我国燃煤电厂推广超低排放技术的对策建议

帅 伟，莫 华

（1. 中华人民共和国环境保护部 环境工程评估中心，北京 100012；2. 北京中咨海外咨询有限公司，北京 100048）

我国燃煤电厂推广超低排放技术的对策建议

帅 伟1，2，莫 华1

（1. 中华人民共和国环境保护部 环境工程评估中心，北京 100012；2. 北京中咨海外咨询有限公司，北京 100048）

回顾了煤电大气污染控制技术的应用现状及超低排放的发展历程，分析了煤电超低排放对我国环境、经济、社会的重要意义，探讨了煤电超低排放在法律效力、技术应用、经济可行和效益最优等方面面临的问题与挑战，从技术发展、经济奖惩、运行管理和环境监督角度提出了燃煤电厂超低排放的发展建议，指出应坚持“量力而行、自主创新、因地制宜、示范先行”的原则，积极稳步地探索绿色煤电发展新道路。

燃煤电厂；超低排放；治污减排

《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011）颁布之初曾引起电力行业的激烈争论，认为执行该标准技术不可行，经济不可承受，不符合我国国情。但随着环境空气污染的日益加重，尤其是京津冀、长三角和珠三角等重点区域灰霾天频发，《大气污染防治行动计划》等政策的发布，电力行业面临的环保形势与生存危机空前严峻，企业不仅积极采取措施以满足新标准要求，一些集团公司还部署了燃煤电厂符合燃机排放标准的发展战略和科研攻关，“超低排放”、“近零排放”应运而生。随后，部分省市也纷纷对燃煤电厂提出“满足燃机排放标准”的建设或改造要求。2014年9月，《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》 （发改能源 [2014] 2093号）的发布，有力推动了超低排放机组的建设，在社会上引起了强烈反响。如何在经济发展新常态下更好地推广应用超低排放技术，不仅关系到电力行业的可持续发展，也影响到全社会的综合环境效益。

1 燃煤电厂大气污染物控制技术应用与发展

1.1 燃煤电厂常规烟气污染控制技术应用情况

截至2013年底，全国电力装机总容量12.47亿kW，火电装机总容量8.62亿kW（煤电约7.86亿kW），其中已投运脱硫、脱硝火电机组容量分别约占煤电容量的95.4%和54.7%，所有火电机组均采用了烟尘控制措施。其中，燃煤电厂二氧化硫控制技术以石灰石-石膏法为主，约占92%，设计脱硫效率达到95%以上，海水脱硫、干法脱硫、氨法脱硫等技术也有应用。氮氧化物控制技术以选择性催化还原法（SCR）居多，约占95%以上，设计脱硝效率达80%以上，其余5%为非选择性催化还原法（SNCR）。烟尘控制技术中静电除尘约占80%，近年来电袋复合除尘和袋式除尘技术的发展也较为迅速，装机占比分别达到11%和9%。设计除尘效率均可达99.85%以上[1]。这些技术能够有效控制燃煤电厂烟气污染物的排放，为电力行业节能减排与环境保护发挥了重要作用。

1.2 燃煤电厂烟气超低排放技术发展情况

2013年以来，火电行业开展了烟气污染物超低排放技术探索。除尘主要配套采用低低温静电除尘器、旋转电极、高频电源、三相高压电源等技术，并增设湿式静电除尘器，改造后综合除尘效率可达99.95%以上。脱硫主要采用双循环技术（包括单塔双循环、双塔双循环等）、托盘塔技术、增加喷淋层等，脱硫效率可达98%以上。脱硝增加SCR催化剂的填装层数或增大催化剂的体积，脱硝效率可以达85%～90%[2]。电力企业力求通过应用超低排放技术，将烟气二氧化硫、氮氧化物和烟尘的排放浓度分别降至35 mg/m3、50 mg/m3和5 mg/m3以下。目前，上述超低排放技术已在部分电厂有了初步试点：采用“SCR+配高频电源静电除尘器+双托盘塔脱硫+湿式静电除尘器”的浙江浙能嘉华电厂（2×1 000 MW机组）、采用“SCR+配高频电源静电除尘器+海水脱硫+湿式静电除尘器”的神华国华舟山电厂（2×350 MW机组）、采用“SCR+电袋除尘+单塔双循环脱硫+湿式静电除尘器”广州恒运电厂（2×300 MW机组）等10余家电力企业已成为我国第一批超低排放燃煤电厂。

2 燃煤电厂实施超低排放的意义

2.1 超低排放有利于促进治污减排，改善区域环境质量

以煤为主的能源消费结构和煤炭消费区域集中是造成现阶段区域性环境空气污染的重要根源，无论是能源政策还是发展要求，其共同目的都是通过控制煤炭消费强度来减少大气污染物排放，改善区域环境质量[3]。燃煤电厂超低排放能够促进我国大气污染物控制技术与装备的发展，推动全行业开展治污减排工作。同时，超低排放技术可以进一步减少烟气污染物的排放总量，这是当前复杂形势下解决能源、环境与经济三者需求的最佳手段，也是破解一次能源结构性矛盾的必由之路。

2.2 超低排放有利于优化资源配置，保障社会经济稳定发展

在我国煤炭赋存度与地区经济发达程度呈逆向分布的情况下，国家拟通过“煤改气”、“西电东输”等方式寻求环境与发展的双赢。但我国天然气资源量占能源资源总量不足6%，大量用气需依靠国外进口，燃气电厂发电成本也将比燃煤高0.4~0.5元/kWh。这使得燃气电厂建成后面临“无气可烧”和“越烧越亏”的尴尬境地。而且，在我国生态环境脆弱的中西部地区大规模发展煤电将造成与农业、生活与生态用水争水的局面，不利于资源的合理高效利用。因此，在面对比能源资源更加稀缺与珍贵的环境资源时，因地制宜地推广燃煤电厂超低排放，是满足用电需求、保证供电安全和经济社会稳定发展的必经之路。

3 推广燃煤电厂超低排放面临的主要问题

3.1 超低排放限值的法律效力问题

《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011）为国家强制执行标准，属于法律法规范畴，具有法律效力。《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》提出的超低排放限值属于行政管理手段，法律效力存疑。而且，该文件对东部、中部和西部地区做出的“基本达到”“接近或达到”燃气轮机组排放限值缺乏具体的标准，实际工作中难以操作[4]。另外，燃煤电厂是执行火电标准还是执行超低排放限值，企业、各级环境管理与监督部门也面临两难选择。

3.2 超低排放技术可靠性问题

目前，超低排放技术主要是对已有主流技术、设备和材料的改造、扩容及系统优化，在原理上并没有重大突破。而且，烟气超低排放技术的选择、应用及控制效果不仅与煤质指标、锅炉类型、机组规模、地域条件等因素有关，还需具备良好的设备制造、安装和服务保障。但技术推广评估体系和机制至今尚未完全建立，不同技术之间的影响尚未摸清，未深入分析实现污染物长期稳定超低排放的技术可行性、运行稳定性和经济合理性。国家层面也没有出台相应的技术规范，导致技术推广应用市场混乱：一是为了实现超低排放而将所有新技术简单堆砌；二是个别技术被片面宣传、概念炒作，尚未经过工程运行考验就被大肆宣传。

3.3 超低排放运行的监管问题

燃煤电厂的运行管理以“排放浓度”和“排放总量”进行控制，而现有《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》 （HJ/T 75-2007）等方法标准相当于“用水果秤计量黄金”，无法完全满足大气污染物低浓度排放时的监测精度要求[5，6]，监测结果的可靠性存在疑问。现行总量指标核定方法不仅缺乏烟尘的计算方法，其折算出的SO2与NOx排放浓度甚至超过了标准限值，是燃机排放标准的2倍以上。不论从标准还是总量上，都无法确保燃煤电厂超低排放运行效果，影响综合减排效果和环境质量改善的目标。

3.4 超低排放运行的补贴政策问题

燃煤机组实现超低排放的环保成本将在原有烟气治理成本基础上增加1～2分/kWh[6]，使得总的污染物脱除电价大约3.5～5分/kWh，超过目前燃煤电厂环保电价补贴之和2.7分/kWh。燃煤电厂超低排放的补贴政策尚未建立，若不加大超低排放煤电企业的电价补贴或者给予其他税费优惠政策，并配套相应严格的奖惩措施，燃煤电厂不太可能使煤电机组长期稳定地实现超低排放，超低排放难以为继。

3.5 超低排放社会环境综合效益问题

超低排放的经济投入与环境产出比较低，改造投入大，而污染物减排绝对量有限。对于新建燃煤机组同步实施超低排放，与执行特别排放限值相比，污染物排放量下降35%～50%，环保一次性投资和运行费用增加30%左右。现役煤电机组从特别排放限值到实现超低排放改造，环保改造投资约340～440元/kW，运行费用约1～2分/kWh。以东部地区2014—2020年2.13亿kW煤电机组超低排放改造为例，从特别排放限值到实施超低排放，改造将需要约630亿元，其二氧化硫、氮氧化物、烟尘的减排量分别占到全国相应污染物总量的0.3%、1.01%和0.55%[7]。从特别排放限值到实施超低排放，由于常规污染物的减排总量小，对环境质量的改善也不明显。

4 我国燃煤电厂推广超低排放的对策建议

4.1 及时总结示范工程经验，规范超低排放技术发展

结合我国不同区域资源、环境特征、经济发展需求及污染控制技术特点，对采用不同技术路线达到燃机排放标准的燃煤电厂开展基于经济性、环境效益的技术测试与费效评估，根据不同煤质、锅炉和机组类型提出技术可行、经济合理的超低排放最佳可行技术工艺路线及设备安装制作要求。根据不同区域资源环境特征、环境空气质量需求、经济发展等情况，提出燃煤电厂超低排放建设与发展要求。对采取烟气污染控制新技术的燃煤电厂开展侧重“技术、经济、安全和稳定”的环境保护跟踪评价工作，有序推动超低排放技术的示范与推广。

4.2 合理运用经济奖惩措施，保障超低排放设施运行

对于符合燃机排放标准的燃煤电厂，给予预安排奖励年度发电计划小时数、奖励电价补贴等方式的优惠。并通过制定“排污费分级”和“基于污染物实际排放浓度的‘基础+浮动’上网电价”方式保障燃煤电厂超低排放技术的稳步发展和超低排放设施的正常运行。对于污染物排放不能满足燃机排放的超低排放燃煤电厂，借鉴“十一五”期间对脱硫设施不正常运行处以5倍脱硫电价罚款的省份成功管理经验，对其进行罚款和回收超低排放电价补贴，并扣减下一年度发电计划。

4.3 贯彻落实“三管控”制度，优化超低排放管理

一是以《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011）为依据，超低排放限值为参考来管理燃煤电厂超低排放项目的环评及验收、环境执法等过程。鼓励地方政府根据实际情况制定严于国家火电厂大气污染排放标准的燃煤电厂超低排放地方标准。同时，加快烟气污染物低浓度监测技术方法的制定及监测设备的研发进度，确保监测数据的有效性，对燃煤电厂超低排放运行加以“限值管控”。

二是建议因地制宜、因煤制宜、因炉制宜、循序渐进地推广燃煤电厂超低排放技术。对大气环境污染严重、经济发展需求强烈、环境容量有限的区域（如京津冀、环渤海、长三角和珠三角地区），合理开展超低排放技术推广示范，将有限的治理经费投放在建设具有最大社会经济环境效益的区域，对超低排放技术应用推广进行“区域管控”。

三是建设国家层面的大型配煤基地，科学合理地使用优质煤，正确处理“精粮”与“粗粮”的分配问题，建立煤质分级分配利用制度，将燃煤煤质依照硫分、灰分、挥发分等指标划分对应的控制等级，并在煤炭采购与燃烧过程中严格落实“排放标准与煤质等级对应”的要求，对超低排放燃煤电厂进行“源头管控”。

5 结语

火电行业部署超低排放发展战略是实现经济发展、能源安全、节能减排、环境改善的重要抓手。不能简单摒弃超低排放，而应结合地方环境容量与经济发展需求，能源结构优化与资源环境特征，科学有序地实施，通过“规范技术方法、建立奖惩体制、强化运行管理”促进其健康有序应用，坚持“量力而行、应地制宜、自主创新和示范先行”原则，积极稳步地探索绿色煤电发展新道路。

[1]莫华，王圣.火电减排遭遇五大挑战[N].北京：中国环境报，2013-04-10（006）.

[2]冯义军，苏伟，许盼，等.燃煤电厂超低排放大盘点[N].北京：中国电力报，2015-03-30（005）.

[3]王志轩，潘荔，张晶杰，等.我国燃煤电厂“十二五”大气污染物控制规划的思考[J].环境工程技术学报，2011，1（1）：63-71.

[4]熊跃辉.超低排放驱动力及其发展方向研究[J].环境保护，2014（22）：33-35.

[5]黄钟霆，龚道新，吴小平，等.火电厂烟气在线监测系统存在的主要问题及进一步加强在线监测工作的建议[J].中国环境管理干部学院学报，2010，20（1）：62-65.

[6]朱法华，王临清.煤电超低排放的技术经济与环境效益分析[J].环境保护，2014（21）：28-33.

[7]王志轩.发电企业缘何主动请缨执行“燃机排放标准”[N].北京：中国能源报，2014-08-28（012）.

（编辑：程 俊）

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

帅伟（1985-），男，湖北宜昌人，毕业于华南理工大学环境工程专业，工程师，长期从事火电行业环境影响评估、咨询等工作。