近日，北京师范大学环境学院田贺忠团队在
Environmental Science&Tecdnology
发表了题为
“Halogen
Emissions from Coal-Fired Power Plants in China: Evolutions, Driving Forces,
and Future Trends”
的研究论文。该研究编制了中国燃煤电厂
(CFPPs)
的全卤素
(
包括氟、氯、溴、碘
)
排放清单。结果显示，
2018-2022
年
CFPPs
卤素排呈波动反弹趋势，
2022
年氟、氯、溴和碘分别达到
6,875.7
吨、
24,872.4
吨、
1,127.9
吨和
476.7
吨。排放主要集中在主要煤炭生产基地和高耗能地区。煤炭消费量增加是排放增长的主要驱动因素，而污染控制和发电技术的提升促进了减排。在空气污染控制和气候目标的驱动下，预计卤素排放将在
2030
年前达到峰值，之后将快速下降，到
2050
年基本消除
。
卤素因其高度活跃的化学特性，在大气化学中扮演着重要角色，可通过复杂的氧化还原反应影响大气环境、气候变化和汞的地球化学循环。除海洋排放和火山等自然来源外，煤炭燃烧大气卤素的主要人为来源之一。煤炭中含有所有种类卤素，在燃烧过程中会排放到大气，实地观测也证实了燃煤电厂是大气卤素的重要来源。作为全球最大煤炭消费国中最大的耗煤部门，中国燃煤电厂的卤素排放值得高度关注。然而，目前涵盖中国燃煤电厂所有卤素种类的综合清单尚未见诸报道。现有中国卤素排放清单中涉及燃煤电厂的部分仅涵盖少数卤素种类，难以全面反映近年来产业升级发展带来的变化。此外，
“
双碳
”
目标下燃煤电厂的绿色低碳转型过程中卤素排放的未来趋势值得探究。本基于文献综述和多源数据，通过质量平衡法建立了中国燃煤电厂活
2018
年至
2022
年全卤素排放清单，分析了其时空变化特征及驱动因素。进而通过情景分析评估了
“
双碳
”
目标下燃煤电厂卤素排放的未来趋势。本研究有助于深化对人为源卤素排放及其环境影响的认识
。
2018
年至
2022
年间，中国燃煤电厂的卤素排放量先下降后上升。
F
、
Cl
、
Br
和
I
的排放量从
2018
年的
7,121.9
吨、
24,890.8
吨、
1,135.6
吨和
489.7
吨分别下降至
2020
年的
6,741.5
吨、
24,276.4
吨、
1,120.9
吨和
460.6
吨，随后在
2022
年回升至
6,875.7
吨、
24,872.4
吨、
1,127.9
吨和
476.7
吨。五年间
F
、
Cl
、
Br
和
I
的排放量分别减少了
3.6%
、
0.1%
、
0.7%
和
2.7%
。
F
、
Cl
和
Br
的颗粒态分别占
2.7%
、
2.3%
和
0.9%
，而
I
则完全以气态形式排放。
图
1
2018-2022
年中国燃煤电厂卤素排放趋势
2022
年，
F
排放量最高的十个省份依次为内蒙古、山西、山东、江苏、陕西、广东、安徽、新疆、河南和辽宁。这些省份的
F
排放量均超过
260
吨，总计占全国排放总量的
62.3%
。对于
Cl
，排放量排名前十的省份分别是山西、江苏、内蒙古、山东、新疆、广东、浙江、河南、河北和陕西，这些省份的
Cl
排放量均超过
890
吨，总计占全国排放总量的
67.0%
。
Br
排放量最高的省份为新疆、江苏、安徽、山西、宁夏、山东、河南、内蒙古、贵州和广东，各省
Br
排放量均超过
43
吨，合计占全国总量的
67.0%
。
I
排放量排名前十的省份为山东、山西、江苏、湖南、贵州、河南、广东、内蒙古、安徽和重庆，这些省份的
I
排放量均超过
17.6
吨，总计占全国排放量的
67.1%
。总体来看，卤素排放量较高的省份多集中于燃煤电厂装机容量大、煤炭消费量高的地区，如内蒙古、山东、山西、江苏、广东和新疆。同时，一些煤炭消费量较高且卤素含量较高的省份，例如辽宁（
F
）、宁夏、贵州和安徽（
Br
），以及湖南、重庆和贵州（
I
），卤素排放量也较高。
图
2 2022
年燃煤电厂卤素排放的空间分布
图
3
2018-2022
年燃煤电厂卤素排放的驱动因素
燃煤电厂的卤素排放受煤炭消费量、煤炭中的卤素含量、发电技术及污染控制技术水平等因素共同影响。
2018
年至
2022
年间，煤炭消费量的增加使
F
排放量较
2018
年增长了
13.7%
。与此同时，污染控制技术的进步、发电效率的提升以及装机结构的优化分别使
F
排放量减少了
14.2%
、
1.4%
和
1.6%
。同样地，
Cl
排放变化中，煤炭消费量、污染控制水平、发电效率及装机结构变化的贡献分别为
+13.9%
、
-11.0%
、
-1.5%
和
-1.6%
。对于
Br
排放，以上因素的贡献分别为
+13.9%
、
-11.5%
、
-1.5%
和
-1.6%
；而
I
排放的对应贡献为
+13.8%
、
-13.4%
、
-1.4%
和
-1.6%
。尽管不断增长的电力需求导致煤炭消费量增加，加剧了燃煤电厂卤素减排的压力，但发电技术的进步、日益严格的污染控制措施以及绿色低碳发展政策下装机结构的优化，使得燃煤电厂的总体卤素排放量低于
2018
年的水平
。
图
4
展示了不同情景下燃煤电厂的未来卤素排放趋势。
2025
年至
2030
年，为满足能源需求及电力系统的安全稳定性，煤电仍将有一定程度的发展，卤素排放将在
2030
年前达到峰值。之后，在碳预算约束及燃煤电厂绿色低碳转型的推动下，卤素排放预计将在
2030
年后快速下降，到
2050
年基本实现排放清零。
图
4 2025
年至
2060
年不同情景下燃煤电厂的卤素排放趋势
本研究得到了国家自然科学基金（
22176014
）和国家重点研发计划（
2023YFC3708501,
2022YFC3700601
）的资助，特此致谢
。
田贺忠
教授
/
博导，北京师范大学大气环境研究中心主任，现任职于北京师范大学环境学院。主要从事能源利用与大气污染控制技术（除尘、脱硫、脱硝、脱汞）、中国典型大气污染物排放清单、区域大气环境质量模拟分析、有害重金属元素（汞、砷、硒、铅、镉、铬、镍、锑等）排放迁移转化及环境与健康影响等方面的研究工作。在
ES&T
、
ACP
、
AE
、
JHM
等环境科学与大气科学领域
TOP
学术刊物及美国化学学会
(ACS)
年会等国际会议上发表学术论文
100
余篇，在
One Earth
、
ES&T
、
ACP
、
JHM
、
JGR
、
STOTEN
、
Environ. Pollut.
、
Environ. Res.
、
Atmos. Environ.
等国际环境科学和大气环境领域的顶级刊物上发表文章
60
余篇，其中，
Nature Index
期刊论文
10
余篇；
ESI
高被引论文
4
篇。发表论文引用
7642
次，
H
指数
47
，
i10
指数
85
；
2018
年至今
H
指数
42
，
i10
指数
78
。
