tái)、60.73萬(wàn)臺(tái)、62.03萬(wàn)臺(tái)，數(shù)量持續(xù)攀升。我國(guó)目前二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的67%、煙塵排放量的70%和人為源大氣汞排放量的40%都來(lái)自于燃煤，這與我國(guó)60余萬(wàn)臺(tái)燃煤鍋爐的排放密不可分。
發(fā)改委能源研究所此前公布的一項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)工業(yè)鍋爐排放的煙塵和二氧化硫分別占全國(guó)總排放量的41.6%和22.2%。在國(guó)家發(fā)改委印發(fā)的“十一五”十大重點(diǎn)節(jié)能工程實(shí)施意見(jiàn)中，燃煤工業(yè)鍋爐以高能耗、低效率、高污染排名榜首。
新華社今年1月29日?qǐng)?bào)道稱，在當(dāng)日霧霾總面積達(dá)130萬(wàn)平方公里的國(guó)土上，嚴(yán)重污染地區(qū)包括北京、天津、石家莊和濟(jì)南，重度污染城市則包括鄭州、武漢、西安、合肥、南京、沈陽(yáng)和長(zhǎng)春，其中僅南京沒(méi)有供暖。目前城市供暖的主要熱源是燃煤鍋爐，南京雖沒(méi)有供暖，但2012年其仍以3480萬(wàn)噸的耗煤量在全國(guó)4個(gè)直轄市和15個(gè)（副）省級(jí)城市中排名第五。這也佐證了燃煤污染物排放是霧霾天氣形成的主要元兇。
霧霾頻發(fā)引發(fā)社會(huì)廣泛關(guān)注，倒逼政府拿“燃煤污染源”開刀。目前，全國(guó)各大中城市正加快燃煤鍋爐的拆改步伐。北京市已確定，今年年底前四環(huán)內(nèi)將全部取消燃煤鍋爐房采暖, 總計(jì)將完成2100蒸噸燃煤鍋爐的清潔能源改造。上海市計(jì)劃2015年全部完成中小燃煤鍋爐清潔能源替代。河北石家莊市確定將于今年7月31日前全部完成283臺(tái)燃煤鍋爐的拆改任務(wù)。湖北武漢市計(jì)劃今年將二環(huán)線和三環(huán)線之間的755臺(tái)燃煤鍋爐全部關(guān)停。河南鄭州市此前發(fā)布的《“藍(lán)天”工程白皮書(2013～2015)》也指出，至2014年年底，市區(qū)263臺(tái)燃煤鍋爐將全部完成拆除改造。
除上述城市以外，天津、山西，湖南……全國(guó)上下對(duì)城市大氣污染的禍?zhǔn)?ldquo;燃煤鍋爐”的危害已形成共識(shí)，拆改燃煤鍋爐已經(jīng)付諸于實(shí)際行動(dòng)，成為改善城市空氣質(zhì)量的重要措施。
這無(wú)疑是一條正確的路。燃煤鍋爐數(shù)十年來(lái)承擔(dān)著城市電力、供暖、工業(yè)熱利用的重任，但在新時(shí)期下，在杜絕霧霾、建設(shè)綠色城市的要求下，我們必須摒棄這種傳統(tǒng)的能源獲取方式，走更綠色、更具可持續(xù)性的綠色能源發(fā)展之路。
綜合性的解決方案
拆除燃煤鍋爐后以何替代？這成為我們?cè)谛袆?dòng)之前必須思考并確定的問(wèn)題。
從目前的實(shí)施情況看，燃煤鍋爐關(guān)停后，相關(guān)單位多改為使用天然氣、生物質(zhì)、電、太陽(yáng)能等能源，其中推廣應(yīng)用最多的為技術(shù)最成熟、性價(jià)比最好的天然氣鍋爐替代方案。
而單純地利用天然氣來(lái)實(shí)現(xiàn)替代，并非最好的選擇。從綠色環(huán)保的角度講，天然氣鍋爐雖說(shuō)在污染物排放方面大大減少，但其燃燒時(shí)仍會(huì)釋放少量二氧化硫等有害氣體和大量二氧化碳類溫室氣體，同時(shí)，天然氣并非可再生能源，從國(guó)家能源安全的角度看，大量消耗天然氣絕非長(zhǎng)久之計(jì)。生物質(zhì)雖屬可再生能源，但并非清潔能源，其污染物排放依然難以控制。電鍋爐雖然在使用過(guò)程中的環(huán)境效益明顯，但電鍋爐本身是“燒”電的，如果電的來(lái)源本身不是清潔的，依然是通過(guò)燃煤獲取的，這就不能稱之為是本質(zhì)上的燃煤鍋爐替代。
太陽(yáng)能鍋爐為我們提供了一個(gè)真正綠色的替代方案。首先，太陽(yáng)能鍋爐的能量來(lái)源是綠色的、取之不盡用之不竭的太陽(yáng)能，是真正的清潔的、可再生的能源。其次，利用光熱技術(shù)可滿足對(duì)不同熱源的需求，從50℃的熱水到500攝氏度的高溫蒸汽，均可利用光熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)。這使其完全可以滿足工業(yè)鍋爐各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用需求。再者，光熱技術(shù)除了可以進(jìn)行熱利用外，還可以用來(lái)發(fā)電。在我國(guó)西北光照資源豐富地區(qū)進(jìn)行大規(guī)模光熱電站開發(fā)，將綠色電力輸送至城市用電負(fù)荷區(qū)，可進(jìn)一步替代城市燃煤電廠。
誠(chéng)然，如果從電能的利用角度來(lái)考量，無(wú)論是光伏，還是核電、水電和風(fēng)電，其當(dāng)前的度電成本都比光熱發(fā)電要低很多。但如果我們從更全面的角度來(lái)考慮問(wèn)題，得出的結(jié)論會(huì)有不同。光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)鏈最上游的多晶硅生產(chǎn)是高耗能、高污染的；核電的核輻射安全隱患已使諸多發(fā)達(dá)國(guó)家下定決心棄核；水電開發(fā)帶來(lái)的移民和生態(tài)破壞問(wèn)題難以解決；風(fēng)電和光伏不穩(wěn)定的電能輸出對(duì)城市用電網(wǎng)是將造成巨大沖擊。而光熱技術(shù)則完全沒(méi)有上述弊端，同時(shí)其又擁有多種其它供能方式所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)。其供熱方式靈活多樣，可集中供暖也可分散供暖；其電能質(zhì)量更可以與傳統(tǒng)火電相媲美，通過(guò)低成本儲(chǔ)熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)持續(xù)、穩(wěn)定、可靠的電能供應(yīng)；其利用方式可按需設(shè)計(jì)，即可單獨(dú)發(fā)電或供熱，也可與傳統(tǒng)燃煤鍋爐或燃?xì)忮仩t混合互補(bǔ)發(fā)電或供熱。
但也必須看到的是，利用光熱技術(shù)完全或大量地替代燃煤鍋爐在當(dāng)前的環(huán)境下是不現(xiàn)實(shí)的。首先，并非所有城市的光照資源都適宜利用光熱技術(shù)，我們應(yīng)因地制宜地有選擇地開發(fā)利用；第二，太陽(yáng)能本質(zhì)上是會(huì)受天氣條件影響的，而城市對(duì)能源的需求是持續(xù)的不可間斷的，大量采用“靠天供能”的光熱來(lái)替代會(huì)對(duì)城市供能帶來(lái)潛在風(fēng)險(xiǎn)；第三，由于需要建設(shè)大面積的集熱系統(tǒng)，光熱對(duì)占地面積的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于建設(shè)一個(gè)燃煤鍋爐，如果無(wú)法利用屋頂?shù)乳e置可利用面積建設(shè)光場(chǎng)，而直接占用土地面積，對(duì)絕大多數(shù)城市來(lái)說(shuō)都是不現(xiàn)實(shí)的。
因此，我們需要推廣應(yīng)用的是一個(gè)綜合性的能源解決方案。利用各種能源技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，整合建立一個(gè)最大程度的“綠”、最大程度的“低成本”的供能體系。我們可以設(shè)想，利用燃?xì)忮仩t作為主力能源替代燃煤鍋爐，同時(shí)在條件適宜的地方利用光熱技術(shù)與燃?xì)膺M(jìn)行互補(bǔ)供能，在光照資源較好的時(shí)候更大程度地利用光熱供能，在夜間或光照資源不好的時(shí)候利用燃?xì)夤┠?，這將可以實(shí)現(xiàn)在不威脅城市能源體系安全的前提下，實(shí)現(xiàn)最大程度的綠色供能。同時(shí)，對(duì)小規(guī)模的分布式用能需求，采用光熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)完全替代。
最優(yōu)的城市供能解決方案就在于此，建立起這樣一個(gè)完善的、互補(bǔ)的城市能源供應(yīng)體系，霧霾天氣頻發(fā)的問(wèn)題將迎刃而解，成就一個(gè)真正的綠色城市也將不再是夢(mèng)。
政策支持和機(jī)制創(chuàng)新
橫亙?cè)趯⒐鉄峒夹g(shù)推向全面應(yīng)用的最大障礙是成本。解決成本上的問(wèn)題一方面依賴要技術(shù)和市場(chǎng)機(jī)制上的革新，另一方面仍需依賴政府層面的政策支持。
國(guó)家能源局正在擬定的《可再生能源供熱實(shí)施方案》將重點(diǎn)推動(dòng)工業(yè)可再生能源熱利用的市場(chǎng)化，其以太陽(yáng)能、地?zé)岷蜕镔|(zhì)能等供熱方式為主，其中太陽(yáng)能供熱將占主導(dǎo)位置。中國(guó)農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會(huì)太陽(yáng)能熱利用專業(yè)委員會(huì)主任羅振濤此前在接受CSPPLAZA記者采訪時(shí)表示，由其參與編制的《太陽(yáng)能供熱指導(dǎo)意見(jiàn)建議稿》已于6月20日提交給國(guó)家能源局，以配合正在制訂的《可再生能源供熱實(shí)施方案》的編制。《可再生能源供熱實(shí)施方案》將包括對(duì)太陽(yáng)能中溫?zé)崂檬袌?chǎng)的補(bǔ)貼政策。
事實(shí)上，多個(gè)地方政府早已行動(dòng)起來(lái)。2012年6月19日，上海市就發(fā)布了《燃煤（重油）鍋爐清潔能源替代工作方案和專項(xiàng)資金扶持辦法通知》和《關(guān)于落實(shí)本市2012年燃煤（重油）鍋爐清潔能源替代工作的通知》兩份文件，設(shè)立了專項(xiàng)扶持資金，補(bǔ)貼燃煤鍋爐改造，政府給予的補(bǔ)貼額度達(dá)20萬(wàn)~30萬(wàn)元/蒸噸。石家莊市也早于2012年4月出臺(tái)《石家莊市分散燃煤鍋爐置換工作實(shí)施方案》，對(duì)拆除1噸采暖燃煤鍋爐、生產(chǎn)燃煤鍋爐、茶浴鍋爐補(bǔ)貼3萬(wàn)元等。山東省擬于今年出臺(tái)的《太陽(yáng)能工業(yè)熱力系統(tǒng)財(cái)政補(bǔ)貼方案》將明確具體的光熱利用補(bǔ)貼額度。
太陽(yáng)能鍋爐在初始投資成本上目前還難以讓市場(chǎng)接受，但由于其無(wú)需支付燃料成本，建成后僅需投入一定量的運(yùn)維成本，按照其20年的壽命期來(lái)計(jì)算，其長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益是可觀的?；谶@一點(diǎn)，除了在政策給予支持外，通過(guò)合同能源管理模式實(shí)現(xiàn)，也將有效推動(dòng)太陽(yáng)能鍋爐邁向市場(chǎng)化應(yīng)用。
從熱能到電能，從工業(yè)到民用，光熱技術(shù)的應(yīng)用對(duì)一個(gè)城市構(gòu)建綠色的能源供給體系至關(guān)重要，這是值得我們?nèi)プ卟?jiān)持走下去的一條路。這條路，將通向藍(lán)藍(lán)的天空，帶來(lái)純凈的空氣。
