我國燃煤電廠推廣超低排放技術(shù)的對策建議

帥 偉，莫 華

（1. 中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部 環(huán)境工程評估中心，北京 100012；2. 北京中咨海外咨詢有限公司，北京 100048）

我國燃煤電廠推廣超低排放技術(shù)的對策建議

帥 偉1，2，莫 華1

（1. 中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部 環(huán)境工程評估中心，北京 100012；2. 北京中咨海外咨詢有限公司，北京 100048）

回顧了煤電大氣污染控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及超低排放的發(fā)展歷程，分析了煤電超低排放對我國環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會的重要意義，探討了煤電超低排放在法律效力、技術(shù)應(yīng)用、經(jīng)濟(jì)可行和效益最優(yōu)等方面面臨的問題與挑戰(zhàn)，從技術(shù)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)獎懲、運(yùn)行管理和環(huán)境監(jiān)督角度提出了燃煤電廠超低排放的發(fā)展建議，指出應(yīng)堅持“量力而行、自主創(chuàng)新、因地制宜、示范先行”的原則，積極穩(wěn)步地探索綠色煤電發(fā)展新道路。

燃煤電廠；超低排放；治污減排

《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223-2011）頒布之初曾引起電力行業(yè)的激烈爭論，認(rèn)為執(zhí)行該標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)不可行，經(jīng)濟(jì)不可承受，不符合我國國情。但隨著環(huán)境空氣污染的日益加重，尤其是京津冀、長三角和珠三角等重點區(qū)域灰霾天頻發(fā)，《大氣污染防治行動計劃》等政策的發(fā)布，電力行業(yè)面臨的環(huán)保形勢與生存危機(jī)空前嚴(yán)峻，企業(yè)不僅積極采取措施以滿足新標(biāo)準(zhǔn)要求，一些集團(tuán)公司還部署了燃煤電廠符合燃機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展戰(zhàn)略和科研攻關(guān)，“超低排放”、“近零排放”應(yīng)運(yùn)而生。隨后，部分省市也紛紛對燃煤電廠提出“滿足燃機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)”的建設(shè)或改造要求。2014年9月，《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014—2020年）》 （發(fā)改能源 [2014] 2093號）的發(fā)布，有力推動了超低排放機(jī)組的建設(shè)，在社會上引起了強(qiáng)烈反響。如何在經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)下更好地推廣應(yīng)用超低排放技術(shù)，不僅關(guān)系到電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，也影響到全社會的綜合環(huán)境效益。

1 燃煤電廠大氣污染物控制技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展

1.1 燃煤電廠常規(guī)煙氣污染控制技術(shù)應(yīng)用情況

截至2013年底，全國電力裝機(jī)總?cè)萘?2.47億kW，火電裝機(jī)總?cè)萘?.62億kW（煤電約7.86億kW），其中已投運(yùn)脫硫、脫硝火電機(jī)組容量分別約占煤電容量的95.4%和54.7%，所有火電機(jī)組均采用了煙塵控制措施。其中，燃煤電廠二氧化硫控制技術(shù)以石灰石-石膏法為主，約占92%，設(shè)計脫硫效率達(dá)到95%以上，海水脫硫、干法脫硫、氨法脫硫等技術(shù)也有應(yīng)用。氮氧化物控制技術(shù)以選擇性催化還原法（SCR）居多，約占95%以上，設(shè)計脫硝效率達(dá)80%以上，其余5%為非選擇性催化還原法（SNCR）。煙塵控制技術(shù)中靜電除塵約占80%，近年來電袋復(fù)合除塵和袋式除塵技術(shù)的發(fā)展也較為迅速，裝機(jī)占比分別達(dá)到11%和9%。設(shè)計除塵效率均可達(dá)99.85%以上[1]。這些技術(shù)能夠有效控制燃煤電廠煙氣污染物的排放，為電力行業(yè)節(jié)能減排與環(huán)境保護(hù)發(fā)揮了重要作用。

1.2 燃煤電廠煙氣超低排放技術(shù)發(fā)展情況

2013年以來，火電行業(yè)開展了煙氣污染物超低排放技術(shù)探索。除塵主要配套采用低低溫靜電除塵器、旋轉(zhuǎn)電極、高頻電源、三相高壓電源等技術(shù)，并增設(shè)濕式靜電除塵器，改造后綜合除塵效率可達(dá)99.95%以上。脫硫主要采用雙循環(huán)技術(shù)（包括單塔雙循環(huán)、雙塔雙循環(huán)等）、托盤塔技術(shù)、增加噴淋層等，脫硫效率可達(dá)98%以上。脫硝增加SCR催化劑的填裝層數(shù)或增大催化劑的體積，脫硝效率可以達(dá)85%～90%[2]。電力企業(yè)力求通過應(yīng)用超低排放技術(shù)，將煙氣二氧化硫、氮氧化物和煙塵的排放濃度分別降至35 mg/m3、50 mg/m3和5 mg/m3以下。目前，上述超低排放技術(shù)已在部分電廠有了初步試點：采用“SCR+配高頻電源靜電除塵器+雙托盤塔脫硫+濕式靜電除塵器”的浙江浙能嘉華電廠（2×1 000 MW機(jī)組）、采用“SCR+配高頻電源靜電除塵器+海水脫硫+濕式靜電除塵器”的神華國華舟山電廠（2×350 MW機(jī)組）、采用“SCR+電袋除塵+單塔雙循環(huán)脫硫+濕式靜電除塵器”廣州恒運(yùn)電廠（2×300 MW機(jī)組）等10余家電力企業(yè)已成為我國第一批超低排放燃煤電廠。

2 燃煤電廠實施超低排放的意義

2.1 超低排放有利于促進(jìn)治污減排，改善區(qū)域環(huán)境質(zhì)量

以煤為主的能源消費結(jié)構(gòu)和煤炭消費區(qū)域集中是造成現(xiàn)階段區(qū)域性環(huán)境空氣污染的重要根源，無論是能源政策還是發(fā)展要求，其共同目的都是通過控制煤炭消費強(qiáng)度來減少大氣污染物排放，改善區(qū)域環(huán)境質(zhì)量[3]。燃煤電廠超低排放能夠促進(jìn)我國大氣污染物控制技術(shù)與裝備的發(fā)展，推動全行業(yè)開展治污減排工作。同時，超低排放技術(shù)可以進(jìn)一步減少煙氣污染物的排放總量，這是當(dāng)前復(fù)雜形勢下解決能源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)三者需求的最佳手段，也是破解一次能源結(jié)構(gòu)性矛盾的必由之路。

2.2 超低排放有利于優(yōu)化資源配置，保障社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展

在我國煤炭賦存度與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度呈逆向分布的情況下，國家擬通過“煤改氣”、“西電東輸”等方式尋求環(huán)境與發(fā)展的雙贏。但我國天然氣資源量占能源資源總量不足6%，大量用氣需依靠國外進(jìn)口，燃?xì)怆姀S發(fā)電成本也將比燃煤高0.4~0.5元/kWh。這使得燃?xì)怆姀S建成后面臨“無氣可燒”和“越燒越虧”的尷尬境地。而且，在我國生態(tài)環(huán)境脆弱的中西部地區(qū)大規(guī)模發(fā)展煤電將造成與農(nóng)業(yè)、生活與生態(tài)用水爭水的局面，不利于資源的合理高效利用。因此，在面對比能源資源更加稀缺與珍貴的環(huán)境資源時，因地制宜地推廣燃煤電廠超低排放，是滿足用電需求、保證供電安全和經(jīng)濟(jì)社會穩(wěn)定發(fā)展的必經(jīng)之路。

3 推廣燃煤電廠超低排放面臨的主要問題

3.1 超低排放限值的法律效力問題

《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223-2011）為國家強(qiáng)制執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，屬于法律法規(guī)范疇，具有法律效力?！睹弘姽?jié)能減排升級與改造行動計劃（2014—2020年）》提出的超低排放限值屬于行政管理手段，法律效力存疑。而且，該文件對東部、中部和西部地區(qū)做出的“基本達(dá)到”“接近或達(dá)到”燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值缺乏具體的標(biāo)準(zhǔn)，實際工作中難以操作[4]。另外，燃煤電廠是執(zhí)行火電標(biāo)準(zhǔn)還是執(zhí)行超低排放限值，企業(yè)、各級環(huán)境管理與監(jiān)督部門也面臨兩難選擇。

3.2 超低排放技術(shù)可靠性問題

目前，超低排放技術(shù)主要是對已有主流技術(shù)、設(shè)備和材料的改造、擴(kuò)容及系統(tǒng)優(yōu)化，在原理上并沒有重大突破。而且，煙氣超低排放技術(shù)的選擇、應(yīng)用及控制效果不僅與煤質(zhì)指標(biāo)、鍋爐類型、機(jī)組規(guī)模、地域條件等因素有關(guān)，還需具備良好的設(shè)備制造、安裝和服務(wù)保障。但技術(shù)推廣評估體系和機(jī)制至今尚未完全建立，不同技術(shù)之間的影響尚未摸清，未深入分析實現(xiàn)污染物長期穩(wěn)定超低排放的技術(shù)可行性、運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)合理性。國家層面也沒有出臺相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，導(dǎo)致技術(shù)推廣應(yīng)用市場混亂：一是為了實現(xiàn)超低排放而將所有新技術(shù)簡單堆砌；二是個別技術(shù)被片面宣傳、概念炒作，尚未經(jīng)過工程運(yùn)行考驗就被大肆宣傳。

3.3 超低排放運(yùn)行的監(jiān)管問題

燃煤電廠的運(yùn)行管理以“排放濃度”和“排放總量”進(jìn)行控制，而現(xiàn)有《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》 （HJ/T 75-2007）等方法標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)于“用水果秤計量黃金”，無法完全滿足大氣污染物低濃度排放時的監(jiān)測精度要求[5，6]，監(jiān)測結(jié)果的可靠性存在疑問?，F(xiàn)行總量指標(biāo)核定方法不僅缺乏煙塵的計算方法，其折算出的SO2與NOx排放濃度甚至超過了標(biāo)準(zhǔn)限值，是燃機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)的2倍以上。不論從標(biāo)準(zhǔn)還是總量上，都無法確保燃煤電廠超低排放運(yùn)行效果，影響綜合減排效果和環(huán)境質(zhì)量改善的目標(biāo)。

3.4 超低排放運(yùn)行的補(bǔ)貼政策問題

燃煤機(jī)組實現(xiàn)超低排放的環(huán)保成本將在原有煙氣治理成本基礎(chǔ)上增加1～2分/kWh[6]，使得總的污染物脫除電價大約3.5～5分/kWh，超過目前燃煤電廠環(huán)保電價補(bǔ)貼之和2.7分/kWh。燃煤電廠超低排放的補(bǔ)貼政策尚未建立，若不加大超低排放煤電企業(yè)的電價補(bǔ)貼或者給予其他稅費優(yōu)惠政策，并配套相應(yīng)嚴(yán)格的獎懲措施，燃煤電廠不太可能使煤電機(jī)組長期穩(wěn)定地實現(xiàn)超低排放，超低排放難以為繼。

3.5 超低排放社會環(huán)境綜合效益問題

超低排放的經(jīng)濟(jì)投入與環(huán)境產(chǎn)出比較低，改造投入大，而污染物減排絕對量有限。對于新建燃煤機(jī)組同步實施超低排放，與執(zhí)行特別排放限值相比，污染物排放量下降35%～50%，環(huán)保一次性投資和運(yùn)行費用增加30%左右?，F(xiàn)役煤電機(jī)組從特別排放限值到實現(xiàn)超低排放改造，環(huán)保改造投資約340～440元/kW，運(yùn)行費用約1～2分/kWh。以東部地區(qū)2014—2020年2.13億kW煤電機(jī)組超低排放改造為例，從特別排放限值到實施超低排放，改造將需要約630億元，其二氧化硫、氮氧化物、煙塵的減排量分別占到全國相應(yīng)污染物總量的0.3%、1.01%和0.55%[7]。從特別排放限值到實施超低排放，由于常規(guī)污染物的減排總量小，對環(huán)境質(zhì)量的改善也不明顯。

4 我國燃煤電廠推廣超低排放的對策建議

4.1 及時總結(jié)示范工程經(jīng)驗，規(guī)范超低排放技術(shù)發(fā)展

結(jié)合我國不同區(qū)域資源、環(huán)境特征、經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求及污染控制技術(shù)特點，對采用不同技術(shù)路線達(dá)到燃機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)的燃煤電廠開展基于經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境效益的技術(shù)測試與費效評估，根據(jù)不同煤質(zhì)、鍋爐和機(jī)組類型提出技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的超低排放最佳可行技術(shù)工藝路線及設(shè)備安裝制作要求。根據(jù)不同區(qū)域資源環(huán)境特征、環(huán)境空氣質(zhì)量需求、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等情況，提出燃煤電廠超低排放建設(shè)與發(fā)展要求。對采取煙氣污染控制新技術(shù)的燃煤電廠開展側(cè)重“技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全和穩(wěn)定”的環(huán)境保護(hù)跟蹤評價工作，有序推動超低排放技術(shù)的示范與推廣。

4.2 合理運(yùn)用經(jīng)濟(jì)獎懲措施，保障超低排放設(shè)施運(yùn)行

對于符合燃機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)的燃煤電廠，給予預(yù)安排獎勵年度發(fā)電計劃小時數(shù)、獎勵電價補(bǔ)貼等方式的優(yōu)惠。并通過制定“排污費分級”和“基于污染物實際排放濃度的‘基礎(chǔ)+浮動’上網(wǎng)電價”方式保障燃煤電廠超低排放技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展和超低排放設(shè)施的正常運(yùn)行。對于污染物排放不能滿足燃機(jī)排放的超低排放燃煤電廠，借鑒“十一五”期間對脫硫設(shè)施不正常運(yùn)行處以5倍脫硫電價罰款的省份成功管理經(jīng)驗，對其進(jìn)行罰款和回收超低排放電價補(bǔ)貼，并扣減下一年度發(fā)電計劃。

4.3 貫徹落實“三管控”制度，優(yōu)化超低排放管理

一是以《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223-2011）為依據(jù)，超低排放限值為參考來管理燃煤電廠超低排放項目的環(huán)評及驗收、環(huán)境執(zhí)法等過程。鼓勵地方政府根據(jù)實際情況制定嚴(yán)于國家火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)的燃煤電廠超低排放地方標(biāo)準(zhǔn)。同時，加快煙氣污染物低濃度監(jiān)測技術(shù)方法的制定及監(jiān)測設(shè)備的研發(fā)進(jìn)度，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性，對燃煤電廠超低排放運(yùn)行加以“限值管控”。

二是建議因地制宜、因煤制宜、因爐制宜、循序漸進(jìn)地推廣燃煤電廠超低排放技術(shù)。對大氣環(huán)境污染嚴(yán)重、經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求強(qiáng)烈、環(huán)境容量有限的區(qū)域（如京津冀、環(huán)渤海、長三角和珠三角地區(qū)），合理開展超低排放技術(shù)推廣示范，將有限的治理經(jīng)費投放在建設(shè)具有最大社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益的區(qū)域，對超低排放技術(shù)應(yīng)用推廣進(jìn)行“區(qū)域管控”。

三是建設(shè)國家層面的大型配煤基地，科學(xué)合理地使用優(yōu)質(zhì)煤，正確處理“精糧”與“粗糧”的分配問題，建立煤質(zhì)分級分配利用制度，將燃煤煤質(zhì)依照硫分、灰分、揮發(fā)分等指標(biāo)劃分對應(yīng)的控制等級，并在煤炭采購與燃燒過程中嚴(yán)格落實“排放標(biāo)準(zhǔn)與煤質(zhì)等級對應(yīng)”的要求，對超低排放燃煤電廠進(jìn)行“源頭管控”。

5 結(jié)語

火電行業(yè)部署超低排放發(fā)展戰(zhàn)略是實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源安全、節(jié)能減排、環(huán)境改善的重要抓手。不能簡單摒棄超低排放，而應(yīng)結(jié)合地方環(huán)境容量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化與資源環(huán)境特征，科學(xué)有序地實施，通過“規(guī)范技術(shù)方法、建立獎懲體制、強(qiáng)化運(yùn)行管理”促進(jìn)其健康有序應(yīng)用，堅持“量力而行、應(yīng)地制宜、自主創(chuàng)新和示范先行”原則，積極穩(wěn)步地探索綠色煤電發(fā)展新道路。

[1]莫華，王圣.火電減排遭遇五大挑戰(zhàn)[N].北京：中國環(huán)境報，2013-04-10（006）.

[2]馮義軍，蘇偉，許盼，等.燃煤電廠超低排放大盤點[N].北京：中國電力報，2015-03-30（005）.

[3]王志軒，潘荔，張晶杰，等.我國燃煤電廠“十二五”大氣污染物控制規(guī)劃的思考[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報，2011，1（1）：63-71.

[4]熊躍輝.超低排放驅(qū)動力及其發(fā)展方向研究[J].環(huán)境保護(hù)，2014（22）：33-35.

[5]黃鐘霆，龔道新，吳小平，等.火電廠煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)存在的主要問題及進(jìn)一步加強(qiáng)在線監(jiān)測工作的建議[J].中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報，2010，20（1）：62-65.

[6]朱法華，王臨清.煤電超低排放的技術(shù)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益分析[J].環(huán)境保護(hù)，2014（21）：28-33.

[7]王志軒.發(fā)電企業(yè)緣何主動請纓執(zhí)行“燃機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)”[N].北京：中國能源報，2014-08-28（012）.

（編輯：程 ?。?/p>

Proposals on the Development of Ultra-low Emission Coal-fired PowerPlants

Shuai Wei1,2,Mo Hua1
（1.Appraisal Center for Environment&Engineering,Ministry of Environmental Protection,P.R.C.,Beijing 100012,China；2.CIECC Overseas Consulting Co.Ltd.,Beijing 100048,China）

Reviewed the current status of application of air pollution control technology and the history of ultra-low emission technology in coal-fired power plants.Analyzed The importance of ultra-low emission technology in coal-fired power plants to environment,economic and society. Then discussed the challenges of ultra-low emission technology in terms of legislation,technology, economic and efficiency.Future more,provided some suggestions for ultra-low emission technology regarding technology development,economic motivation,managementand environmental inspection.Finally,pointed that the technology of coal-fired power plants should be development with the principles of applicability,innovation,adaptability and demonstration.

coal-fired power plants；ultra-low emission；pollution control and emission reduction

X322

A

1008-813X（2015）04-0049-04

10.13358 /j.issn.1008-813x.2015.04.13

2015-06-29

帥偉（1985-），男，湖北宜昌人，畢業(yè)于華南理工大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，工程師，長期從事火電行業(yè)環(huán)境影響評估、咨詢等工作。