火電建設面臨的環(huán)保形勢與任務分析

【摘要】火力發(fā)電是我國主要的電力來源，其對于國民經(jīng)濟的快速發(fā)展而言，具有十分重要的基石性作用。然而，隨著民眾環(huán)保意識的提升以及當前環(huán)境污染問題的嚴重性，火力發(fā)電項目作為污染的重要源頭，進行必要的創(chuàng)新改造勢在必行。在這種背景下，就必須深入了解當前火電建設所面對的環(huán)保形勢，進而有針對性的進行改造任務。本文首先探討了火電建設的作用及環(huán)保形勢，進而提出了嚴峻的環(huán)保形式下的火電建設對策，以求為更好的發(fā)展火電項目提供必要的借鑒與參考。

【關(guān)鍵詞】火電建設；環(huán)保形勢；任務；對策

一、火電建設的作用及環(huán)保形勢

（一）火電建設的作用

我國以煤為主的火力發(fā)電占總發(fā)電量70%以上，并在今年6月超越美國，成為二氧化碳排放量最大的國家。即使如此，我國各地的電力供應仍嚴重不足，西部地區(qū)時常停電、簡直是屋漏偏逢連夜雨，更別提支持其快速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)?；鹆Πl(fā)電的汽力發(fā)電機組的原理是利用燃燒煤炭、石油、重油、液化天然氣等燃料投入鍋爐內(nèi)燃燒，使產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽，然后將蒸汽導入汽輪機使汽輪機產(chǎn)生回轉(zhuǎn)，再借助汽輪機帶動發(fā)電機產(chǎn)生電力。汽力發(fā)電機組設備能量轉(zhuǎn)換過程最初是在鍋爐內(nèi)的燃料與空氣混合，經(jīng)由燃燒過程產(chǎn)生化學能，再轉(zhuǎn)化成熱能；產(chǎn)生的熱能導入汽輪機，使其進行運轉(zhuǎn)而產(chǎn)生機械能，而這機械能則帶動發(fā)電機的運轉(zhuǎn)進而產(chǎn)生電能。傳統(tǒng)汽力機組與氣渦輪機組組合的發(fā)電方式，應用氣渦輪機高溫排放的熱氣使其再經(jīng)過廢熱鍋爐回收部分熱量后再予排放，廢熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽則送至汽輪機帶動發(fā)電機。該類型機組可以停用廢熱鍋爐，讓氣渦輪機組單獨運轉(zhuǎn)供電，稱為單循環(huán)發(fā)電，若加入汽力循環(huán)則稱為復循環(huán)運轉(zhuǎn)。

（二）火電建設的環(huán)保形勢

人類為追求物質(zhì)享受及提升生活生平而燃燒化石燃料且使用量不斷增加，火力發(fā)電即借助燃燒化石燃料產(chǎn)生電力的發(fā)電方式，不但對于我國的電力系統(tǒng)占有極重要的角色，全世界大多數(shù)國家情況也相同?；鹆Πl(fā)電過程中，直接或間接產(chǎn)生不同程度的污染排放物，這些污染排放物包括了硫氧化物、氮氧化物、懸浮粒狀物、二氧化碳及臭氧等等。根據(jù)目前的科技，已經(jīng)可將上述污染排放物中的硫氧化物、氮氧化物、懸浮粒狀物，借助不同設備予以大部分移除，然而在最后排放過程中，仍有程度不一的污染物排放于大氣中，影響動植物的生長，并對人體的呼吸道造成損害。地球暖化與溫室效應是當前全世界最熱門的話題，其真正原因不論是否起因于CO2排放量不斷增加，如何抑低CO2排放量的行動早已積極展開，目前更是如火如荼進行。國內(nèi)目前正進行中的重大投資項目無法順利通過環(huán)境評估，這也與將來運轉(zhuǎn)時會排放大量的CO2有直接關(guān)系。

2004年7月9日，國務院下發(fā)了5國務院關(guān)于投資體制改革的決定6（以下簡稱5決定6），其目標是改革政府對企業(yè)投資的管理制度，按照/誰投資、誰決策、誰收益、誰承擔風險0的原則，改革項目審批制度，落實企業(yè)投資自主權(quán)。5決定6明確規(guī)定，對于企業(yè)自主投資項目，一律不再實行審批制，區(qū)別不同情況實行核準制和備案制。5決定6的附件5政府核準的投資項目目錄（2004年本）6中規(guī)定：火電站由國務院投資主管部門核準；熱電站中的燃煤項目由國務院投資主管部門核準；其余項目（燃油、燃氣熱電站）由地方政府投資主管部門核準。從長遠來看，由于我國煤炭、石油、天然氣等資源均較為短缺，因此節(jié)能降耗將是一項長期堅持的政策，火電應主要建設大容量、高參數(shù)、低煤耗、環(huán)保節(jié)能型的600MW及以上超臨界和超超臨界機組，而且盡可能降低水耗指標。即使是供熱機組，也盡可能建設300MW及以上的抽凝式發(fā)電供熱機組，300MW以下的供熱機組應選用背壓式機組，真正實現(xiàn)/以熱定電0的運行方式。同時鼓勵發(fā)展?jié)崈裘汉途C合利用發(fā)電技術(shù)及熱電冷聯(lián)供機組。

二、嚴峻的環(huán)保形式下的火電建設對策

（一）嚴格遵循國家要求

火電廠污染治理的基本要求首先應滿足達標排放，使其環(huán)境影響符合環(huán)境功能及質(zhì)量標準要求，同時還要貫徹清潔生產(chǎn)、節(jié)約用水、總量控制原則。因此《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223—2003）是火電建設項目污染治理的最基本要求，標準執(zhí)行較長時間后，由于技術(shù)與經(jīng)濟的進步以及環(huán)境需求，可能在新的標準修訂前，國家環(huán)境保護總局等部門會出臺相關(guān)文件對污染治理提出要求。具體來看，應當符合如下兩個方面的要求：一是火電項目的廠址選擇要符合法規(guī)、部門規(guī)章、發(fā)展規(guī)劃、環(huán)境功能等多方面要求，且這些要求近年來變化很快，因此項目建設單位應及早咨詢，以免造成較大的前期損失。二是火電廠污染治理的基本要求首先應滿足達標排放，使其環(huán)境影響符合環(huán)境功能及質(zhì)量標準要求，同時還要貫徹清潔生產(chǎn)、節(jié)約用水、總量控制原則。另外，火電廠建設項目的具體污染治理措施還應符合《火力發(fā)電廠設計技術(shù)規(guī)程》、《火力發(fā)電廠環(huán)境保護設計規(guī)定》、《火力發(fā)電廠廢水治理設計技術(shù)規(guī)程》、《火力發(fā)電廠除灰設計技術(shù)規(guī)程》、《火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)煤塵治理設計技術(shù)暫行規(guī)定》等行業(yè)設計規(guī)程。

（二）強化常規(guī)改善措施

目前火力發(fā)電廠以實施的環(huán)保措施如下：（1）煤塵飛揚的抑止：減少運送燃煤途中，所產(chǎn)生的煤塵，使環(huán)境不再受二次污染。（2）低氮氧化物的控制：利用一種可控制流量的裝置，分火式的燃燒器，使燃燒器能在缺氧及低溫環(huán)境下運轉(zhuǎn)，因燃料中與空氣中的氮不易與氧反應，而減少排氣中氮氧化物。（3）排煙的處理：共有三種步驟，也即靜電集塵器、高煙囪、排煙脫硫設備。（4）煤灰的處理：采用灰漿管道，將底灰、粗灰，剩下的飛灰，送至灰塘，筑堤填海造新生地。（5）溫排水的處理：利用海水降溫冷卻后排出。（6）總合廢水處理系統(tǒng)：廢水導入綜合處理設備集中處理，使水質(zhì)符合國家排放標準，用于火電廠綠化及煤堆灑水抑塵。

（三）提高能源轉(zhuǎn)換效率

一是提升既有機組效率。以傳統(tǒng)火力的臨界燃煤機組為例，其凈化效率在36%以下，也就是說若將100噸煤炭投入鍋爐燃燒，僅36噸煤炭轉(zhuǎn)換成電力由電廠輸出，其余64噸則由煙囪排放、海水帶走及廠內(nèi)發(fā)電輔助設備所耗用。欲提高電力輸出比例，則必需改善發(fā)電設備，但受限機組壽命、投資經(jīng)濟效益等等因素，因而根據(jù)現(xiàn)有機組所能提升的效率有限。二是興建高效率機組。復循環(huán)機組的效率可達46%～55%間（根據(jù)所在位置、在電力系統(tǒng)中所扮演的角色、機型、機齡、燃料熱值等而有所不同），以燃燒用天然氣為主，根據(jù)相同熱值單價比較，天然氣遠高于煤炭。根據(jù)臺電公司實際每供一度電，復循環(huán)機組之發(fā)電成本約為燃煤機組的2.3倍，故臺電公司以復循環(huán)機組供電，并無利潤可言，且供電愈多虧損愈大。故若以經(jīng)濟效益及現(xiàn)實之企業(yè)經(jīng)營角度評估，除非調(diào)高電價，否則不是可行的策略。起臨界燃煤火力機組較亞臨界汽鼓式燃煤機組可有高約5%的效率，故未來新建燃煤機組理所當然應列為優(yōu)先選擇的機組型式。

（四）選用含碳元素較低的氣體燃料

CO2的減排除源頭減排外，迄今并無商業(yè)化的末端減排設備，而源頭減排的方式也基本可概括為提高能源轉(zhuǎn)換效率和選用含碳元素較低的氣體燃料兩種。天然氣相較重油與煤炭而言，相同發(fā)電量所排放的CO2量最低，故屬較干凈的能源，但天然氣發(fā)電成本遠高于燃煤發(fā)電，因而若以純經(jīng)濟效益角度評估，天然氣發(fā)電仍難以得到推廣。因此，應當將經(jīng)濟與環(huán)保訴求進行有效的結(jié)合，并加大技術(shù)創(chuàng)新力度，確保含碳元素較低的氣體燃料使用的經(jīng)濟性。

三、小結(jié)

火力電廠的生產(chǎn)活動和排放卻制造了許多污染，如廢氣、廢液、噪音和電磁波等，威脅我們的生活和居住環(huán)境，特別是空氣污染物質(zhì)，其最主要的污染物為SO2、CO2、碳氫化合物、懸浮微粒（PM10、PM2.5、PM1）、NOx及CO等，威脅著居住在周邊的居民和環(huán)境?；鹆﹄姀S周邊環(huán)境95%的SO2來自于發(fā)電廠燃料的燃燒，而SO2可能造成人類呼吸道系統(tǒng)的刺激，也造成了周邊居民蔬果種植的污染及損失。經(jīng)濟與環(huán)保在很多時候是難以兼顧的兩議題，火力發(fā)電肩負供電重任，卻也背負著對環(huán)境造成沖擊的責任，在當前核能開發(fā)不易且?guī)砹眍惌h(huán)保問題及再生能源尚未能取代火力發(fā)電的大環(huán)境下，每一位公民均應有節(jié)約能源、有效使用能源的共識。當今大環(huán)境下只有電力需求成長舒緩，才能減少化石燃料的使用量，對環(huán)境的沖擊才得以改善，而從事火力發(fā)電任務的從業(yè)人員，也應時時以提高能源轉(zhuǎn)換效率、降低線路損失為工作目標，共同為減少化石燃料使用量而努力。

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