我國(guó)“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃中煤電環(huán)境保護(hù)要點(diǎn)分析

王 圣，孫雪麗，徐靜馨，趙秀勇

(國(guó)電環(huán)境保護(hù)研究院，南京 210031)

隨著中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入了新時(shí)代，經(jīng)濟(jì)、能源、電力、生態(tài)文明等方面均需貫徹新發(fā)展理念，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。在我國(guó)“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃中，應(yīng)集中體現(xiàn)習(xí)近平總書(shū)記“四個(gè)革命、一個(gè)合作”的能源安全新戰(zhàn)略，將電力結(jié)構(gòu)優(yōu)化和能源消費(fèi)革命作為重點(diǎn)。同時(shí)，分析表明，雖然煤炭是傳統(tǒng)能源，但是對(duì)于能源安全和能源革命仍將發(fā)揮重大作用，“十四五”期間，煤電仍然是電力發(fā)展主力。

1 “十四五”電力規(guī)劃中能源方面的主要原則

“十四五”電力規(guī)劃要以習(xí)近平總書(shū)記“四個(gè)革命、一個(gè)合作”的能源安全戰(zhàn)略思想為指導(dǎo)，即：推動(dòng)我國(guó)能源消費(fèi)革命、能源供給革命、能源技術(shù)革命、能源體制革命，并全方位加強(qiáng)國(guó)際合作。在踐行此指導(dǎo)思想時(shí)，需以我國(guó)電力實(shí)踐、能源實(shí)踐和能源安全為最大的實(shí)際，進(jìn)行布局和規(guī)劃。我國(guó)“十四五”電力規(guī)劃主要包括能源消費(fèi)目標(biāo)、非化石能源發(fā)電目標(biāo)、電力輸送與電力儲(chǔ)能等四個(gè)方面，其中電力輸送與電力儲(chǔ)能與本文煤電環(huán)境保護(hù)關(guān)系不大。從能源角度分析, 我國(guó)"十四五"電力規(guī)劃的核心與根本性原則包括以下兩個(gè)方面。

(1)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與優(yōu)化是電力發(fā)展的核心與基礎(chǔ)。根據(jù)相應(yīng)規(guī)劃的目標(biāo)，2020 年和2030 年我國(guó)非化石能源發(fā)展目標(biāo)分別為占一次能源消費(fèi)比重的15%和20%，2050年非化石能源展望目標(biāo)為占比超過(guò)50%。在這個(gè)方面,電力規(guī)劃需要基本與能源規(guī)劃一致。

(2)非化石能源發(fā)電是電力發(fā)展的根本與關(guān)鍵。按照非化石能源消費(fèi)規(guī)劃，《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提到，到2020年非化石能源發(fā)電裝機(jī)目標(biāo)為7.7億kW左右，占比約39%，非化石能源發(fā)電量占比達(dá)到31%。《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略(2016—2030)》中要求“到2030年，非化石能源發(fā)電量占全部發(fā)電量的比重力爭(zhēng)達(dá)到50%”。這為電力規(guī)劃與電力目標(biāo)基本指明了方向。

2 “十四五”電力結(jié)構(gòu)中煤電將仍然是主力

本文依據(jù)“十四五”電力規(guī)劃原則,結(jié)合目前我國(guó)電力和能源的現(xiàn)狀,對(duì)“十四五”期間煤電發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析。下列四個(gè)角度的數(shù)據(jù)分析表明，“十四五”期間，煤電仍將作為電力主力。

2.1 從電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)看煤電發(fā)展趨勢(shì)

表1和圖1所示為2011—2018年全國(guó)發(fā)電裝機(jī)結(jié)構(gòu)變化及趨勢(shì)。

表1 2011—2018年全國(guó)發(fā)電裝機(jī)結(jié)構(gòu)變化Tab.1 Structural changes of power generation installations in China from 2011 to 2018 105 kW

圖1 2011年—2018年火電發(fā)電裝機(jī)容量及占比變化情況Fig.1 Changes in installed capacity and proportion of thermal power generation from 2011 to 2018

圖2 全國(guó)6 000 kW及以電廠裝機(jī)結(jié)構(gòu)圖(截至2019年10月底)Fig.2 Installation structure of 6000 kW and power plants in China (up to the end of October 2019)

由表1及圖1可以看出我國(guó)以煤電為主的火電裝機(jī)容量占比雖然逐年下降，由2011年的72.31%下降到2018年的60.21%，且增速逐漸放緩，但火電裝機(jī)容量絕對(duì)值仍逐年上升。2018年火電裝機(jī)達(dá)到11.44億kW，其中煤電裝機(jī)達(dá)10.03億kW，占總裝機(jī)的52.8%，占火電裝機(jī)的87.7%，同比增長(zhǎng)2.3%；燃?xì)獍l(fā)電為8 375 萬(wàn)kW，同比增長(zhǎng)10.5%；余溫余熱余壓發(fā)電為3 018萬(wàn)kW，同比增長(zhǎng)1.0%；生物質(zhì)發(fā)電(非垃圾焚燒發(fā)電類)為1 947萬(wàn)kW，同比增長(zhǎng)17.9%；燃油發(fā)電為173萬(wàn)kW，同比增長(zhǎng)11.9%。

圖2所示為截止到2019年10月底全國(guó)6 000 kW及以上電廠裝機(jī)容量構(gòu)成圖。截至2019年10月底，全國(guó)6 000 kW及以上電廠裝機(jī)容量18.7 億kW，同比增長(zhǎng)5.8%，增速比上年同期提高0.6%。從裝機(jī)占比來(lái)看，火電裝機(jī)占比62.6%，其中煤電占比為55.1%；水電裝機(jī)占比為16.6%；風(fēng)電裝機(jī)占比為10.7%；太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)占比為7.5%；核電裝機(jī)占比為2.6%.而火電裝機(jī)中燃煤裝機(jī)為10.3億kW；燃?xì)庋b機(jī)為8 928萬(wàn)kW；其他余溫余熱余壓、生物質(zhì)、燃油裝機(jī)合計(jì)為5 072萬(wàn)kW。

2.2 從發(fā)電量構(gòu)成看煤電發(fā)展趨勢(shì)

表2和圖3所示為2011—2018年全國(guó)發(fā)電量構(gòu)成及變化趨勢(shì)。

表2 2011—2018年全國(guó)發(fā)電量構(gòu)成變化趨勢(shì)Tab.2 Change trend of national electricity generation composition from 2011 to 2018 108 kW·h

由表2及圖3可以看出我國(guó)以煤電為主的火電發(fā)電量占比雖然逐年下降，由2011年的82.5%下降到2018年的70.6%，但火電發(fā)電量絕對(duì)值仍逐年上升。2018年火電發(fā)電量達(dá)到4.98萬(wàn)億kW·h，其中煤電發(fā)電量達(dá)到4.45萬(wàn)億kW·h，約占89%。

圖4所示為截止到2019年10月底全國(guó)6 000 kW及以上電廠發(fā)電量構(gòu)成圖。2019年1—10月全國(guó)規(guī)模以上電廠發(fā)電量總量約5.87萬(wàn)億kW，其中，火電、水電、風(fēng)電、核電、太陽(yáng)能發(fā)電量占比分別為71.6%，17.0%，5.5%，4.8%，1.0%；火電、水電、風(fēng)電、核電發(fā)電量同比增加1.1%，6.5%，9.7%，19.3%。

圖3 2011—2018年火電發(fā)電量及占比變化情況Tab.3 Changes in thermal power generation and its proportion from 2011 to 2018圖4 全國(guó)規(guī)模以上電廠發(fā)電量構(gòu)成比例(2019年1—10月份)Tab.4 Proportion of power generation from power plants above national scale (January-October 2019)

2.3 從煤炭消費(fèi)行業(yè)趨勢(shì)看煤電發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)燃煤發(fā)電機(jī)組已采取有效煙氣治理措施基本實(shí)現(xiàn)超低排放，其他工業(yè)行業(yè)污染治理也正在進(jìn)行或完善中。數(shù)據(jù)表明，燃燒相同數(shù)量的煤炭，非工業(yè)行業(yè)燃煤(如民用散燒煤)在無(wú)法采取措施有效控制污染物排放的情況下，其產(chǎn)生的二氧化硫等大氣污染物對(duì)環(huán)境的影響約為通過(guò)燃煤電廠所排放的污染物對(duì)環(huán)境影響貢獻(xiàn)量的18倍。所以，無(wú)論是從環(huán)境改善的角度，還是從煤炭消費(fèi)總量控制的角度，或是從煤炭行業(yè)消費(fèi)的角度，煤炭消費(fèi)進(jìn)一步優(yōu)化的重中之重是非工業(yè)用煤?！睹弘姽?jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014—2020年)》(發(fā)改能源[2014]2093號(hào))明確，到2020年，力爭(zhēng)使電煤占煤炭消費(fèi)的比重提高到60%以上。

因此，從煤炭消費(fèi)與行業(yè)發(fā)展關(guān)系來(lái)看，煤炭消費(fèi)應(yīng)該優(yōu)先考慮向工業(yè)用煤集中，工業(yè)用煤的消費(fèi)則進(jìn)一步持續(xù)向電煤集中。

2.4 從“十三五”電力規(guī)劃目標(biāo)執(zhí)行情況看煤電發(fā)展趨勢(shì)

以2018年及2019年(截至10月份)的電力裝機(jī)為基礎(chǔ)，以2011—2018年電力總裝機(jī)增速為參考，結(jié)合2019年經(jīng)濟(jì)發(fā)展，初步預(yù)測(cè)2019年、2020年電力總裝機(jī)分別為19.95億kW、20.96億kW，與我國(guó)“十三五”電力規(guī)劃目標(biāo)相比，2019年底基本就達(dá)到規(guī)劃目標(biāo)，具體見(jiàn)表3。

其中，2019年和2020年預(yù)測(cè)煤電裝機(jī)分別為10.50億kW和11.0億kW，分別占總裝機(jī)的52.63%和52.48%，與“十三五”電力發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)基本一致。

表3 2018年電力裝機(jī)及2019年、2020年預(yù)測(cè)及比較Tab.3 Electricity installation in 2018, forecast and comparison in 2019 and 2020 108 kW

備注：截至2019年10月的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)口徑為6 000 kW及以上，其余為全口徑。

以電力裝機(jī)發(fā)展速度及趨勢(shì)為依據(jù)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)等相關(guān)因素，進(jìn)一步對(duì)“十四五”電力裝機(jī)及煤電發(fā)展空間進(jìn)行初步預(yù)測(cè)，“十四五”期間我國(guó)電力裝機(jī)要增長(zhǎng)5億kW左右，裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到25.0億kW～26.0億kW。其中，煤電約有1.5億kW增長(zhǎng)空間，達(dá)到12.5億kW，占總裝機(jī)48.1%～50%。“十四五”中期，我國(guó)煤電裝機(jī)占總裝機(jī)規(guī)模比例將正式低于50%，但從裝機(jī)結(jié)構(gòu)而言，“十四五”期間，煤電將仍占有重要地位，仍然是主力發(fā)電形式。

2.5 小結(jié)

綜上所述，從我國(guó)逐年電力裝機(jī)及發(fā)電量構(gòu)成變化情況可以看出，進(jìn)入“十三五”以來(lái)，我國(guó)裝機(jī)及發(fā)電量增長(zhǎng)速度放緩，電源結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，非化石能源裝機(jī)和發(fā)電量比重不斷加大，雖然火電裝機(jī)和發(fā)電量占比逐年下降，截止到2018年底裝機(jī)及發(fā)電量占比分別約為60%和70%，但其仍在電力結(jié)構(gòu)中占主力地位?；痣娧b機(jī)及發(fā)電量中雖然燃?xì)獍l(fā)電占比有所增加，但由于我國(guó)“富煤貧油少氣”的化石能源資源稟賦以及氣源與氣價(jià)等約束因素，使得燃?xì)獍l(fā)電裝機(jī)增速較緩慢。另外，從我國(guó)能源消費(fèi)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)、“十三五”電力規(guī)劃目標(biāo)執(zhí)行情況以及“十四五”電力裝機(jī)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，均可預(yù)測(cè)“十四五”期間煤電仍在我國(guó)電力結(jié)構(gòu)中占主力地位，煤電裝機(jī)將占總裝機(jī)48.1%～50%。

3 “十四五”電力規(guī)劃中煤電行業(yè)環(huán)境保護(hù)要點(diǎn)

作為傳統(tǒng)能源的主力，煤炭資源及其產(chǎn)業(yè)為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)。在當(dāng)前新時(shí)代下，無(wú)論是經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、生態(tài)文明建設(shè)，還是能源消費(fèi)革命、環(huán)境質(zhì)量改善，都對(duì)煤炭消費(fèi)領(lǐng)域提出了嚴(yán)格要求。我國(guó)燃煤電廠超低排放技術(shù)已經(jīng)從開(kāi)始的技術(shù)單一化逐漸走向目前的技術(shù)多元化，氣態(tài)污染物的控制也正由傳統(tǒng)的煙塵、二氧化硫、氮氧化物逐漸進(jìn)行擴(kuò)展。目前，國(guó)內(nèi)部分燃煤電廠已經(jīng)在進(jìn)行三氧化硫、重金屬、氨的控制措施示范，“十四五”我國(guó)火電行業(yè)將要重點(diǎn)關(guān)注的是三氧化硫、重金屬、氨的排放及控制的標(biāo)準(zhǔn)化、普遍化。同時(shí)，“十四五”煤電行業(yè)還要關(guān)注溫室氣體排放與控制。

3.1 從政策層面看煤電行業(yè)“十四五”環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)

燃煤電廠超低排放的實(shí)現(xiàn)為我國(guó)煙塵、二氧化硫、氮氧化物總量減排做出了重要貢獻(xiàn)，但煙氣脫硫過(guò)程中產(chǎn)生石膏雨及細(xì)顆粒物，脫硝加劇三氧化硫的生成及氨逃逸，這些細(xì)顆粒物及可凝結(jié)顆粒物易吸附重金屬，不僅是形成灰霾的重要因素，而且危害公眾健康，是實(shí)現(xiàn)清潔煤電亟待解決的世界性難題。

從政策層面來(lái)看，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《火電廠污染防治可行技術(shù)指南》(HJ 2301—2017)中對(duì)燃煤電廠三氧化硫、氨、重金屬等污染物的產(chǎn)生及控制均不同程度地進(jìn)行了分析。北京、上海、天津等部分地方出臺(tái)了地方控制與排放標(biāo)準(zhǔn)，提出了對(duì)燃煤鍋爐三氧化硫、氨逃逸的控制。但是國(guó)家層面當(dāng)前還沒(méi)有出臺(tái)燃煤電廠三氧化硫、氨、重金屬等非傳統(tǒng)大氣污染物以及溫室氣體控制的系統(tǒng)政策與技術(shù)，沒(méi)有形成系統(tǒng)性的非傳統(tǒng)大氣污染物控制體系與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 從實(shí)踐層面看煤電行業(yè)“十四五”環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)

針對(duì)燃煤電廠上述非傳統(tǒng)大氣污染物的控制，從實(shí)踐層面建議“十四五”煤電行業(yè)盡快加大研究力度，提出相關(guān)控制政策建議以及對(duì)應(yīng)的環(huán)保經(jīng)濟(jì)政策，建議盡快出臺(tái)相關(guān)排放控制標(biāo)準(zhǔn)，把三氧化硫、氨、部分重金屬作為重點(diǎn)大氣污染物納入標(biāo)準(zhǔn)控制體系，對(duì)火電廠大氣污染防治從政策、標(biāo)準(zhǔn)，到技術(shù)路線形成一個(gè)完整的體系，同時(shí)盡快加大工程示范。

(1)出臺(tái)相應(yīng)的防治技術(shù)政策。結(jié)合區(qū)域性煤種消費(fèi)特征和燃煤電廠區(qū)域分布及排放特征，針對(duì)燃用高硫煤、高重金屬含量煤種地區(qū)，應(yīng)盡快研究制定出適合“十四五”期間要求的三氧化硫、重金屬等的控制技術(shù)政策，為火電行業(yè)三氧化硫、重金屬等非傳統(tǒng)大氣污染物污染防治單項(xiàng)技術(shù)及協(xié)同治理技術(shù)的選擇，環(huán)境管理部門的監(jiān)管，以及企業(yè)污染防治工作提供宏觀的技術(shù)指導(dǎo)，引領(lǐng)非電力工業(yè)行業(yè)三氧化硫、重金屬等非傳統(tǒng)大氣污染物的污染防治發(fā)展。

(2)出臺(tái)相應(yīng)的排放限值標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)已有河南省、河北省、上海市、山東省、浙江省、天津市6地政府發(fā)布火電廠或燃煤電廠大氣污染物排放的強(qiáng)制性地方標(biāo)準(zhǔn)，將超低排放要求標(biāo)準(zhǔn)化，且上海市、浙江省在強(qiáng)制性地方標(biāo)準(zhǔn)中要求燃煤發(fā)電鍋爐應(yīng)采取煙溫控制及其他有效措施消除石膏雨、有色煙雨(SO3)等現(xiàn)象；杭州也出臺(tái)了《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 3301/T 0250—2018)，在全國(guó)范圍內(nèi)首次規(guī)定了三氧化硫和氨的濃度排放限值。因此，建議結(jié)合當(dāng)前生態(tài)環(huán)境的形勢(shì)，在充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性調(diào)研基礎(chǔ)上，在《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13223)修訂時(shí)增補(bǔ)三氧化硫、氨、非汞重金屬等指標(biāo)，并制定技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的排放限值。

(3)出臺(tái)相應(yīng)的控制技術(shù)路線。在全面調(diào)研與評(píng)估全國(guó)不同地區(qū)火電廠三氧化硫、氨、重金屬的產(chǎn)生與排放水平，對(duì)其所采取的防治技術(shù)路線可靠性及經(jīng)濟(jì)可行性角度進(jìn)行對(duì)比分析的基礎(chǔ)上，以燃煤電廠三氧化硫、氨治理為重點(diǎn)，同時(shí)考慮重金屬的污染防治，兼顧其余相關(guān)污染物的協(xié)同控制與治理，對(duì)火電廠三氧化硫、氨、重金屬等污染預(yù)防和治理措施進(jìn)行系統(tǒng)梳理與總結(jié)，結(jié)合當(dāng)前環(huán)境管理戰(zhàn)略要求，在《火電廠污染防治可行技術(shù)指南》(HJ 2301)修訂時(shí)進(jìn)一步提出引領(lǐng)火電行業(yè)非傳統(tǒng)大氣污染物污染防治的技術(shù)路線與發(fā)展方向。

(4)開(kāi)展相應(yīng)的工程示范應(yīng)用。綜合上面從政策、標(biāo)準(zhǔn)到技術(shù)指南的建議，同步開(kāi)展相關(guān)的工程示范應(yīng)用，并制定或修訂相關(guān)工程技術(shù)規(guī)范。目前，國(guó)內(nèi)電力行業(yè)科研院所以及部分高校已經(jīng)針對(duì)煤炭燃燒及污染治理過(guò)程中產(chǎn)生的三氧化硫、氨、重金屬等非傳統(tǒng)大氣污染物，開(kāi)展了大量研究并儲(chǔ)備了多項(xiàng)治理技術(shù)，所以需要從國(guó)家層面，尤其是科技部、生態(tài)環(huán)境部等政府層面，盡快立項(xiàng)開(kāi)展工程示范工作，以便使經(jīng)濟(jì)合理可靠的防治技術(shù)得到有效的推廣應(yīng)用。

(5)盡快將溫室氣體控制要求納入電力發(fā)展規(guī)劃中。應(yīng)將氣候變化與溫室氣體排放的控制量化納入電力“十四五”規(guī)劃，以及相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)要求之中，并強(qiáng)化考核。要將我國(guó)承諾的“碳排2030達(dá)峰，非化石能源占一次能源20%”作為“十四五”規(guī)劃研究的外部硬性約束條件，在弄清煤電行業(yè)溫室氣體排放現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，從排放標(biāo)準(zhǔn)、總量控制、排放交易、控制技術(shù)等多方面進(jìn)行系統(tǒng)完善。