我国燃煤电厂_十二五_大气污染物控制规划的思考.pdf

Vo.l 1,No.1Jan.,2011环?境?工?程?技?术?学?报Journal of EnvironmentalEng ineering Technology第 1卷,第 1期2011年 1月?收稿日期:2010-10-18?作者简介:王志轩(1955?),男,教授级高工,中国电力企业联合会秘书长,国家气候变化专家委员会委员,工学硕士,长期从事电力环保研究及管理工作,wangzhixuan 文章编号:1674-991X(2011)01-0063-09我国燃煤电厂 十二五!大气污染物控制规划的思考王志轩,潘荔,张晶杰,杨帆中国电力企业联合会,北京?100761摘?要:十一五!期间,我国电力行业燃煤电厂的大气污染物控制取得了很大成就。我国电力行业大气污染物控制处于世界先进水平。尽管火电装机容量在这段时间增长了 10倍以上,但烟尘排放总量略有下降;SO2控制取得明显成效,为全国完成节能减排目标做出了决定性的贡献;NOx控制初见成效,烟气脱硝工程开始建设。十二五!时期,电力行业大气污染控制任务将以 NOx控制为主,在电力行业 十二五!大气污染物控制规划中,应坚持源头控制和末端治理相结合,坚持以重点污染物控制为导向,以最佳经济可行技术为导向的原则,主要控制指标应分层级考虑并纳入国家规划、国家环保规划和电力环保规划之中。在电力行业大气污染控制措施上,应积极转变电力发展方式,强化技术引导,加强基础工作,坚持科技与管理创新,提高管理水平。关键词:燃煤电厂;大气污染物;十二五!规划中图分类号:X322?文献标识码:A?DOI:10.3969?.j issn.1674-991X.2011.01.011Thinking about the Twelfth Five?Year Planning ofA ir PollutantsControl for China?s Coal?fired Power PlantWANG Zhi?xuan,PAN L,i ZHANG Jing?jie,YANG FanChina Electricity Counci,l Beijing 100761,ChinaAbstract:During the Eleventh F ive?Year Plan period,great achieve m ents of coal?fired power plant air pollutioncontrol in China?s power industry,which had reached the world advanced leve,l had beenmade.Despitemore than10 ti m es growth of thermal power installed capacity during the period,dust em issions remained a slight decrease;sulfur dioxide control made remarkable achievements,having made a decisive contribution to the national energyconservation and e m ission reduction targets;nitrogen oxide control made preli m inary outcomes and flue gasdenitrification projects had been in construction.During the Twelfth Five?Year Plan period,the main tasks of airpollution control in power industry w ill turn to nitrogen oxide contro.lIn the planning,some principles should beconsidered as follows:source control and end?of?pipe treat m ent should be combined;key pollutants control and thebest availability technologies should be insisted as a guide;key control indexes should be considered at differentlevels and w ritteninto national planning,national environmental protection planning and powerindustryenviron m ental protection planning.In respect of air pollution control measures,it is necessary to changedevelopment mode of power,strengthen technical guidance and basic work,adhere to the technology andmanagement innovation,and i mprove the management leve.lKey words:coal?fired power plan;t air pollutan;t Twelfth Five?Year P lan我国用于发电的煤炭占煤炭总消费量的 50%以上。煤电发电量占全国火电发电量的 95%1。研究表明,我国大气污染逐步由煤烟型污染向复合型污染过渡,煤炭燃烧产生的各种大气污染物,仍然环境工程技术学报第 1卷是我国大气污染的主要原因 2。十二五!即将到来,研究燃煤电厂 十二五!大气污染物的控制思路、目标、措施,对于电力行业的污染控制乃至全国大气污染控制具有现实而重大的意义。电力行业在 十一五!期间已经提前完成了国家确定的 SO2总量控制目标,为全国完成 十一五!节能减排目标和做好大气环境整治工作做出了重大贡献,并在烟尘,NOx控制等方面采取了更为严格的措施。笔者在全面回顾电力行业主要大气污染物治理的法规、标准、政策及技术措施,发现并分析存在问题,全面归纳与总结经验的基础上,结合新形势下环境质量要求、法规政策发展、电力发展趋势等,提出燃煤电厂主要大气污染物控制思路,供有关部门制定 十二五!环保规划参考。1?电力发展及大气污染物控制状况1?1?电力发展简况总量快速增长。改革开放以来,电力工业进入持续快速发展的新时期,发展规模和发展质量等方面都取得了巨大成就,为经济增长和社会进步提供了强有力的保障。据中国电力企业联合会(中电联)发布的统计数据,截至 2009年底,全国发电装机容量及发电量分别达到 87 410万 k W 和 36 812亿k W h,比 1978年的发电装机容量 5 712万 k W,发电量 2 566亿 k W h,分别增长了 14?30倍和 13?34倍。从 1996年起,全国发电装机容量和发电量均稳居世界第二位。到 2010年 9月底,发电装机容量突破 9亿 k W。结构不断优化。1)清洁能源得到较快发展。水电、核电和其他可再生能源发电等装机建设步伐加快,2009年底,全国水电装机容量达到 1?96亿k W,占发电装机总容量的 22?51%,居世界首位;核电发展政策从 适度发展!调整为 积极发展!,并确立了核电发展技术路线;风电连续 4年实现倍增式增长;太阳能、生物质能发电等可再生能源开发提速。2)火电结构不断优化。火电单机容量 30万k W 及以上机组占全部火电机组的比重从 2000年的 10?5%提高到 2009年底的 64?5%,且火电机组增量部分中大容量、高参数、高效率、低能耗、低排放的节能环保型机组比例持续提高。2009年底,我国在运百万 k W 级超超临界机组达到 21台,成为世界上拥有百万 k W 级超超临界机组最多的国家。截至2010年 7月,十一五!已关停小火电 7 077万k W 3,提前超额完成 十一五!关停 5 000万 k W 的目标,存量火电机组整体水平提高。3)电网结构得到改善。特高压、跨大区电网、区域和省级电网主网架、城乡配电网建设统筹推进,电网优化配置资源能力明显提高。节能减排成效显著。2009年,全国 6 000k W 及以上火电机组平均供电标准煤耗 340 g?(k W h),比上年降低 5 g?(k W h),十一五!前 4年已累计下降 30 g?(k W h)。2009年全国电力 SO2排放量约为 948万,t 提前 1年达到 十一五!末电力 SO2排放总量控制在 951?7万 t的目标,2006?2009年,电力 SO2排放量共下降 352万 t(同期全国下降 334万 t),为全国 SO2总量减排做出了巨大贡献。截至2009年底,燃煤电厂烟气脱硫装机 4?7亿 k W,约占煤电机组的 76%(美国 2008年为 41?5%)。2009年全国电网线损率 6?72%,比 2005年下降了 0?49个百分点,好于英国、加拿大、澳大利亚等国,供电效率总体处于世界先进水平。1?2?电力行业大气污染物控制简况1?2?1?十一五!有关电力行业大气污染物控制的法规政策特点1?2?1?1?以燃煤电厂 SO2控制为重点2006年国务院印发了#国务院关于 十一五!期间全国主要污染物排放总量控制计划的批复(国函%2006&70号),提出 十一五(期间国家对化学需氧量和 SO22种主要污染物实行排放总量控制计划管理,排放基数按 2005年环境统计结果确定。计划到 2010年,全国主要污染物排放总量比 2005年减少 10%。!经国务院授权,原国家环境保护总局与31个省、自治区、直辖市以及六大电力集团公司签订了#十一五!二氧化硫总量削减目标责任书,将SO2削减量分解到各省、自治区、直辖市和电力集团公司。2007年国务院印发了#国家环境保护 十一五!规划(国发%2007&37号)。同年,国家发展改革委、国家环境保护总局印发了#现有燃煤电厂二氧化硫治理 十一五!规划(发改环资%2007&592号)和#燃煤发电机组脱硫电价及脱硫设施运行管理办法(试行)(发改价格%2007&1176号)。进一步对燃煤电厂 SO2控制及脱硫设施运行管理提出了明确要求。2007年国家发展改革委办公厅、国家环境保护总局办公厅印发了#关于开展火电厂烟气脱硫特许64第 1期王志轩等:我国燃煤电厂 十二五!大气污染物控制规划的思考经营试点工作的通知 (发改办环资%2007&1570号),旨在实现 十一五!规划纲要提出的 SO2削减目标,提高烟气脱硫设施建设和运行质量。1?2?1?2?采取综合措施落实节能减排目标2007年国务院印发了#节能减排综合性工作方案(国发%2007&15号),提出认识节能减排工作的重要性和紧迫性,狠抓节能减排责任落实和执法监管,建立强有力的节能减排领导协调机制等方面要求。同年,国务院印发了#国务院批转节能减排统计监 测及考核实施方案 和办法的通知 (国发%2007&36号)。2007年国务院印发了#国务院批转发展改革委、能源办关于加快关停小火电机组若干意见的通知(国发%2007&2号),#国务院办公厅关于转发发展改革委等部门节能发电调度办法(试行)的通知(国办发%2007&53号)。同年,国家发展改革委、国家环境保护总局、国家电力监管委员会、国家能源领导小组办公室印发了#节能发电调度试点工作方案和实施细则(试行)(发改能源%2007&3523号)2007年国务院国有资产监督管理委员会印发了#关于加强中央企业节能减排工作的意见、#中央企业任期节能减排管理目标 的通知(国资发考核%2007&194号),以进一步推动中央企业节能减排工作。2009年国务院办公厅印发了#国务院办公厅关于印发 2009年节能减排工作安排的通知(国办发%2009&48号),要求进一步加大工作力度,确保节能减排目标完成进度与 十一五!规划实施进度同步。2010年国务院印发了#关于进一步加大工作力度确保实现 十一五!节能减排目标的通知(国发%2010&12号),要求确保实现 十一五!节能减排目标。1?2?1?3?应对气候变化提到议事日程2006年国务院印发了#关于加强节能工作的决定(国发%2006&28号)。2007年国务院印发了#中国应对气候变化国家方案(国发%2007&17号)。2009年 11月 25日,我国政府公布了到 2020年单位国内生产总值 CO2比 2005年下降 40%45%的目标,作为约束性指标将纳入国民经济和社会发展中长期规划,并制定相应的国内统计、监测、考核办法。同时还提出通过大力发展可再生能源、积极推进核电建设等行动,到 2020年我国非化石能源占一次能源消费的比重达到 15%左右。1?2?2?燃煤电厂大气污染物排放及控制现状1?2?2?1?烟尘控制进一步加强我国火电厂燃煤灰分较高,平均在 25%以上。发电企业不断加大烟尘治理力度,除尘器效率不断提高。2003年以后建设的火电厂,按照 GB 13223?2003#火电厂大气污染物排放标准 4,烟尘排放浓度均按 50 mg?m3或低于 50 mg?m3的标准进行设计和建造。大量高效除尘设备的投入运行有力地推动了火电厂的烟尘治理。我国火电厂除尘方式以静电除尘为主,采用静电除尘器的锅炉容量占 95%以上 5。随着环保要求的不断趋严,袋式除尘器和电袋除尘器比例逐步提高。目前,适用于电站锅炉的袋式除尘器和电袋除尘器已实现了国产化,并在国内 20万 60万 k W 机组应用。从 1980年到 2009年,尽管火电装机容量增长了14倍以上,但烟尘排放总量基本持平并略有下降(图1)。1980年和 2009年烟尘排放量分别为 399万 t和315万,t 烟尘排放得到了有效控制,单位发电量烟尘排放量逐年较大幅度地降低。2009年,全国火电厂烟尘平均排放绩效值为 1?0 g?(k W h),比上年下降0?2 g?(k W h),比 1980年下降 15?5 g?(k W h)6(图2)。1?2?2?2?SO2控制成效显著电力部门从 20世纪 70年代开始研究 SO2控制问题,80年代中期加大了烟气脱硫技术的研究力度。1991年在重庆珞璜电厂 2台 36万 k W 机组上安装了石灰石?石膏湿法烟气脱硫装置。进入 十一五!时期,脱硫机组容量快速增长 7,据中国电力企业联合会统计,截至 2009年底,燃煤电厂烟气脱硫机组容量达到 4?7亿 k W,比上年增长 29?5%,是2000年的 90余倍。烟气脱硫机组占煤电机组的比例约为 76%,比上年增加 12个百分点。由于采取了坚决、有力的控制措施,SO2排放量在 2007年实现了历史性转折,改变了长期以来电力行业 SO2排放量随装机容量的增长而增长状况。根据中电联统计分析,2009年,全国电力 SO2排放量约 948万 t(图 1),比上年下降 9?7%,火电 SO2排放绩效值由 2005 年的 6?4 g?(k W h)下降到 3?2g?(k W h),下降了 50%(图 2)。1?2?2?3?NOx控制初见成效20世纪 80年代中后期,电力行业已经在引进65环境工程技术学报第 1卷先进大容量燃煤发电机组的同时,引进了锅炉低NOx燃烧器的制造技术。从 八五!开始,新建的 30万 k W及以上火电机组基本都采用了低 NOx燃烧器,NOx排放的总体水平已有较为明显的降低。十五!以来,新建燃煤机组全部按要求同步采用了低 NOx燃烧方式,一批现有机组结合技术改造也加装了低 NOx燃烧器。火电厂采用低 NOx燃烧方式基本可以满足现行 GB 13223?2003#火电厂大气污染排放标准 要求。近年来,受国家从严审批建设项目环境影响报告书的影响,部分企业为了火电建设项目的快速上马,开始主动采用烟气脱硝措施。目前,火电厂 NOx的控制水平已经超出了法律和排放标准的要求。根据中电联统计,截至 2009年,全国已投运的烟气脱硝机组容量接近 5 000万 k W,约占煤电机组容量的 8%。已投运的烟气脱硝机组以新建机组为主,且大部分采用选择性催化还原法(SCR)工艺技术。但由于目前尚未出台脱硝电价政策,较高的脱硝成本企业难以自行消化,脱硝装置投运率不高。2?影响燃煤电厂 十二五!大气污染物控制策略的主要因素研究燃煤电厂 十二五!大气污染物控制策略 8?9,首先要预测在 十二五!期间以下 3个重要因素的演变:1)电力工业发展的总量及结构;2)大气环境质量的趋势;3)大气污染控制法规政策的进展。2?1?电力工业发展的总量及结构简要分析电力工业的发展与国民经济的发展息息相关,十二五!期间,我国处于工业化、城镇化 双快!发展的阶段。根据国际形势、工业化完成国家的经验和我国的国情,电力弹性系数应当保持在 1左右。根据有关机构预测 10,经济发展仍将保持9%左右的增长速度,考虑到需求侧管理的作用,电力弹性系数按 0?85计,到 十二五!末,预计全国发电装机容量将达到 14亿 k W 左右。虽然 十二五!期间,国家将进一步加大非化石能源发电的力度,但由于我国一次能源以煤为主的状况在短期内无法改变,煤电仍然在总量中占主导地位,预计煤电将达到 9亿 k W 左右,占总装机容量的比重约为 65%。十二五!期间煤电装机的净增量预计在 2?5亿 k W,相应地新增燃煤量约 4亿 t原煤,电煤用量比 十一五!末增加 20%以上。因此,十二五!时期,控制燃煤电厂大气污染物排放是一项艰巨的任务。2?2?大气环境质量发展趋势 十一五!期间,我国进一步加大了大气污染物,尤其是 SO2污染的治理工作,使城市空气中SO2,可吸入颗粒物等污染防治工作取得积极进展 11。从环境状况公报提供的情况看,2009年,全国 SO2排 放总 量 2 214?4 万,t 比上 年 下 降4?60%,与 2005 年相 比,SO2排 放总 量下 降 了13?14%,十一五!减排目标提前一年实现。全国城市空气质量总体良好,且逐年好转,总体上看,全国地级及以上城市环境空气质量的达标比例也逐年提高,全国酸雨分布区域保持稳定,但酸雨污染仍较重。从电力行业 十一五!控制大气污染的成效和以上数据来看,我国在大气污染的控制方面是卓有成效的。但是,城市环境空气质量的改善与民众直接感观并不完全一致。这说明了:1)老的环境问题并没有完全解决,城市空气中的可吸入颗粒物和66第 1期王志轩等:我国燃煤电厂 十二五!大气污染物控制规划的思考SO2浓度依然维持在较高水平,如 2009年,全国地级及以上 城市环 境空气质 量的达 标比例 仅为79?6%;2)随着生活质量的不断提高,人们对环境质量改善的要求日益增高;3)我国空气环境质量考核的指标并不完善 12,主要考核 SO2,NO2和可吸入颗粒物 3项污染物;4)一些新的环境问题的确不断出现。随着国民经济的不断发展和人民生活水平的不断提高,污染物及污染的形式呈多样性出现,如我国汽车保有量迅速提高,2009年已超过 7 600万辆,机动车尾气排放已成为大气污染的重要来源;再如电力行业 SO2排放总量开始下降,但 NOx的排放总量有所增长。这种污染物的种类及排放量的此消彼长以及时空分布的变化,使得形成酸雨的物质组分由硫酸型向硫酸?硝酸复合型过渡;灰霾和光化学烟雾等区域性大气污染问题日益突出。如近年来,京津冀、长三角、珠三角等区域每年出现灰霾污染的天数达到 100 d以上,广州、南京、杭州、深圳、东莞等城市灰霾污染更为严重。东部地区大气能见度与 20世纪 60年代初期相比,下降了约 7 15 km。区域性大气污染不仅发生在京津冀、长三角、珠三角等重点区域,在辽宁中部、山东半岛、武汉及其周边、长株潭、成渝、海峡西岸等区域也时有发生,已成为当前迫切需要解决的环境问题 13。因此,控制大气污染,改善空气环境质量仍然是 十二五!期间环境保护工作的重点,燃煤电厂大气污染物的排放与控制对环境质量仍然产生重大影响。2?3?对 十二五!燃煤电厂大气污染物控制的法规政策分析2?3?1?常规性大气污染物控制的法律法规进一步趋严正在修订中的#大气污染防治法 将进一步加大污染防治力度,强化法律责任,对 十二五!期间火电厂主要大气污染物排放控制提出更高要求。为进一步适应新形势下环境保护要求,GB 13223?2003#火电厂大气污染物排放标准 将再次修订,修订后的排放标准对烟尘,SO2和 NOx排放限值的规定将更严格。2?3?2?区域联防联控和对复合型污染的控制成为重点#国务院办公厅转发环保部等部门关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知(国办发%2010&33号),表明了我国在 十二五!时期大气污染防治的因子逐渐扩展,涵盖 NOx,O3,PM2?5,VOCs和有毒有害物质,实现多污染物协同控制的同时,区域大气污染防治将成为我国 十二五!大气污染防治工作的重点内容之一。2?3?3?对重点行业重点污染物防治提出要求有关电力行业的要求包括:强化 SO2总量控制制度,提高火电机组脱硫效率,完善火电厂脱硫设施特许经营制度;加强 NOx污染减排,建立 NOx排放总量控制制度,新建、扩建、改建火电厂应根据排放标准和建设项目环境影响报告书批复要求建设烟气脱硝设施,重点区域内的火电厂应在 十二五!期间全部安装脱硝设施,其他区域的火电厂应预留烟气脱硝设施空间;加大颗粒物污染防治力度,火电厂应采用袋式等高效除尘技术等。3?十二五!电力行业大气污染物控制思路3?1?控制思路综合考虑到我国 十二五!经济、能源、环境平衡战略和电力行业发展特点,十二五!期间电力行业大气污染物控制导向应侧重考虑以下几个方面:1)继续坚持源头控制。即首先在源头控制方面要加强电力结构和布局调整,减少煤电在电力结构中的比重,扩大清洁能源发电的比重;其次,采取节能、温室气体排放控制和污染控制为一体的循环经济发展模式,如提高燃煤质量、扩大洗煤配煤比重,促进电热冷多联产发展,提高能源利用效率,减少污染元素进入燃煤电厂,促进资源的循环使用;再次,发展高效的洁净煤发电技术(如超超临界发电机组),提高燃煤发电效率和清洁生产水平。2)实施末端治理,发挥污染物控制装置的作用。使最佳经济可行技术(BAT)成为电力行业污染控制的主流技术路线 14?15,坚持以重点污染物控制为导向的多种污染物协同控制,如脱硫、除尘、脱硝技术的统筹协调,通过对现有污染物控制技术的升级或者设备改造,增加对多种污染物的治理功能,如通过对脱硝催化剂的科学选择,使烟气治理装置有较好的脱汞效果。3)从全社会、全行业的角度,制定合理的污染物控制目标,促进投入与产出效果的最大化。3?2?关于污染控制规划指标及目标的思考 十二五!燃煤电厂大气污染物控制相关规划中设定控制指标,应按照国家规划、环保规划、电力67环境工程技术学报第 1卷规划等不同层级的规划进行设定。指标要体现依法性、科学性、可操作性,具有可监测、可统计、可评价的基本特征。其中,纳入国家规划中的指标为在法规中明确的具有各行业共性特点并对环境质量改善、宏观经济影响重大的指标,如单位 GDP碳排放强度指标、非化石能源在一次能源消费中的比重、全国SO2排放总量等。虽然 NOx的影响日趋严重,但是由于基础和技术条件限制以及区域影响的特点,我国在 十二五!期间还难以进行全国性定量考核,不宜列入国家指标。在国家规划指标中可以将工业污染控制的达标率列为指标。国家规划中的主要指标应具有约束性(一定的强制性)特征。在环保规划中除了落实和细化分解国家约束性污染控制指标外,应当从环境质量的要求上提出量化的指标要求,同时应当对于国家用于专项治理的投入以及保障性措施提出量化要求。行业规划中的指标主要是依据国家规划和环保规划的指标和相关要求,依据行业和企业以及工艺设备特点进行确定。如 十一五!电力行业规划指标中的供电煤耗、线损、关停小火电机组等,虽然在国家规划中没有直接体现,但从本质上看这些指标是为实现国家规划指标而确定的。依据 十一五!我国火电厂大气污染物控制指标的制定及完成以及对 十二五!电力行业主要污染物排放控制形势的分析与判断,经过研究,分层级提出 十二五!主要大气污染物指标。指标分两类:一类是反映结构调整综合措施和源头控制的指标;另一类是大气污染物控制指标。对于第一类指标,国家已经明确单位 GDP 碳排放强度指标和非化石能源占一次能源消费比重的指标,在此不再赘述。但在电力行业的规划中应有非化石能源装机和发电量占电力装机和发电量比重、供电煤耗、线损率 3个指标。这 3项指标可较全面反映电力行业能源结构、技术水平、节能效率和减排CO2的效果。对于第二类指标,主要针对 SO2,NOx和烟尘 3项污染物,因为 SO2,NOx排放形成的二次污染是形成区域复合型污染如霾、酸雨、光化学烟雾等的前体物质,还是煤烟型污染的重要因素。根据电力行业这 3种污染物的排放量大小及区域特性,在国家规划层次上,应继续将 SO2全国排放总量作为约束性指标,而将 NOx区域总量以及 3种污染物的排放达标率作为国家环保规划指标;将烟气脱硫脱硝的机组比例、单位发电量的污染物排放量指标作为行业规划指标。从以上指标的分层设立来看,国家指标涉及到发展和环境的协调、生产和消费的协调以及国际国内的协调;环保规划指标则突出了环境质量的改善和污染物排放量的联系、环保法规要求和依法监管的协调;而电力行业规划指标则是体现了行业与国际国内同类可比的技术进步情况、污染物排放控制的管理能力。3个层面的指标具有由上而下的依据性和由下而上的支撑性。污染物控制指标值是基于法规、环境要求、政策情况、技术经济评价综合得出的。对火电 SO2排放总量来说,与 十一五!排放相比,主要是持平或略有减少。表现在:1)我国燃煤电厂还在继续发展,脱硫后仍然会有新增 SO2排放;2)老机组安装脱硫设备基本完成,存量部分减排空间不大;3)由于电力布局的不断调整使得电力 SO2对环境质量尤其是城市环境质量的影响不断减少,非电行业的 SO2排放已成为 SO2对环境质量影响的主要矛盾;4)如果在较高脱硫率的条件下还要进一步降低电力 SO2排放总量,则需要付出过高经济代价和资源(如石灰石)及电能消耗。对火电厂 NOx排放总量的控制也不宜单纯追求降低电厂排放总量,因为:1)NOx对环境质量的影响,机动车首当其冲;2)火电厂控制 NOx的技术性(催化剂和设备)及产业化发展存在诸多问题,不宜暴发式发展,以避免走脱硫发展中遇到大量问题的老路 16;3)低 NOx控制技术仍然有很大的发展空间;4)脱硝所需的吸收剂(如氨)、催化剂以及消耗的能源要与脱硝的效果进行充分的论证。尤其是对于可以通过低 NOx燃烧技术基本达到排放标准的电厂来说,是否还要建设 SCR烟气脱硝装置,应充分论证环境、技术、节能、经济效果。对于火电厂的烟尘控制,由于除尘技术的不断进步和脱硫装置有一定的除尘效果,烟尘排放浓度和总量都很低,已降为影响环境质量的次要因素。十二五!的重点是通过技术导向,加快新技术、新工艺、新设备的应用和管理,不断提高经济、节能、除尘的综合效果。基于以上分析,我国燃煤电厂主要大气污染物控制目标情况见表 1。68第 1期王志轩等:我国燃煤电厂 十二五!大气污染物控制规划的思考表 1?我国燃煤电厂主要大气污染物控制目标Table 1?Control objectives for key air pollutants of coal?fired power plants in China分类指标内容 十二五!末指标预测值指标层级结构调整与应对气候变化非化石能源发电量占发电量比重?%)25电力规划非化石能源发电装机占电力装机比重?%)35电力规划供电煤耗?%g?(k W h)&330电力规划线损率?%6?5电力规划污染物控制二氧化硫电力 SO2排放达标率?%+98国家环保规划电力 SO2年排放总量?万 t800国家环保规划单位火电量电力 SO2排放量?%g?(kW h)&1?8电力规划烟气脱硫机组比例?%)100电力规划氮氧化物电力 NOx排放达标率?%+90国家环保规划电力 NOx年排放总量?万 t 800国家环保规划燃煤电厂脱硝机组比例?%50电力规划烟尘电力烟尘排放达标率?%100国家环保规划电力烟尘年排放总量?万 t310国家环保规划单位火电量电力烟尘排放量?%g?(k W h)&0?68电力规划3?3?污染控制目标的技术经济简要分析3?3?1?烟气脱硫从脱硫工程造价看,由于大力推进烟气脱硫设备国产化和市场化,脱硫设备、材料的国产化率已达到90%左右,部分工程达到了 95%以上,脱硫工程造价大幅度降低,新建大型燃煤机组的烟气脱硫造价降至目前的 200元?k W 以下,仅是美国烟气脱硫装置造价的 1?5左右。预计 十二五!期间,脱硫机组装机容量将比 十一五!末期增加 2亿 2?5亿 k W,脱硫装置安装费用按 150元?k W计,则 十二五!期间安装脱硫设施投资总资金在 300亿 390亿元左右。3?3?2?烟气脱硝据中电联统计,多数已建成投运的新建 30万k W 和 60万 k W 机组烟气脱硝 SCR法造价平均在130 140元?k W 之间。对于现役 10万 k W 和 20万k W 机组脱硝技术改造,SCR造价可能达到 200250元?k W。随着市场充分竞争,脱硝造价将逐年降低,30万 k W 级机组 SCR按 100元?k W 计,小机组SCR法以 150元?k W 计,SNCR 法按 50元?k W 计。由于低 NOx技术与锅炉类型、燃煤特性等因素密切相关,且新建锅炉一般加装该措施,其费用包含在锅炉的设计和建造之中,难以分离体现,故未考虑新建锅炉的低 NOx措施费用。由于现役机组的种类偏多,采用的具体措施和范围也不尽相同,平均按 30元?k W 计。对于采用低 NOx技术,实际发生的运行费用较少。因此,现役燃煤电厂 NOx改造技术预计总投资费用约 377亿元,其中,低 NOx改造 96亿元,SNCR技术 10亿元,SCR技术 271亿元。3?3?3?烟气除尘除尘系统投资情况包括直接投资与间接费用,其中,直接投资包括除尘器本体改造、引风机及土建改造、除尘器进出口烟道改造、除灰系统改造、电气与控制系统改造等,未计算锅炉本体改造费用等;间接费用包括需要拆除原除尘器部件及引风机等设备的剩余残值、改造停机时间超过机组大修时间的部分发电资金部分等。据中电联分析,不同阶段除尘设备需要直接改造费用约 225亿元。而保守分析,将间接费用分别按 3,2,1倍于不同阶段除尘改造的直接费用,则总计需要 470亿元。以上费用的简要分析中主要考虑污染治理的费用,未考虑节能减排进行的综合性改造费用和为脱硫提效的改造费用,也未包括相关运行成本和污染控制中相关原材料、水资源和能源消耗等要素价格升高的影响。总体预计,在不考虑 十一五!期间污染控制电价欠账的前提下,十二五!期间新增大气污染物控制成本对电价升高的影响约在人民币 11?5分?(k W h)左右,如果法规、标准进一步趋严,超过笔者预计的前提条件,则电价会进一步升高。3?4?保障措施3?4?1?促进转变电力发展方式加强电源结构调整是电力工业转变电力发展方式的必经之途,也是带有根本性的环境保护和资源69环境工程技术学报第 1卷节约措施。应在符合环境法规的前提下大力发展水电,积极优化煤电,大力推进核电建设,协调气电发展,依法科学加快新能源发电步伐。对于在现阶段仍是基础性、主导性的煤电,进一步优化布局和结构,继续对超期服役、能耗高、污染严重、无改造价值的纯凝汽式小火电机组开展 上大压小!,加大对有较长时期利用价值的存量机组实施经济节能和环保性能的改造。随着国家节能减排力度的不断加大,电力行业节能减排空间越来越小,难度越来越大,成本越来越高。尤其是从电力行业的发电、输电等单纯环节来看,都在不断向节能减排的 极限!靠近。但是从系统优化来看,如电源电网的协调发展、电网的优化配置、能源资源设备的负荷率、开展污染物的联合控制等,电力节能减排工作仍然艰巨。促进电力发展方式转变任重道远。3?4?2?完善法规政策1)逐步淡化或改变以行政要求为主的强制性节能减排的推进方式,建立法律推进的长效机制。加强法制化管理,清理、整顿、完善现行的大气污染物控制法规、政策文件,使污染控制在法规的轨道中进行,以促进企业依法减排和政府依法监督。2)加快完善环境目标制定的科学决策系统,出台科学的目标评估系统,在环境目标的制定中要立足于环境质量和技术经济水平,以环境要求为目标,以最佳实用技术为手段,以技术条件和经济条件为约束,科学修订大气污染物排放标准,并逐步做到科学分配各行各业在内的 SO2等污染物总量指标。3)积极推进配套引导政策,特别是要保障脱硫、脱硝电价的及时足额到位,并加快出台考虑了环境成本的电价形成机制。4)进一步加快促进将 SO2等污染物变废为宝的有利于循环经济发展的资源节约型脱硫、脱硝产业化的发展。3?4?3?强化技术引导虽然我国有关部门在近年来颁布了一些脱硫、脱硝的设计及设备等相关技术规范,但随着环保要求的不断趋严、技术不断进步以及经验不断积累等内外部条件的改变,对技术规范一方面要加快配套,另一方面要及时修改。如我国脱硫设计技术规范已不适应目前高可靠性的要求和充分考虑脱硝、除尘系统化和一体化的需要;再如,许多新设计的湿法烟气脱硫系统已经取消了旁路烟道,而相关规范没有要求,系统配置和设备裕量的设计缺乏依据,影响脱硫系统和机组的可靠性、稳定性。根据形势的要求,十二五!期间 NOx控制成为重点,因此,在强化技术引导方面要有权威的、明确的要求。应坚持区域性与行业性的总量控制相结合,坚持重点地区新建燃煤电厂加装烟气脱硝装置和预留脱硝空间的现有燃煤电厂逐步加装脱硝装置与所有燃煤电厂低 NOx燃烧技术的应用相结合,坚持 NOx的控制与其他污染物控制技术和节能技术的统筹考虑。3?4?4?加强基础工作1)开展对污染物排放监测、统计、考核的基础工作,尤其是要准确掌握全国环境污染源的 NOx排放状况,各级环保行政主管部门应加强对大气污染物控制技术和装备的运行监督,已建的在线连续监测装置及信息应适当开放,为环保部门及行业组织和企业改善管理水平提供支撑;政府主管部门应组织对建成运行的脱硫、脱硝、除尘装置进行调研评估,摸清情况,发布相关信息,引导产业的正确发展,避免一哄而起、一刀切、一窝蜂的情况屡次发生,促进脱硫、脱硝市场的规范有序发展;2)应进一步加强污染治理、环境效果、资源节约、经济代价之间的关系和评价方法研究,为制定适应我国国情的污染控制目标和技术路线提供支撑。3?4?5?加快技术创新和管理创新3?4?5?1?加快技术开发1)在资金和优惠税收方面给予支持;2)严格限制污染控制技术重复引进;3)积极支持示范工程的建设,使自主知识产权的工艺技术有用武之地,并通过工程不断完善和优化,促进脱硫、脱硝技术达到国际先进水平。加快催化剂核心技术的国产化步伐。催化剂国产化是烟气脱硫、脱硝产业化发展的关键,应由政府部门或者政府部门委托相关行业组织,对烟气脱硝催化剂的研制、原料、生产、使用、检测、再生及处置情况进行充分调研,摸清现有催化剂生产、供应市场,把握变化趋势,评估催化剂失效处置对环境的影响,提出催化剂的相关标准、管理规定和加速催化剂国产化的建议。3?4?5?2?加快用市场手段和经济手段推进污染治理,进一步推进特许经营要出台和落实鼓励火电厂大气污染物治理的经济政策:1)出台和落实鼓励火电厂大气污染物治理的经济政策,综合运用各种经济手段推进火电厂的70第 1期王志轩等:我国燃煤电厂 十二五!大气污染物控制规划的思考大气污染物控制工作,以最小的成本换取最大的环境效益,如对 NOx实施排污权交易政策,可以在区域总量控制目标下,大大降低控制成本;2)要使环境保护成本传导到电价中去,使电力成本真正体现资源和环境成本;3)收取的排污费要全部用于污染的治理,如 NOx收费可用于老电厂低氮燃烧器改造和烟气脱硝技术改造;4)对一时不能实现