2024中国生活部门固体燃料消耗的排放贡献和健康风险的区域性差异报告.pdf

1 北京大学北京大学 2024.01.30 Peking University January 30,2024 中国生活部门固体燃料消耗的排放贡中国生活部门固体燃料消耗的排放贡献和健康风险的区域性差异献和健康风险的区域性差异 Regional differences in emission contributions and health risks from solid fuel consumption in Chinas residential sector 3 目录 摘要.1 1.介绍.2 1.1 背景.2 1.2 项目目标.3 2.民用固体燃料消耗量的空间分布.4 3.民用固体燃料消耗产生的大气污染物排放空间分布.7 3.1 煤炭消耗产生的大气污染物排放空间分布.7 3.1.1 煤炭消耗产生的 PM2.5、PM10和 TSP排放空间分布.7 3.1.2 煤炭消耗产生的 BC和 OC排放空间分布.9 3.3.3 煤炭消耗产生的 SO2和 NOx排放空间分布.11 3.3.4 煤炭消耗产生的棕碳（BrC）和 CO排放空间分布.14 3.2 生物质消耗产生的大气污染物排放空间分布.15 3.2.1 生物质消耗产生的 PM2.5、PM10和 TSP 排放空间分布.16 3.2.2 生物质消耗产生的 BC和 OC 排放空间分布.18 3.3.3 生物质消耗产生的 SO2和 NOx排放空间分布.19 3.4.4 生物质消耗产生的 BrC和 CO排放空间分布.21 4.生活源固体燃料排放的环境影响及区域差异.22 4.1 农村生活源排放的环境影响及区域差异.23 4.1.1 农村生活源的排放和空间分布特征.23 4.1.2 农村生活源的排放贡献.24 4.2 城市生活源排放的环境影响及区域差异.26 4.3 环境影响的放大效应.29 5.居民炊事和取暖能源使用的区域差异.32 5.1 能源消耗的人均变化趋势.32 5.2 区域经济与能耗变化.35 5.3 居民炊事和取暖的能源使用情况.38 5.4 回归分析.42 6.生活源固体燃料排放的健康危害.44 4 6.1 生活源排放健康风险的影响.44 6.1.1 疾病负担.44 6.1.2 心理健康.47 6.2 燃煤排放引起的 PM2.5暴露的空间分布及区域差异.49 6.3 农村生活源排放对 PM2.5暴露的影响.52 7.生活能源清洁转型过程及效应.56 7.1 农村生活能源清洁转型过程及效应.56 7.2 城市生活能源清洁转型过程及效应.60 7.3 生活能源清洁转型效应分析.63 8.碳中和路径下区域生活源控制路径和政策意义.64 8.1 重点地区农村生活源排放的未来预测及潜在干预方案.64 8.1.1 未来排放及 PM2.5浓度预测.65 8.1.2 生活源潜在干预方案与环境健康效益.66 8.1.3 潜在干预方案的成本效益分析.70 8.2 重点区域城市生活源燃煤控制分析.73 9.政策与建议.76 免责声明.78 参考文献.78 1 摘要 中国农村居民取暖及炊事活动大量依赖于传统固体燃料（如煤炭、生物质）。然而，由于固体燃料燃烧效率低和缺乏末端控制措施，民用固体燃料燃烧会导致室内和室外环境中排放大量污染物，对PM2.5浓度、人群暴露和过早死亡的贡献较大，还会对居民的心理健康产生负面影响。多年来生活燃料的变化导致其对环境和健康效应的贡献发生了显著变化，评估其排放对环境及人群健康效应的影响以及量化干预措施及其它驱动因素的效益对于进一步降低生活燃料使用所带来的环境健康危害具有重要意义。结合当前干预措施的进展情况，更新了 1980 年到 2019 年中国生活源排放清单，使用大气传输模型、室内浓度综合模型、生理与心理影响的量化模型等对中国生活源污染物排放、环境及健康影响进行计算，对当前主要的针对生活燃料排放的干预措施进行评估，并进行了驱动因素的分析。在此基础上，对未来生活燃料的使用进行了预测，并且评估重点地区生活源减排潜力及可能的干预方案的成本和效益。报告探讨了 2014、2019 年不同燃料类型产生的大气污染物排放的空间分布特征，包括燃煤和生物质消耗产生的颗粒物、氮氧化物和二氧化硫等。居民生活燃煤消耗产生的大气污染物，主要排放集中于北方地区，而南方地区较少，这是由于南北方海拔、气候，对烹饪、取暖需求和能源转型过程差异所导致。生物质消耗产生的污染物主要排放均集中在中部地区，而东部沿海地区较低。固体燃料的燃烧产生的污染物，不仅会排放到室外空气中，同时也会直接进入室内环境，导致室内空气质量恶化。研究表明，生活源在能源-排放-室内外浓度-暴露-过早死亡的路径上的贡献呈现显著的放大趋势。虽然近年来生活源排放引起的过早死亡贡献有了较为明显的下降，但从全国平均而言，生活源消耗了全国 7%的能源，却依然贡献了 27%的PM2.5 排放，对室外 PM2.5浓度贡献了 23%，室内 PM2.5浓度贡献了 71%，在人群暴露和过早死亡的贡献分别为 68%和 67%。值得注意的是，在生活源能源消耗占比相对较高的地区，如西北、东北、华北地区，其生活源消耗对PM2.5排放和暴露的贡献更加显著。而经济发展较为快速的东部沿海地区过早死亡的下降趋势则更为明显。此外，居民炊事和取暖能源使用也存在区域差异，多种能源并用的情况普遍存在。随着人均收入的增加和城市化进程的推进，能源消耗用量和能源转换效率发生了变化。从1980年至 2019年，全国民用固体燃料人均消耗总体下降。在能源转型过程中，城市地区逐 2 渐采用清洁能源替代民用固体燃料，而农村地区仍然依赖于传统固体燃料。本报告还对 1980-2014 年期间中国农村的炉灶改造、能源转型以及炉灶能源的交互作用所带来的环境和健康效益进行了定量评估。政府政策干预的清洁能源转型主要在京津冀和汾渭平原，一系列环境政策（如煤改气、煤改电）后，这些地区取暖的清洁能源占比短期内大增。自发使用新型清洁能源主导东北和西部地区，原因是这些省份本身取暖需求大，缺乏政府政策这种强外部性力量驱动清洁能源转型，居民收入不如东部地区，清洁能源转型主动性不足，使得这些省份的清洁能源占比提升不大。此外，在技术进步和社会经济发展的推动下，国内炉具已经从以开放和传统炉具为主升级为节能、清洁炉具和燃气灶/电炉。炉灶改造显著减少了 PM2.5排放（25%）、室外和室内 PM2.5浓度（49%和 28%）、人口暴露（31%）和生活源排放造成的过早死亡（37%）。炉灶能源的交互作用使过早死亡人数额外减少 15%。在从排放到健康影响的因果路径上，生活源的影响以及炉灶改造和能源转换的有利影响被放大。2014-2021 年间，中国北方农村居民能源转型主要来自清洁取暖规划的实施。这项干预措施有效降低了生活源对排放及室外浓度的贡献，同时还对室内污染带来了更大的效益，直接减少了居民40%以上的PM2.5暴露，显著降低了人群健康风险。对于京津冀重点地区预测了至 2030 年的能源使用情况，对清洁取暖规划未覆盖的人群评估五种生活源干预方案的环境健康效益和成本。用电和燃气替代会更有力地减少空气污染和过早死亡；而压缩生物质颗粒及气化炉方案中，由于生物质大部分是碳中性，从而具有更强的碳减排效果。实施生物质颗粒替代方案由于其投资成本相对较低，在综合效益成本比方面具有最高价值，使其成为更可行的策略。1.介绍 1.1 背景 在全球范围内，有近 28 亿人依靠煤炭和生物质燃料等传统固体燃料进行日常烹饪、取暖等活动。在发展中国家（如中国、印度）和经济欠发达的农村和边远地区，这些传统固体燃料（煤、农作物秸秆、木材等）仍然是主要的民用能源类型（Bonjour et al.,2013）。由于固体燃料燃烧效率低和消耗量大，且缺乏工业部门常见的末端控制措施，住宅环境中的室内固体燃料燃烧会排放大量污染物，包括初级颗粒物(PM)、黑碳(BC)和有机碳(OC)等 3 不完全燃烧的副产物。该污染源是区域空气污染的重要根源，也是室内空气污染的主要来源，它们对居民健康构成严重威胁。在中国，2014年生活源仅占总能源消耗的 7.5%，但在一次 PM2.5 排放中的贡献率为 27%，其中对室外环境和室内环境 PM2.5 浓度的贡献分别为23%和 71%（Yun et al.,2020）。而家庭能源从固体燃料到清洁能源（如用于烹饪和取暖的电力或天然气）的转型不仅涉及能源类型的转变，还包括能源消耗用量的变化，但居民使用方式和能源转换效率有所不同。无论是在城市还是农村地区，由于人均收入的增加，中国居民的生活条件和消费能力正在经历巨大的变化（Tao et al.,2018）。居民家庭中，单一燃料或炉灶用具难以满足所有需求，多种能源并用的现象非常普遍，特别是在中国北方等冬季需要供暖的地区。生物质和化石燃料的联合使用可能会导致额外的能源消耗（Zhu et al.,2018）。而城市化导致城市排放量显著增加，同时在农村地区排放量下降也更为显著（Shen et al.,2017）。在全国平均水平上，研究发现生物质燃料和煤炭对健康影响的贡献相似，在烹饪和取暖方面都很重要（Yun et al.,2020）。然而，全国的家庭能源结构却大相径庭。在北京、天津和华北地区 26 个市开展“清洁供暖”行动中，以电力或天然气替代民用固体燃料，显著加速了民用能源转型（Meng et al.,2019;2020）。同时，中国农村的生活条件得到迅速改善，但中国西部和山区数百万农村居民仍然大量使用传统固体燃料（Shen G et al.,2022）。这种区域性差异表明，中国不同地区在能源消耗和改造方面面临着各自不同的挑战。近年来，在国家“双碳”战略目标指引下，控制生活源部门的碳排放，特别是燃煤使用将是许多行动的重要组成部分。为了区分不同地区的控制策略在生态系统和人类健康的成本和效益方面的有效性，本项目旨在研究我国民用煤炭和生物质消耗的详细空间变化，确定高热点地区，评估民用固体燃料消耗、大气污染物排放和健康影响的空间异质性，为制定区域差异化的减排政策提供科学依据。1.2 项目目标 以高空间分辨率（住宅排放 1公里，非住宅排放 10 公里）模拟住宅和非住宅排放对环境空气质量的贡献。以高空间分辨率评估与不同家庭组合相关的室内空气污染，并评估清洁能源转型的好处。根据室内外暴露和时间活动计算整体暴露。4 与非住宅来源相比，估算因空气污染物暴露导致的过早死亡以及住宅煤炭和生物质燃料的相对贡献。对典型采暖和非采暖区域的贡献进行分析和区分，针对京津冀、长三角、珠三角、汾渭平原、成渝地区等重点区域进行具体的贡献区分。根据碳中和背景下变化减缓措施的情景，提出室内空气质量标准建议，以及不同地区对住宅用煤和生物质能的控制政策和行动。2.民用固体燃料消耗量的空间分布 由于中国不同地区的经济发展水平和地理位置气候条件存在差异，煤炭和生物质的使用情况在各地区呈现出不同的特征。为更好地了解这些差异特征，我们进行了深入的调查和研究。在城市地区，居民生活源燃料主要为非生物质燃料，如城市煤炭、液化石油气等。相比之下，在农村地区，居民生活源固体燃料的组成则包括农村煤炭和生物质燃料，如柴火、秸秆等。因此，在本项研究中，我们将城乡居民生活源固体燃料组成进行了分类，分别为农村煤炭、农村生物质和城市煤炭。这样的分类方式更加科学、合理，有助于深入了解不同地区居民生活源燃料的使用情况，为进一步探讨和解决能源与环境问题提供科学依据。图 2-1 展示了 1980-2019 年全国城乡居民生活源固体燃料消耗组成及其年际变化。结果显示，在研究期间内，我国居民生活源固体燃料消耗量整体呈现下降趋势，由 1980 年的93,806 万吨降低到 2019 年的 23,859 万吨，下降了 75%。虽然消耗量前期呈现缓慢增长趋势，但在 1990 年达到峰值（97,260 万吨）后，逐年降低。固体燃料的组成结构也发生了变化，其中农村生物质一直是固体燃料消耗量中最大的贡献者。1980 年，居民生活源固体燃料消耗量组成中，农村生物质、农村煤炭和城市煤炭的比例分别为 80%、10%和 10%。到2019 年，其比例变化为 60%、32%和 8%。其中，农村生物质消耗量下降了 81%，由 1980年的 74,966 万吨降低到 2019 年的 14,217 万吨。虽然农村煤炭在固体燃料组成中的比例有所提升，但单就消耗量而言，呈现下降趋势（17.8%），由 1980 年的 9,270 万吨降低到 2019年的 7,617 万吨。城市煤炭消耗量下降了 78.8%，由 1980 年的 9,569 万吨降低到 2019 年的2,025 万吨。同时，农村固体燃料消耗量也下降了 74%，由 1980 年的 84,237 万吨降低到2019 年的 21,833 万吨。这些数据表明，我国居民生活源固体燃料消耗量有所下降，农村生物质仍然是固体燃料消耗量中最大的贡献者，需要加强控制以有效减少污染物的排放。5 图 2-1 1980-2019 年全国城乡居民生活源固体燃料（煤和生物质）消耗情况 考虑到各地经济发展差异和资源禀赋的不同，各地对固体燃料的使用情况存在空间变异性。图 2-2 中展示了 1980 年、2014 年和 2019 年中国各省份城乡居民生活源煤耗量的空间分布情况（以 1980 年能源使用量降序排列）。自 1980 年到 2019 年，山东、河北、黑龙江、山西、辽宁五省的生活源煤耗量排名始终位居我国前列，但其在这期间均呈现不同程度的降低趋势。例如，山东省的煤耗量在 1980 年排名第一，但随着山东城市和农村地区煤耗量的降低，2019 年山东已经脱离我国煤耗大省前三位，成为我国第六位用煤大省。河北省的煤耗量在研究期间始终位居各省第二位，但其 2019 年总煤耗量较 1980 年降低了 26%（其中农村用煤增长10%，城市用煤降低了62%）。特别需要强调的是，河北省农村生活源煤耗量呈现先增后降的趋势，这是由于 2017 年我国实施了清洁取暖的政策，以京津冀地区为试点地区（清洁取暖是指利用天然气、电、地热、生物质、太阳能、工业余热、清洁化清洁取暖是指利用天然气、电、地热、生物质、太阳能、工业余热、清洁化燃煤（超低排放）、核能等清洁化能源，通过高效用能系统实现低排放、低能耗的取暖方燃煤（超低排放）、核能等清洁化能源，通过高效用能系统实现低排放、低能耗的取暖方式式）。此外，由于黑龙江和辽宁的农村地区煤耗量的增长，导致从 2014 年到 2019 年，两个省份各自的总煤耗量基本一致。显然，大多数地区生活源煤耗量呈现不同程度的降低趋势，但陕西、新疆、甘肃、青海和宁夏等地仍然出现了较为明显的上升趋势。在 2014 年，新疆总煤耗量排名第六，内蒙古和甘肃紧随其后。而 2019 年，甘肃省的总煤耗量已经跻身我国前三。这是由于上述地区的人均用煤量增加较为明显，且在能源转型过程中，部分生物质被转为煤炭。需要特别指出的是，1980年数据是由 Tao等人利用 2012年的调查数据（1992 6 年至 2012 年）插值外推得到，因此存在一定的误差（Tao et al.,2018;Zhu et al.,2018）。图 2-3 展示了 1980 年、2014 年和 2019 年中国各省份农村居民生活源生物质使用量分布。从这三个年份的数据来看，四川、河南和山东始终占据我国各省份居民生活生物质使用量前三位。在此期间，各省份农村居民的生物质消耗量均呈现出显著的下降趋势。图 2-2 1980 年、2014年和 2019年中国各省份城市和农村居民生活用煤 图 2-3 1980 年、2014年和 2019年中国各省份农村居民生活源生物质使用量 7 3.民用固体燃料消耗产生的大气污染物排放空间分布 3.1 煤炭消耗产生的大气污染物排放空间分布 煤炭是中国最主要的能源类型，其在国民经济中发挥着不可替代的作用。然而，煤炭的燃烧也带来了一系列的环境问题。作为一种化石能源，煤炭的燃烧释放大量二氧化碳（CO2）到环境大气中，造成地表温度升高。此外，煤炭的不完全燃烧会释放一次颗粒物，包括黑碳（BC）和有机碳（OC），以及一氧化碳（CO）和多环芳烃（PAHs）等不完全燃烧产物。煤炭中的硫元素，在燃烧过程中会变成二氧化硫（SO2）释放到大气。煤炭的高温燃烧过程会使空气中的氮气（N2）和氧气（O2）发生反应生成氮氧化物（NOx）。SO2和NOx会在大气中发生化学反应形成二次无机气溶胶。这些污染物的排放对环境和人类健康造成了严重威胁。从历史上西方国家多次发生的大气雾霾公害事件，到近年来中国多地爆发的严重的雾霾污染，以煤炭为主的化石燃料的大量燃烧被认为是大气雾霾污染的主要原因之一。据 2014 年的数据显示，中国燃煤排放源排放一次 PM2.5共计 4.91 Tg，一次 PM10共计8.57 Tg，BC 共计 0.69 Tg，OC共计 0.98 Tg，SO2共计 19.1 Tg，NH3共计 0.18 Tg，NOx共计 12.6 Tg，CO 共计 46.4 Tg。煤炭的燃烧排放的污染物对大气环境造成了巨大的影响。研究选取 2014、2019 年燃煤排放数据分析，中国居民燃煤消耗产生的上述大气污染物在空间分布上，主要排放集中于北方地区，而南方地区较少，这是由于南北方海拔、气候，对烹饪、取暖需求和能源转型过程差异。3.1.1 煤炭消耗产生的煤炭消耗产生的 PM2.5、PM10和和 TSP 排放空间分布排放空间分布 大气颗粒物是煤炭燃烧排放的一类重要污染物，根据粒径可以将一次颗粒物分为 PM2.5、PM10和 TSP。2019年，中国燃煤源生活部门 PM2.5排放 0.8 Tg，而 2014年为 1.05 Tg，生活燃煤排放量同比下降 23.3%。由于生活燃煤源具有较高的颗粒物排放因子，因此一次 PM2.5排放的占比明显放大。如图 3-1 所示，中国居民燃煤产生的 PM2.5排放主要排放集中在北方地区，尤其以华北和东北地区为主。南方沿海地区燃煤产生的PM2.5较低，尤其是福建和浙江排放最低。其中燃煤排放增长最多的是甘肃省，增长 8.36 Gg，而山东燃煤排放减少最多，减少 65.2 Gg。与 2014 年相比，燃煤产生 PM2.5下降速率最快地区的是江苏、浙江和福建；排放增长主要集中在甘肃和青海。据统计，2019 年中国燃煤源生活部门 PM10排放 0.9 Tg，2014年排放 1.17 Tg，2019较2014 年同比下降 23.4%。如图 3-2 所示，中国居民燃煤产生的 PM10排放在空间上主要排放集中在北方地区，尤其是华北地区。而南方地区燃煤产生的 PM10较低，尤其是江苏和浙江排放最低。其中燃煤排放 PM10增长最多的是甘肃省，增长 9.5 Gg，而山东燃煤排放 PM10 8 的减少最多，减少 45.2 Gg。PM10在空间上的分布于 PM2.5相似，全国各个省的变化范围从-94.4%到 18.8%，全国大部分省份都在实行减排，南方相对北方地区减排率高。2019年，中国燃煤源生活部门 TSP排放 0.98 Tg，2014年排放 1.28 Tg，2019年较 2014年同比下降23.7%。如图3-3所示，中国居民燃煤产生的TSP排放在空间主要排放集中在北方地区，而南方地区燃煤产生的 TSP 较低，尤其是江苏浙江排放最低。其中燃煤排放增长最多的是甘肃省，增长 10.1 Gg，燃煤排放减少最多的是山东省，减少 49.6 Gg。全国各个省 TSP 排放的变化范围从-94.4%到 18.2%，除了青海和甘肃在增加以外，全国其他省份均实现了减排。东部沿海一带和四川下降较快。图 3-1 2014 年和 2019年中国居民燃煤产生的 PM2.5排放空间分布以及各省排放变化 9 图 3-2 2014 年和 2019年中国居民燃煤产生的 PM10排放空间分布以及各省排放变化 图 3-3 2014 年和 2019年中国居民燃煤产生的 TSP排放空间分布以及各省排放变化 3.1.2 煤炭消耗产生的煤炭消耗产生的 BC和和 OC 排放空间分布排放空间分布 黑碳（BC）和有机碳（OC）是大气颗粒物的重要组成部分，对大气环境和人群健康 10 有着重要影响。与 PM2.5和 PM10不同的是，中国的 BC和 OC在全部排放源总排放量中，生活固体燃料燃烧源的占比非常高。2014 年，生活源分别贡献了中国 BC 和 OC 总排放量的51.3%和 71.9%，而 1994年，上述两个比例分别达到 55.1%和 78.8%。对于燃煤排放源，由于电厂和工业部门燃煤的 BC 和 OC 排放因子相对于生活燃煤非常小，中国燃煤排放的 BC和 OC几乎全部来源于生活燃煤，2014年生活燃煤分别占燃煤源 BC和 OC总排放量的 95.5%和 93.6%（http:/）。随着中国居民收入水平的提高，农村民用生物质燃料的使用比例分别下降了 44%和24%，同时，随着城市化的推进，部分农村人口进入城市，使用清洁能源比例提高，因此，生活用生物质燃料的整体用量迅速下降。1994-2014年，中国BC和OC总排放量分别由3.15 Tg和 4.01 Tg下降到 2.05 Tg和 2.32 Tg。其中，中国农村居民薪柴（包括树枝和木炭）和秸秆（包括玉米芯）的用量分别由 405 Tg 和 266 Tg 迅速下降至 144 Tg 和 105 Tg，生物质燃料的 BC 和 OC 总排放量分别下降了 0.65 Tg 和 1.5 Tg，分别同比下降 63%和 67%。而同期中国燃煤源 BC和 OC 总排放量分别由 0.73 Tg和 1.10 Tg 下降到 0.69 Tg和 0.98 Tg，下降幅度相对较小，因此燃煤排放在 BC 和 OC的总排放量中占比反而上升。2019 年，中国燃煤源生活部门 BC 排放 0.15 Tg，较 2014 年（排放 0.2 Tg）同比下降23.3%。如图 3-4 所示，中国居民燃煤产生的 BC 排放在空间分布上主要集中在北方地区，而南方地区燃煤产生的 BC较低，江苏和浙江排放最低，西藏地区燃煤产生的 BC也较低。燃煤排放 BC 增长最多的是甘肃省，增长 16.2 Gg，而燃煤排放 BC 减少最多的是山东省，减少 75.3 Gg。2019 年，中国燃煤源生活部门 OC 排放 0.27 Tg，较 2014 年（排放 0.36 Tg）同比下降24.3%。如图 3-5 所示，中国居民燃煤产生的 OC 排放在空间分布上主要集中在北方地区。南方地区燃煤产生的 OC 较低，福建和浙江排放最低。其中燃煤排放增长最多的是甘肃省，增长 27.4 Gg，燃煤排放减少最多的是山东省，减少 14.2 Gg。11 图 3-4 2014 年和 2019年中国居民燃煤产生的 BC排放空间分布以及各省排放变化 图 3-5 2014 年和 2019年中国居民燃煤产生的 OC排放空间分布以及各省排放变化 3.3.3 煤炭消耗产生的煤炭消耗产生的 SO2和和 NOx排放空间分布排放空间分布 二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）是人类活动排放到大气中的主要无机气态污染物，12 它们也是形成二次无机气溶胶的前体物质。SO2和 NOx进入大气后发生各种化学反应，转化成 SO42-和 NO3-离子，进而形成二次无机气溶胶。其中，NOx对大气中臭氧（O3）的形成起到重要的作用。煤炭中富含硫、氮等无机元素，因此早在高温燃烧过程中会产生 NOx，若不加控制则会排放出大量的 SO2和 NOx等污染物。1994-2014年，尽管生活燃煤具有相对于电厂和工业燃煤较高的颗粒物（包括一次 PM2.5、BC和 OC）排放因子，但其 SO2和 NOx的排放因子相对较低，在无除尘措施的情况下生活燃煤的 SO2和 NOx的排放因子均小于电厂和工业燃煤。1994-2014年，中国燃煤源 SO2排放总量呈现先增加后下降的趋势，而燃煤源 NOx排放总量一直呈现上升趋势；同时，燃煤源 SO2和 NOx的排放密度的空间分布均未发生明显的变化，华北平原、四川盆地、新疆地区以及长江中下游地区均为排放热点区域。在这二十年间，总生活燃煤源在大多数省份 SO2和 NOx排放中的比例逐渐下降，但部分省份的生活取暖用煤源所占比例出现上升。2014 年，中国燃煤源排放 SO2共计 19.1 Tg，占全部排放源 SO2总排放量的 60.4%，其中生活燃煤源排放 2.31 Tg；与 1994年相比，燃煤源 SO2排放总量上升了 7.58%，其中生活燃煤源排放量同比下降 12.9%。2014 年，中国人均燃煤 SO2排放量为 14.1 kg/cap，其中人均生活燃煤 SO2排放量为 1.71 kg/cap；人均燃煤源 SO2排放量较 1994年和 2004年分别下降0.83 kg/cap 和 6.56 kg/cap；人均生活燃煤源 SO2排放量较 1994 年和 2004 年分别下降 0.52 kg/cap 和 0.35 kg/cap。2014 年，全国人均燃煤源 SO2排放量最高的省份是内蒙古（29.2 kg/cap）、山西（25.9 kg/cap）、宁夏（22.2 kg/cap）和西藏（18.1 kg/cap）。同年，中国燃煤源排放 NOx共计 12.6 Tg，占全部排放源的 54.1%，燃煤源 NOx排放总量较 1994 年同比增加 130%，其中生活燃煤源 NOx排放量同比下降 12.9%。燃煤源 NOx排放量的迅速增长主要与电厂和工业燃煤消费量的迅速增长有关。2014 年，中国人均燃煤源 NOx排放量为 9.32 kg/cap，其中人均生活燃煤源 NOx排放量为 0.22 kg/cap；人均燃煤源 NOx排放量较 1994 年和 2004年分别增加 4.71 kg/cap和 1.08 kg/cap。2014年，中国人均燃煤源 NOx排放量最高的省份是宁夏（16.9 kg/cap）、内蒙古（16.0 kg/cap）、山西（15.0 kg/cap）和吉林（11.8 kg/cap）。2019年，中国燃煤源生活部门 SO2排放 1.43 Tg，较 2014年（排放 1.78 Tg）同比下降19.9%。图 3-6 展示的是中国居民燃煤产生的 SO2排放空间分布，排放主要集中在北方地区，而南方地区燃煤产生的 SO2较低，尤其是东南沿海一带排放最低。其中燃煤排放增长最多的是甘肃省，增长 18.9 Gg，燃煤排放减少最多的是山东省，减少 65.2 Gg。全国各个省 SO2排放的变化范围从-94.1%到 25.1%，除了青海和甘肃在增加以外；其他地区都有不同程度的下降，东部沿海一带和四川下降较快。同年，中国燃煤源生活部门 NOx排放 0.18 Tg，较2014 年（排放 0.24 Tg）同比下降 22.2%。图 3-7 所示，中国居民燃煤产生的 NOx排放在空间分布上变化不大，主要排放集中在北方地区，而南方地区燃煤产生的 NOx较低，尤其是 13 福建和浙江排放最低。其中燃煤排放增长最多的是甘肃省，增长 2.2 Gg，燃煤排放减少最多的是山东省，减少 9.4 Gg。全国各个省 NOx排放的变化范围从-94.2%到 22.7%，除了青海和甘肃在增加以外；其他地区都有不同程度的下降，江苏、浙江、福建、海南和四川下降较快。图 3-6 2014 年和 2019年中国居民燃煤产生的 SO2排放空间分布以及各省排放变化 14 图 3-7 2014 年和 2019年中国居民燃煤产生的 NOx排放空间分布以及各省排放变化 3.3.4 煤炭消耗产生的煤炭消耗产生的棕碳（棕碳（BrC）和）和 CO排放空间分布排放空间分布 含碳可燃物的不完全燃烧产物将产生一氧化碳（CO）等，2014 年中国燃煤源排放 CO共计 46.4 Tg，占全部排放源 CO 总排放量的 24.8%；燃煤源 CO 排放总量较 1994 年同比上升 34.6%，其中生活燃煤源 CO排放量同比下降 10%。2014年，中国人均 CO排放量为 34.3 kg/cap，其中人均生活燃煤源 CO排放量为 11.5 kg/cap；人均燃煤源 CO排放量较 1994年和2004年分别上升 5.29 kg/cap 和 0.60 kg/cap。2014年，全国人均燃煤源 CO排放量最高的省份是内蒙古（123 kg/cap）、山西（104 kg/cap）、宁夏（73.8 kg/cap）、新疆（55.4 kg/cap）、河北（55.4 kg/cap）和青海（51.6 kg/cap）。1994-2014 年，中国全国大多数地区燃煤源 CO排放密度普遍增大，同时燃煤源 CO 排放的空间分布未发生明显变化，排放热点区域均为华北平原、长江中下游平原以及四川盆地。2019 年，我国燃煤源生活部门 CO 排放 6.8 Tg，较 2014 年（排放 9.4 Tg）同比下降27.3%。图 3-8 展示了中国居民燃煤产生的 CO 排放的空间分布，排放集中在北方地区，南方地区燃煤产生的 CO 较低，尤其是西藏、福建和海南排放最低。其中燃煤排放增长最多的是甘肃省，增长 51.6 Gg，燃煤排放减少最多的是山东省，减少 0.39 Tg。全国各个省 CO排放的变化范围从-94.2%到 22.7%，除了青海和甘肃在增加以外；其他地区都有不同程度的下降，江苏、浙江、福建、海南和四川下降较快。2019年，中国燃煤源生活部门 BrC 排放 0.14 Tg，较 2014年（排放 0.19 Tg）同比下降24.3%。如图 3-9 所示，中国居民燃煤产生的 BrC 排放主要排放集中在北方地区，而南方地区燃煤产生的 BrC 较低，尤其是西藏、福建和海南排放最低。其中燃煤排放增长最多的是甘肃省，增长 1.4 Gg，燃煤排放减少最多的是山东省，减少 7.2 Gg。全国各个省 CO排放的变化范围从-94.5%到 17.3%，除了青海和甘肃在增加以外；其他地区都有不同程度的下降，江苏、浙江、福建、海南和四川下降较快。15 图 3-8 2014 年和 2019年中国居民燃煤产生的 CO排放空间分布以及各省排放变化 图 3-9 2014 年和 2019年中国居民燃煤产生的 BrC排放空间分布以及各省排放变化 3.2 生物质消耗产生的大气污染物排放空间分布 生物质燃料是我国生活源固体燃料消耗量的主要来源，研究结合排放因子法，自下而 16 上估算了 1980 年至 2021 年中国农村使用生活能源导致的 PM2.5、PM10、TSP、BC、OC、SO2、NOx、BrC 和 CO 的排放，并且分析了各污染物排放总量的变化。同时选取 2014、2019 年中国生活源的生物质消耗排放数据，分析发现上述大气污染物的总排放量都有所下降，但在空间分布上变化不大，主要排放均集中在中部地区，而东部沿海地区产生的污染物较低。燃烧效率的提高和排放因子的降低两者都对减少排放产生了积极的影响。例如，一次PM2.5和 BC 的总排放量分别从 1980 年的 7,190 Gg（5,4948,684 Gg）和 1,465 Gg（1,1201,770Gg）减少了 66%和 49%，降至 2014 年的 2,424 Gg（1,8522,928 Gg）和 745 Gg（569900 Gg），到2021年进一步下降至1,584Gg（1,2101,913 Gg）和473Gg（362571 Gg）。NOx表现出与BC相似的趋势，先缓慢增加后缓慢下降。CO和 PM10、PM2.5下降趋势类似，2000 年之后大幅度下降。1980 年 SO2、NOx的生活源占比分别为 20%和 27%，在2021 年的贡献已经下降到 7%和 3%，生活源对两个物种的贡献很低，这一变化主要是由于其它源的排放量增加导致的。对于OC，生活源固体燃料的不完全燃烧仍然是一个主要来源，尽管生活源贡献从 1980 到 2021 年一直在下降，但 2021 年生活源仍在 OC 排放中占据主导地位（58%）。由于农村人口多、生活源消耗量高，因此对各物种排放量的贡献也高于城市。3.2.1 生物质生物质消耗产生的消耗产生的 PM2.5、PM10和和 TSP 排放空间分布排放空间分布 2019 年，中国生物质源生活部门 PM2.5排放 0.88 Tg，较 2014 年（排放 1.79 Tg）同比下降 51%。图 3-10 展示了中国居民燃烧生物质产生 PM2.5排放空间分布，排放主要集中在中部地区，而南方地区燃煤产生的PM2.5较低，尤其台湾省和海南省排放最低。其中燃烧生物质排放下降最少的是台湾省，下降 0.7 Gg；燃烧生物质排放下降最多的是四川省，减少75 Gg。全国各个省 PM2.5排放的变化范围从-81.9%到-2.9%，全国各个地区都有不同程度的下降，陕西、甘肃和海南等省份下降较快。2019 年，中国生物质源生活部门 PM10排放 0.95 Tg，较 2014 年（排放 1.93 Tg）下降50.8%。如图 3-11 所示，中国居民燃煤产生的 PM10排放在空间分布上主要排放集中在中部地区，而南方地区燃煤产生的 PM10较低，尤其是福建和台湾省排放最低。其中燃烧生物质排放下降最少的是台湾省，下降 0.74 Gg；燃烧生物质排放下降最多的是四川省，减少 52 Gg。全国各个省 PM10排放的变化范围从-81.96%到-2.91%，全国各个地区都有不同程度的下降，陕西、甘肃和海南等省份以及华北地区下降较快。2019年，中国生物质源生活部门 TSP排放 1.0 Tg，相较于 2014年排放 2.0 Tg，同比下降了 50.9%。依图 3-12 所示，中国居民燃烧生物质产生的 TSP 主要排放集中在中部地区，而南方地区燃煤产生的 TSP 较低，尤其是台湾省最低。其中生物质排放降低最多的是台湾省，减少 0.76 Gg，生物质燃烧排放降低最少的是四川省，减少 86Gg。全国各个省 TSP 排放的变化范围从-81.97%到-2.91%，全国各个地区都有不同程度的下降，陕西、甘肃和海南 17 等省份以及华北地区下降较快。图 3-10 2014 年和 2019年中国居民燃烧生物质产生 PM2.5排放空间分布以及各省排放变化 图 3-11 2014年和 2019 年中国居民燃烧生物质产生 PM10排放空间分布以及各省排放变化 18 图 3-12 2014 年和 2019年中国居民燃烧生物质产生 TSP 排放空间分布以及各省排放变化 3.2.2 生物质生物质消耗产生的消耗产生的 BC 和和 OC 排放空间分布排放空间分布 2019 年，中国生物质源生活部门 BC 排放 0.11 Tg，较 2014 年（排放 0.23 Tg）同比下降 50.6%。图 3-13 所示，中国居民燃烧生物质产生的 BC 排放在空间分布上主要排放集中在中部地区，而南方地区燃煤产生的 BC 较低，尤其是福建和台湾省排放最低。其中生物质排放降低最多的是台湾省，减少 0.14 Gg，生物质燃烧排放降低最少的是四川省，减少9.7 Gg。全国各个省 BC 排放的变化范围从-81.96%到-2.66%，全国各个地区都有不同程度的下降，陕西、甘肃和海南等省份以及华北地区下降较快。2019 年，中国生物质源生活部门 OC 排放 0.33 Tg，较 2014 年（排放 0.68 Tg）同比下降 50.6%。图 3-14 所示，中国居民燃烧生物质产生的 OC 排放在空间分布上主要排放集中在中部地区，而东部沿海地区产生的 OC 较低，尤其是台湾省排放最低。其中生物质排放降低最少的是台湾省，减少 0.31 Gg，生物质燃烧排放降低最多的是四川省，减少 28 Gg。全国各个省 OC 排放的变化范围从-82.06%到-2.98%，全国各个地区都有不同程度的下降，陕西、甘肃和海南等省份以及华北地区下降较快。19 图 3-13 2014 年和 2019年中国居民燃烧生物质产生 BC 排放空间分布以及各省排放变化 图 3-14 2014 年和 2019年中国居民燃烧生物质产生 OC 排放空间分布以及各省排放变化 3.3.3 生物质生物质消耗产生的消耗产生的 SO2和和 NOx排放空间分布排放空间分布 2019 年，中国民用生物质的 SO2排放 0.09 Tg，较 2014 年（排放 0.19