清洁型煤采暖跟一氧化碳中毒的关系有多大？
中德可再生能源合作中心执行主任 陶光远
2019年12月09日
清洁型煤采暖跟一氧化碳中毒的关系有多大？
户用燃煤炉在燃烧时，必定要在燃煤烟气中产生相当数量的一氧化碳。每年冬天，都有燃煤采暖造成的一氧化碳中毒事件发生，只不过是老百姓用自己买的煤，一氧化碳中毒找不到政府的茬儿。燃煤造成的一氧化碳中毒的危险，主要是燃煤的炉子造成的。
燃煤采暖发生一氧化碳中毒的主要原因是，现在中国农村的绝大多数燃煤采暖炉，有一个做饭烧水的炉口，这个炉口是正压，所以从这个炉口有燃煤烟气泄漏。当然，如果烟囱没有连接好也会有烟气泄漏。
如果燃煤炉和烟囱在室内不泄漏烟气，则烟气中的一氧化碳，就不会排放在室内，即使烟气中一氧化碳的浓度较高，也不会造成室内人员的一氧化碳中毒。但是用现在农村的燃煤采暖炉燃烧散煤时，烟气是浓烟——因为其中有大量的液体颗粒物，有很大的气味，如果在室内有较多的烟气泄漏，容易闻出来，也可以看到。而燃烧用无烟煤或兰炭制作的清洁型煤时，产生的浓烟较少（这也是为了环保使用清洁型煤的缘故），一氧化碳又是无色无味的。因此，室内空气中一氧化碳浓度较高时不容易被人们发现，除非有一氧化碳报警仪报警。如果说清洁型煤增加了一氧化碳中毒的发生，这是主要的原因。
现在市场上销售的所谓散煤，是廉价的烟煤，烟煤的挥发分比例较高，固定碳的比例低，燃烧时的燃点低，产生的烟气中一氧化碳浓度低。而用无烟煤或兰炭（半焦）制作的清洁型煤，挥发分比例较低，固定碳比例较高，燃烧时的燃点高。所以，同样的炉具，燃烧时产生的烟气中一氧化碳浓度会比散煤高一些。但是这个因素对一氧化碳中毒的比例提高影响不大。
防止一氧化碳中毒，是有办法的。一是使用一氧化碳探测报警仪。二是安装风斗；因为一氧化碳比空气轻，漂浮在室内的顶部，可通过在窗户上或门上安装的风斗排出。安装风斗是最可靠的防止一氧化碳中毒的办法。
我小时候家里也是用燃煤炉采暖，那时候也没有民用的一氧化碳检测仪，我从小就知道燃煤采暖防止煤气中毒最可靠的方法就是在窗户或门上安装风斗。80年代初，我研究生毕业到中国科学院应用数学研究所工作。当时北京的住房非常短缺，我一直住在抗震棚里，直到80年代末我出国留学前，冬天都是用燃煤炉烧散煤采暖。我是一开始就在家里的窗户上乖乖地安装了风斗的。
在德国，过去也都是用煤炭或生物质等固体燃料采暖，现在很多人家还在用。至今德国还有约1400万个户用固体燃料采暖炉（德国的人口是8000多万）。其中整个冬季靠固体燃料（可用型煤，也可用生物质）采暖的燃煤炉有约300万个，其余的是偶然用甚至仅作为备用的壁炉，圣诞节期间很多家庭要烧壁炉，炉火不仅给人们带来温暖，还有好心情。但是在德国很少听说有燃煤引起一氧化碳中毒的事情发生，一般家庭也不用一氧化碳探测仪和风斗。这是为什么？
一是几乎所有的户用固体燃料采暖炉是用来采暖的，因此炉子只有与烟囱的连接口是正压，进风口是负压，没有带正压的其它出口——譬如中国农村燃煤采暖炉上的那个可以做饭烧水的炉口。因此，只要烟囱畅通，不漏烟，不倒风，就没有一氧化碳在室内逸出的可能。
二是为保证燃烧炉烟囱的排烟畅通，在德国法律规定所有的烟囱都必须到专业注册的烟囱师傅那里去注册，缴纳烟囱年检费。德国的烟囱师傅是个注册的专门技能职业，有专门的烟囱师傅协会。烟囱师傅每年要对所管辖的每个烟囱的安全状况进行检查，确保烟气排放流畅。德国烟囱师傅的数量与当地烟囱的数量挂钩，所以这个职业很稳定，且收入不低。在德国这是个超级热门的职业，远比医生、教师和公务员热门。现在在德国有可能当上烟囱师傅的人，几乎都是烟囱师傅的儿子或者女婿。
清洁型煤造成一氧化碳中毒人数增加的解决办法：
- 短期措施：推广使用一氧化碳检测报警仪。指导安装风斗。
- 中期措施：使用德式固体燃料低污染排放采暖炉。
德国能源署在给中国某省做治霾咨询时，曾经对散煤采暖做了重点的调研。我们发现，中国农村既有的采暖炉，炉膛很小，比德国的采暖炉小大约一个数量级。我的同事估计，这么小的炉膛，焦油的燃烧时间连半秒钟都不到。用这样的炉子，排放的烟气中焦油（浓烟）的浓度高是必然的。户用固体燃料采暖炉在燃烧过程中产生的颗粒物，绝大部分是焦油，是液体颗粒物。大幅减少烟气中焦油的办法，就是增大炉膛的容积，并合理配置二次风增强焦油的燃烧，德国一般要求达到两秒钟以上。在德国的户用固体燃料采暖炉里即使烧树木枝杈，或烧用褐煤做的型煤，颗粒物的排放也只有几十毫克/立方米。所以在德国没有清洁型煤这个煤炭产品的品种。
考虑到中国北方农村的建筑保温措施差，建筑物外围护面积大，散热量大，燃气和电采暖的费用很高，政府和用户都很难长期承受。用既有的燃煤炉烧所谓的清洁型煤，燃料成本较高，且仍有相当大量的颗粒物排放。因此德国能源署给该省的散煤污染治理建议是：长期措施是在建筑物新建或大修时，提高房屋的保暖性能，在此基础上再考虑燃气或电采暖的措施。中期措施是使用德国有长期实践经验并不断改进的大炉膛超低污染排放的燃煤采暖炉。
中国现在农村既有的燃煤采暖炉在烧散煤时的颗粒物排放为700毫克/立方米烟气。使用这种燃煤炉，若要降低颗粒物的排放时，就只能使用无烟煤和兰炭块，或用其粉末制作的型煤，但颗粒物的平均排放量仍然高于100毫克/立方米烟气。
而德国的（型煤和生物质）固体燃料采暖炉烟气中的颗粒物排放上限，2015年1月1日的最新规定是低于20~40毫克/立方米烟气。
使用德式固体燃料采暖炉可以烧树木枝杈（比散煤还便宜）、散煤（烟煤）以及用烟煤沫制作的型煤（散煤比无烟煤和兰炭每吨要便宜好几百元）。且没有那个烧水做饭的炉口，使得一氧化碳泄漏的风险大大降低。用这样炉子：一氧化碳中毒的风险大大降低；燃料也很便宜，可以烧散煤或散煤沫制作的型煤，如果烧树木枝杈甚至比烧散煤还便宜；且烟气排放的污染物大大下降，远低于用既有的燃煤炉烧清洁型煤。可谓安全、经济、环保。
在德国能源署的合作支持下，全球500强企业陕西煤化集团下属的德秦公司从德国引进了德式固体燃料采暖炉。
- 长期措施：对农村的住宅进行建筑节能改造，大幅度降低采暖能耗。不过采用现在用于城市建筑的节能方法，对农村建筑过于昂贵（因为单位农村建筑面积的外围护——屋顶和外墙面积太大）。我现在正在与一家大型央企合作研发一种廉价却非常节能的集建筑节能、太阳能集热和太阳能发电一体化的农村住宅建筑改造技术，预计在北京地区可以节省80%以上的冬季采暖能耗。这样，农民不管是用电或天然气采暖，政府不补贴，也都负担得起。估计春节前后这个示范项目即可投入运行。不过在大规模推广应用之前还需要一两年的示范和检测时间。
感谢北京德秦技术开发有限公司对本文的写作提供的支持。
何继江读后感：
1、农村如果还有用煤炉做饭的，应该把做饭煤炉和采暖煤炉分开。做饭煤炉不在卧室中。
2、中国农村现在很多家庭已经用燃气和电磁炉做饭。这些家庭不应该再用有炉口的燃煤炉，而应只供暖，这样一氧化碳没有正压出口。
3、在欧洲访问期间使用过多次烧木柴的取暖炉具，只供暖，不做饭。就炉具而言，中国的工业化水平还有很大差距。
4、陶光远先生推荐的采暖炉在当前很有迫切性。
5、 人命关天。
公众号简介
何继江
清华大学社会科学学院能源转型与社会发展研究中心常务副主任
清华大学科技与社会研究中心副主任
清华大学社会科学学院博士
清华大学能源环境经济研究所博士后
清华MBA校友能源环保协会副会长
这是何继江的个人微信公众号，也发布能源转型与社会发展研究中心研究团队的原创文章。
普及绿能，淘汰碳能。
推动能源革命，促进社会发展。
