中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會脫硫脫硝專業(yè)委員會

黨的十八大以來，我國空氣質(zhì)量發(fā)生了歷史性的變化，藍天白云漸成常態(tài)，細顆粒物（PM2.5）平均濃度從2015 年的46mg/m3降到了2021 年的30mg/m3，達到世衛(wèi)組織第一階段過渡值。2021 年，全國地級及以上城市平均空氣質(zhì)量全國優(yōu)良天數(shù)比率為87.5%，比2015 年提高了6.3 個百分點，我國已經(jīng)成為世界上空氣質(zhì)量改善最快的國家。

煤炭是中國的基礎能源，2012 年，因煤炭消費產(chǎn)生的一次PM2.5、二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）排放量分別占我國污染物排放總量的62%、93%和70%。SO2、NOx還會導致空氣中形成大量的二次PM2.5，形成霧霾。為削減煤炭使用過程中排放的SO2、NOx，全社會累計投入超過1.76 萬億元，是打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)諸多舉措中力度最大、效果最好的一個。藍天保衛(wèi)戰(zhàn)的效果舉世公認，脫硫脫硝功不可沒。

十年來我國脫硫脫硝歷程

我國近十年的脫硫脫硝歷程，可以說是科學治污、精準治污的典型案例。

（1）選定燃煤電廠為突破口。生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院公布的數(shù)據(jù)顯示，2019 年，我國火電、鋼鐵、水泥、煤化工四個重點行業(yè)煤炭消費總量為24.1 億t標煤，占全國煤炭消費總量的86%，其中，電力行業(yè)煤炭消費占比最大，達到54%，其次是鋼鐵、水泥和煤化工行業(yè)，占比分別達到17%、9%和6%。改善空氣質(zhì)量的核心是控制燃煤污染物的排放，而把燃煤電廠的煙氣脫硫、脫硝、除塵作為突破口，就抓住了打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)的“牛鼻子”。

（2）優(yōu)化調(diào)整燃煤污染物排放標準貫穿脫硫脫硝全部歷程。SO2、NOx等污染物的排放控制，實際就是實現(xiàn)達標排放的過程。從2012 年開始，隨著《大氣污染防治行動計劃》的深入實施，國家出臺了一系列關于燃煤煙氣脫硫脫硝的法規(guī)、政策、標準等（見表1）。

在國家新標準尚未出臺時，一些地方就主動采取行動，出臺了針對水泥等燃煤工業(yè)窯爐的超低排放限值，許多地方要求煙氣顆粒物、SO2、NOx排放濃度均不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3。

燃煤煙氣污染物的排放標準是打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)的重要保障措施。國家、地方政府出臺的燃煤煙氣超低排放標準均比發(fā)達國家嚴格。這些國際領先的標準發(fā)揮了重要的作用，使我國的燃煤使用方式更加高效、清潔和節(jié)能。

十年來煙氣脫硫脫硝取得的效果

黨的十八大以來的十年，我國主要燃煤行業(yè)污染物治理取得了巨大成效，污染物排放量大幅度下降。

（1）全國安裝了數(shù)量巨大、技術先進的減排裝置及系統(tǒng)

建成了世界最大的清潔煤電體系，10.3 億kW煤電機組完成超低排放改造，占煤電總裝機容量的93%，我國燃煤發(fā)電機組排放的污染物比燃氣機組還要潔凈。

鋼鐵全流程超低排放改造已經(jīng)完成過半，全國共237 家企業(yè)約6.5 億t 粗鋼產(chǎn)能已完成或正在實施超低排放改造，占全國粗鋼產(chǎn)能的61%左右。到2025 年，80%以上鋼鐵產(chǎn)能將完成超低排放改造。

大量的各行業(yè)工業(yè)鍋爐、窯爐同步完成超低排放改造；65t 以下的各種燃煤工業(yè)鍋爐已經(jīng)大部分完成超低排放改造或被拆除替代，全國燃煤鍋爐和窯爐從50 萬臺減少到現(xiàn)在的10 萬臺。

建材行業(yè)超低排放時代即將到來，以水泥、建材窯爐為代表的工業(yè)窯爐也是燃煤煙氣污染物排放的大戶，各地已經(jīng)出現(xiàn)了很多與之相關的燃煤煙氣超低排放案例。

表1 近十年來國家層面出臺的脫硫脫硝超低排放政策法規(guī)標準

（2）燃煤煙氣污染物排放總量大幅度下降

燃煤電站三大污染物排放量下降了90%以上。根據(jù)中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告，2012 年燃煤電站裝機容量為7.5382 億kW，發(fā)電量約為3.9 億kW·h；耗煤17.9 億t，煙塵排放151 萬t，績效為0.39g/kW·h；SO2排放量為2117.6 萬噸，績效為2.26g/kW·h；NOx排放量為948 萬t，績效為2.4g/kW·h。

2021 年燃煤電站裝機容量11.0962 億kW，發(fā)電量為5.0426 億kW·h，耗煤約22 億t，煙塵排放量為12.3 萬t，績效為22mg/kW·h；SO2排放量為54.7 萬t，績效為101mg/kW·h；NOx排放量為86.2 萬t，績效為152mg/kW·h。

與2012 年相比，2021 年燃煤電站行業(yè)燃煤發(fā)電量增加了22%、煤炭消耗量增加了約23%，燃煤電站三大主要污染物的排放量卻下降了90%以上（見表2）。

鋼鐵行業(yè)三大污染物排放量明顯下降。鋼鐵是我國第二大燃煤行業(yè)。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部披露的數(shù)據(jù)計算，與2016 年相比，2019 年我國鋼鐵行業(yè)SO2排放量下降45%；NOx排放量下降18%；顆粒物（PM）排放量下降49.8%。

中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會相關數(shù)據(jù)顯示，我國重點統(tǒng)計的鋼鐵企業(yè)2021 年外排廢氣中SO2排放總量比2020 年下降21.15%，PM 排放總量比SO2年下降15.16%，NOx排放總量比SO2年下降13.89%。

表2 全國燃煤電站脫硫脫硝成績

近十年來中國鋼鐵行業(yè)環(huán)?？冃С掷m(xù)提升，在鋼鐵產(chǎn)量大幅度增加的情況下，SO2、PM 等污染物噸鋼排放量降幅達60%以上，推進了鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

對全國SO2、NOx削減量貢獻明顯?！?012 中國環(huán)境狀況公報》和《2020 年中國生態(tài)環(huán)境統(tǒng)計年報》數(shù)據(jù)對比見表3。

表3 2012 年和2020 年全國SO2、NOx 排放量對比（單位：萬t）

對比燃煤電站同期的兩種污染物排放量可發(fā)現(xiàn)，燃煤電站貢獻了我國SO2、NOx削減量的絕大部分。

脫硫脫硝行業(yè)技術取得了巨大進步

我國脫硫脫硝行業(yè)通過引進—消化吸收—實踐—再創(chuàng)新，實現(xiàn)了技術的重要進步。過去十年，我國對燃煤電廠大氣污染物排放NOx、SO2、煙塵排放標準不斷趨嚴，倒逼煤電環(huán)保技術裝備不斷升級。面對燃煤煙氣污染物治理的巨大市場需求，央企、民企紛紛加入煙氣脫硫脫硝行業(yè)。龍源環(huán)保公司首次提出了煙氣脫硫脫硝工藝技術的工程及設備技術標準，涵蓋了從脫硫塔、循環(huán)泵、濕磨、攪拌器、氣-氣加熱器（GGH），到催化劑配方、生產(chǎn)技術、混煉機、擠出機、隧道窯、流場試驗等全產(chǎn)業(yè)鏈幾乎所有設備。經(jīng)過多年的市場競爭，實現(xiàn)了脫硫脫硝技術的全面超越，脫硫脫硝技術指標、可靠性、運行時間等性能指標都達到了國際領先水平，而脫硫脫硝成本則大大低于國外。通過國產(chǎn)化、本地化生產(chǎn)，在排放標準嚴于發(fā)達國家排放標準的情況下，將燃煤電廠脫硫脫硝的成本從占電廠投資的30%，降低到了不足10%。

我國脫硫脫硝主流技術路線與發(fā)達國家類似，基本上是以石灰石-石膏濕法脫硫技術、選擇性催化還原（SCR）煙氣脫硝技術為主的技術路線，技術本質(zhì)與發(fā)達國家相同，但是技術性能指標、經(jīng)濟指標優(yōu)于發(fā)達國家，完全滿足了國內(nèi)的需求。

燃煤電廠超低排放主流技術路線圖見下圖。

在鋼鐵行業(yè)方面，中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會發(fā)布的《鋼鐵行業(yè)超低排放技術指南》顯示，燒結機機頭（球團焙燒）煙氣、焦爐煙囪廢氣的脫硫脫硝技術路線與燃煤電廠基本相同：

（1）脫硫可采用石灰石-石膏等濕法脫硫工藝，循環(huán)流化床、旋轉(zhuǎn)噴霧、密相干塔等半干法脫硫工藝，活性炭（焦）干法脫硫工藝；焦爐煙囪煙氣還可采用小蘇打噴射干法脫硫技術。

（2）脫硝可采用設置獨立脫硝段的活性炭（焦）工藝或SCR 工藝。

燃煤電廠超低排放主流技術路線圖

（3）濕法脫硫設施需配備濕式電除塵器；半干法脫硫設施需配備高效袋式除塵器；使用活性炭脫硫脫硝后不能滿足排放要求（如PM），需配備高效袋式除塵器。

脫硫脫硝行業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展

脫硫脫硝帶動了國內(nèi)相關行業(yè)的大發(fā)展，我國脫硫脫硝產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)發(fā)揮了行業(yè)引領作用，帶領國內(nèi)相關廠家，將脫硫脫硝的所有主機、輔機、材料都實現(xiàn)了國產(chǎn)化，大幅度降低了成本，包括大型濕法脫硫吸收塔、循環(huán)漿液泵、氧化風機、石灰石磨機、石膏脫水系統(tǒng)，以及脫硝設計—采購—施工總承包模式（EPC）項目關鍵設備（包括脫硝反應器、脫硝催化劑等）。目前國內(nèi)從事脫硫脫硝領域服務的企業(yè)達數(shù)百家。主要市場模式包括新建和改建項目EPC 總承包、設備、材料制造、第三方特許和運維治理等，帶動了國內(nèi)相關行業(yè)（如機械、電子、冶金、化工、建材等行業(yè)）的結構調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級，新增了就業(yè)和稅收，提高了我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)的競爭力。

我國以低成本建成了全球最大規(guī)模的煙氣脫硫脫硝裝置，最核心的濕法脫硫吸收塔系統(tǒng)、脫硝催化劑的成本比國外低60%以上。

經(jīng)過多年的市場競爭，逐步形成了以大型發(fā)電集團下屬環(huán)保公司（國能龍源環(huán)保、國電投遠達環(huán)保、大唐環(huán)境、華電科工、天地環(huán)保）和大型環(huán)保民企（龍凈環(huán)保、清新環(huán)境、北京博奇、菲達環(huán)保等）等行業(yè)龍頭企業(yè)為代表的市場格局，這些龍頭企業(yè)的業(yè)務范圍涵蓋了脫硫脫硝的所有產(chǎn)業(yè)鏈上下游，包括工程總承包EPC、設備材料制造、脫硫脫硝裝置運維等。此外，還有多達幾百家的各種設備、材料制造供應商，從業(yè)人員超過15 萬人。

現(xiàn)在，我國的脫硫脫硝行業(yè)技術水平已經(jīng)處于世界領先水平，脫硫脫硝除塵技術大量出口。“一帶一路”倡議也為我國環(huán)保企業(yè)進入國際市場創(chuàng)造了良好的條件與機遇。例如，國能龍源環(huán)保、龍凈環(huán)保、菲達環(huán)保、清新環(huán)境等企業(yè)紛紛拓展海外項目，并取得了不菲的成績。

燃煤煙氣脫硫脫硝助力打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)

（1）脫硫脫硝產(chǎn)業(yè)投資巨大

截至2021 年年底，完成了燃煤機組超低排放改造10.3 億kW，近十年來，新建和改造的脫硫脫硝設施投資約3490 億元；2018 年以來，我國鋼鐵行業(yè)超低排放改造投資約1500 億元（估算脫硫脫硝占比40%—50%）。僅僅燃煤電站和鋼鐵兩個行業(yè)的脫硫脫硝投資就超過4000 億元。在每年運行維護費用方面，以燃煤電站年發(fā)電量及運維成本估算，十年來脫硫脫硝部分累計運維投入1.23 萬億元。

根據(jù)公開數(shù)據(jù)，2019 年年底，我國鋼鐵行業(yè)大氣治理設施總數(shù)為2.08 萬套，年運行費用為538.21 億元。2020 年年底，我國鋼鐵行業(yè)大氣治理設施總數(shù)約為2.21 萬套，年運行費用約為579.68 億元，2016—2020 年度運維費用累計約為2520 億元（估算脫硫脫硝占比50%）。綜上所述，近十年來，全國燃煤電廠和鋼鐵兩個主要燃煤行業(yè)的脫硫脫硝投入約為1.76萬億元。

（2）脫硫脫硝經(jīng)濟社會效益顯著

脫硫脫硝產(chǎn)業(yè)取得了巨大的經(jīng)濟社會效益。通過減排大量的SO2、NOx，為打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)做出了重要貢獻，并創(chuàng)造了巨大的社會效益。

展望未來，為實現(xiàn)碳中和、碳達峰目標，煤炭的基礎能源地位將長期存在。燃煤發(fā)電要起到能源兜底、保障供應作用，同時還要為低碳能源的使用提供調(diào)峰保障作用，因此必須不斷提高煤炭的清潔高效利用水平，實現(xiàn)減污降碳協(xié)同發(fā)展。