帥 偉，莫 華

（1. 中華人民共和國環(huán)境保護部 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的應用現(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、社會的重要意義，探討了煤電超低排放在法律效力、技術應用、經(jīng)濟可行和效益最優(yōu)等方面面臨的問題與挑戰(zhàn)，從技術發(fā)展、經(jīng)濟獎懲、運行管理和環(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準》（GB 13223-2011）頒布之初曾引起電力行業(yè)的激烈爭論，認為執(zhí)行該標準技術不可行，經(jīng)濟不可承受，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)保形勢與生存危機空前嚴峻，企業(yè)不僅積極采取措施以滿足新標準要求，一些集團公司還部署了燃煤電廠符合燃機排放標準的發(fā)展戰(zhàn)略和科研攻關，“超低排放”、“近零排放”應運而生。隨后，部分省市也紛紛對燃煤電廠提出“滿足燃機排放標準”的建設或改造要求。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組的建設，在社會上引起了強烈反響。如何在經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)下更好地推廣應用超低排放技術，不僅關系到電力行業(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應用與發(fā)展

1.1 燃煤電廠常規(guī)煙氣污染控制技術應用情況

截至2013年底，全國電力裝機總?cè)萘?2.47億kW，火電裝機總?cè)萘?.62億kW（煤電約7.86億kW），其中已投運脫硫、脫硝火電機組容量分別約占煤電容量的95.4%和54.7%，所有火電機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以石灰石-石膏法為主，約占92%，設計脫硫效率達到95%以上，海水脫硫、干法脫硫、氨法脫硫等技術也有應用。氮氧化物控制技術以選擇性催化還原法（SCR）居多，約占95%以上，設計脫硝效率達80%以上，其余5%為非選擇性催化還原法（SNCR）。煙塵控制技術中靜電除塵約占80%，近年來電袋復合除塵和袋式除塵技術的發(fā)展也較為迅速，裝機占比分別達到11%和9%。設計除塵效率均可達99.85%以上[1]。這些技術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)境保護發(fā)揮了重要作用。

1.2 燃煤電廠煙氣超低排放技術發(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，并增設濕式靜電除塵器，改造后綜合除塵效率可達99.95%以上。脫硫主要采用雙循環(huán)技術（包括單塔雙循環(huán)、雙塔雙循環(huán)等）、托盤塔技術、增加噴淋層等，脫硫效率可達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85%～90%[2]。電力企業(yè)力求通過應用超低排放技術，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”廣州恒運電廠（2×300 MW機組）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我國大氣污染物控制技術與裝備的發(fā)展，推動全行業(yè)開展治污減排工作。同時，超低排放技術可以進一步減少煙氣污染物的排放總量，這是當前復雜形勢下解決能源、環(huán)境與經(jīng)濟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)濟穩(wěn)定發(fā)展

在我國煤炭賦存度與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達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口，燃氣電廠發(fā)電成本也將比燃煤高0.4~0.5元/kWh。這使得燃氣電廠建成后面臨“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準》（GB 13223-2011）為國家強制執(zhí)行標準，屬于法律法規(guī)范疇，具有法律效力。《煤電節(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“基本達到”“接近或達到”燃氣輪機組排放限值缺乏具體的標準，實際工作中難以操作[4]。另外，燃煤電廠是執(zhí)行火電標準還是執(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 超低排放技術可靠性問題

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

3.3 超低排放運行的監(jiān)管問題

燃煤電廠的運行管理以“排放濃度”和“排放總量”進行控制，而現(xiàn)有《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術規(guī)范》 （HJ/T 75-2007）等方法標準相當于“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準限值，是燃機排放標準的2倍以上。不論從標準還是總量上，都無法確保燃煤電廠超低排放運行效果，影響綜合減排效果和環(huán)境質(zhì)量改善的目標。

3.4 超低排放運行的補貼政策問題

燃煤機組實現(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)保電價補貼之和2.7分/kWh。燃煤電廠超低排放的補貼政策尚未建立，若不加大超低排放煤電企業(yè)的電價補貼或者給予其他稅費優(yōu)惠政策，并配套相應嚴格的獎懲措施，燃煤電廠不太可能使煤電機組長期穩(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)保一次性投資和運行費用增加30%左右?，F(xiàn)役煤電機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，運行費用約1～2分/kWh。以東部地區(qū)2014—2020年2.13億kW煤電機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)范超低排放技術發(fā)展

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

4.2 合理運用經(jīng)濟獎懲措施，保障超低排放設施運行

對于符合燃機排放標準的燃煤電廠，給予預安排獎勵年度發(fā)電計劃小時數(shù)、獎勵電價補貼等方式的優(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+浮動’上網(wǎng)電價”方式保障燃煤電廠超低排放技術的穩(wěn)步發(fā)展和超低排放設施的正常運行。對于污染物排放不能滿足燃機排放的超低排放燃煤電廠，借鑒“十一五”期間對脫硫設施不正常運行處以5倍脫硫電價罰款的省份成功管理經(jīng)驗，對其進行罰款和回收超低排放電價補貼，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準》（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)實際情況制定嚴于國家火電廠大氣污染排放標準的燃煤電廠超低排放地方標準。同時，加快煙氣污染物低濃度監(jiān)測技術方法的制定及監(jiān)測設備的研發(fā)進度，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性，對燃煤電廠超低排放運行加以“限值管控”。

二是建議因地制宜、因煤制宜、因爐制宜、循序漸進地推廣燃煤電廠超低排放技術。對大氣環(huán)境污染嚴重、經(jīng)濟發(fā)展需求強烈、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推廣示范，將有限的治理經(jīng)費投放在建設具有最大社會經(jīng)濟環(huán)境效益的區(qū)域，對超低排放技術應用推廣進行“區(qū)域管控”。

三是建設國家層面的大型配煤基地，科學合理地使用優(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)分等指標劃分對應的控制等級，并在煤炭采購與燃燒過程中嚴格落實“排放標準與煤質(zhì)等級對應”的要求，對超低排放燃煤電廠進行“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，而應結(jié)合地方環(huán)境容量與經(jīng)濟發(fā)展需求，能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化與資源環(huán)境特征，科學有序地實施，通過“規(guī)范技術方法、建立獎懲體制、強化運行管理”促進其健康有序應用，堅持“量力而行、應地制宜、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)境工程技術學報，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，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一步加強在線監(jiān)測工作的建議[J].中國環(huán)境管理干部學院學報，2010，20（1）：62-65.

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

[7]王志軒.發(fā)電企業(yè)緣何主動請纓執(zhí)行“燃機排放標準”[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。