基于排放绩效的浙江省火电行业NOx总量控制研究

徐继先 倪吴忠 林阳春

(1.浙江省排污权交易中心，浙江 杭州 310015；2.浙江环境监测工程有限公司，浙江 杭州 310015)

基于排放绩效的浙江省火电行业NOx总量控制研究

徐继先1倪吴忠1林阳春2

(1.浙江省排污权交易中心，浙江 杭州 310015；2.浙江环境监测工程有限公司，浙江 杭州 310015)

从浙江省火电行业入手，根据NOx排放现状，结合环境保护管理政策、行业排放水平及应用状况综合分析，探索适合浙江省火电行业的NOx排放绩效，为火电行业NOx总量控制与初始排污权核定提供依据。

火电行业 排放绩效NOx

根据《2014年浙江省环境状况公报》，全省NOx排放量为68.79万t，其中火电行业贡献率约为30%[1]。火电行业仍旧是大气污染物排放的第一大户，其减排潜力居于首位，是实施主要污染物总量控制的重点领域。《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2011)[2]只对NOx排放浓度进行限定，而缺乏对NOx排放总量的约束，不利于加强火电行业的污染控制，也不利于激励清洁能源的开发和使用。2014年12月，环境保护部印发《建设项目主要污染物排放总量指标审核及管理暂行办法》[3]，明确了火电等行业的主要污染物排放总量指标采用绩效方法核定。火电行业排放绩效以火电厂单位发电量所排放的污染物作为基准[4-5]。此研究旨在探索适合浙江省火电行业的NOx排放绩效，为管理部门制定相关政策提供必要的技术支撑，对进一步促进浙江省NOx总量减排和排污权交易[6]具有重要的理论和实践意义。

1 浙江省火电行业NOx排放绩效现状分析

据统计，全国发电、供热企业中以煤炭为燃料的锅炉共511台，涉及152家发电、供热企业，装机容量合计4 400万kW。燃烧工艺主要涉及室燃(煤粉燃烧炉、油燃烧炉、气燃烧炉)、层燃(手烧炉、机械烧炉)和沸腾燃烧(循环流化床、沸腾炉)3类。2010年实际发电、供热量合计1 921.6亿kW·h，NOx排放总量为47.24万t[7]，折算成NOx排放绩效为2.46g/(kW·h)。从不同装机容量锅炉的NOx排放绩效看，锅炉NOx排放绩效介于1.50～3.83g/(kW·h)，其中装机容量为20～<35MW的锅炉排放绩效最高，装机容量≥750MW的锅炉排放绩效最低(见图1)。

2 浙江省火电行业NOx排放绩效测算

2.1 测算原则

火电行业排放绩效标准的制定将主要遵从以下5个原则：(1)促进发电和污染物控制的技术进步，要鼓励火电厂的技术革新；(2)以环境空气质量改善为目标，并考虑现有的污染物排放总量控制要求，不同时期的火电厂排放绩效标准与相应时期的NOx总量控制目标相对应[8]；(3)要充分考虑与浓度排放标准的结合，遵循“只能严于国家标准，不能松于国家标准”的原则；(4)充分考虑火电行业的远期发展目标，目前火力发电的装机容量和电力需求依然逐步增长，但同时又需要控制SO2和NOx的排放，即单位电力产出的污染物排放强度必须下降[9]；(5)表达形式简洁，易于操作实施。

注：数据来源于文献[7]。图1 2010年NOx排放绩效分布Fig.1 NOx emission performance distribution in 2010

2.2 测算方法

根据GB 13223—2011，浙江省火电行业中装机容量≥45.5 MW的锅炉(层燃炉，燃烧生物质、垃圾发电的锅炉除外)实施100 mg/m3的NOx排放限值，按照该限值测算浙江省2016年火电行业NOx排放绩效，具体设置如下：在95%的工况下，锅炉正常运转，烟气中NOx排放稳定达标，最高排放质量浓度为100.00 mg/m3；在5%的工况下，烟气中NOx排放质量浓度为排放限值的4倍，达到400.00 mg/m3。对于装机容量≥300.0 MW的锅炉，锅炉正常运转时仍需进行分类讨论(60%的工况下，按照监测结果获取NOx排放浓度；40%的工况下，NOx排放质量浓度取100.00 mg/m3)。NOx排放绩效按照式(1)至式(3)计算。

GPSi=(ca×95%+cb×5%)×Qi/i×10-6

(1)

ca=cc×60%+cd×40% (i≥300 MW)

(2)

(3)

式中：GPSi为装机容量为i的锅炉的NOx排放绩效，g/(kW·h)；ca为锅炉正常运转情况下NOx稳定达标质量浓度，mg/m3，对于装机容量<300.0 MW的锅炉，其ca取100.00 mg/m3，而装机容量≥300.0 MW的锅炉，其ca基于实测数据得出；cb为锅炉NOx超标排放质量浓度，取400.00 mg/m3；Qi为装机容量为i的锅炉满负荷运转的废气排放量，m3/h；i为装机容量，MW；cc为装机容量为i(i≥300.0 MW)的锅炉正常运转情况下NOx实测平均质量浓度，mg/m3；cd为装机容量为i(i≥300.0 MW)的锅炉正常运转情况下的最大达标质量浓度，取100.00 mg/m3；cc,j为第j台装机容量为i(i≥300.0 MW)的锅炉正常运转情况下NOx实测质量浓度，mg/m3；n为装机容量为i(i≥300.0 MW)的锅炉总数。

2.3 NOx排放绩效计算结果

根据式(1)至式(3)，2015年锅炉NOx排放绩效的各参数见表1。

由表1可以看出，锅炉NOx排放绩效与装机容量存在一定关联。装机容量为600.0～1 000.0 MW的锅炉，其NOx排放绩效为0.31～0.32 g/(kW·h)；装机容量为125.0～330.0 MW的锅炉，其NOx排放绩效为0.38～0.43 g/(kW·h)；装机容量为44.5～90.0 MW的锅炉，其NOx排放绩效为0.50～0.51 g/(kW·h)。选取每个装机容量分段内的锅炉NOx排放绩效最大值，得到火电行业装机容量≥45.5 MW的锅炉的NOx排放绩效参考标准值。对于装机容量小于45.5 MW的锅炉，由于目前尚未出台排放标准，其NOx排放绩效参考标准值与装机容量45.5 ～<125.0 MW的锅炉合并。综合以上分析，对浙江省火电行业2016年NOx排放绩效提出参考标准值，结果如表2所示。由表2可以看出，2016年浙江省火电行业NOx排放绩效参考标准值为0.32～0.51 g/(kW·h)。根据《浙江省2014—2017年大型燃煤机组清洁排放实施计划》，全省所有燃煤锅炉将于2017年完成超低排放改造[10]。在满足火电行业NOx排放绩效参考标准值的前提下，开展燃煤锅炉超低排放改造具有更强的可操作性[11]。

表1 2015年锅炉NOx排放绩效计算结果

表2 2016年火电行业NOx排放绩效参考标准值

3 结论与展望

(1) 2016年浙江省火电行业NOx排放绩效参考标准值为0.32～0.51 g/(kW·h)。

(2) 未来有望在其他供电环节引入排放绩效标准，一方面配合现行污染物总量控制管理，另一方面可促进电力市场的清洁化，逐步建立绿色电力市场。

[1] 浙江省环境保护厅.2014年浙江省环境状况公报[EB/OL].[2016-03-24].http://www.zjepb.gov.cn/root14/hbt/lcyxxc/201506/t20150603_341124.html.

[2] GB 13223—2011,火电厂大气污染物排放标准[S].

[3] 环境保护部.建设项目主要污染物排放总量指标审核及管理暂行办法[EB/OL].[2016-03-24].http://www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bwj/201501/t20150106_293856.htm.

[4] 周磊,周洋毅,吴建.浙江省火电行业主要污染物减排环境效益研究[J].中国环境管理,2015,7(5):89-95.

[5] 张玮,白金.排放绩效在火电行业大气污染物排放总量核定中的应用分析[J].环境与发展,2015,27(2):11-14.

[6] 张震,宋国君. 排放控制绩效标准，工业水点源管理核心？——排污许可证管理的美国经验之二[J].环境经济,2015(11):15-16.

[7] 环境保护部,国家统计局，农业部. 第一次全国污染源普查公报[EB/OL].[2016-03-28].http://www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bgg/201002/t20100210_185698.htm.

[8] 王圣,王慧敏,朱法华,等.火电厂氮氧化物排放量动态更新方法研究[J].长江流域资源与环境,2012,21(12):1549-1554.

[9] 许艳玲,杨金田,蒋春来,等.排放绩效在火电行业大气污染物排放总量分配中的应用[J].安全与环境学报,2013,13(6):108-111.

[10] 浙江省人民政府办公厅.浙江省2014—2017年大型燃煤机组清洁排放实施计划[EB/OL].[2016-04-02]. http://www.zj.gov.cn/art/2015/1/16/art_12461_194104.html.

[11] 秦锋,黄辉,马政宇.燃煤发电超低排放技术及其潜在影响分析[J].煤气与热力,2015,35(2):35-39.

ResearchonNOxtotalemissioncontrolinthermalpowerindustryinZhejiangProvincebasedonemissionperformance

XUJixian1,NIWuzhong1,LINYangchun2.

(1.EmissionTradingCenterofZhejiang,HangzhouZhejiang310015;2.ZhejiangEnvironmentalMonitoringProjectCo.,Ltd.,HangzhouZhejiang310015)

According to the thermal power industry NOxemission status,the NOxemissions performance in Zhejiang Province was assessed. A comprehensive analysis was used in this study,which based on the environmental management policy,industry emission levels and application status. The result was benifical to the development of the NOxtotal emission control and initial pollution emission permit of the thermal power industry in Zhejiang Province.

thermal power industry; emission performance; NOx

徐继先，男，1981年生，硕士，高级工程师，研究方向为排污权交易。

10.15985/j.cnki.1001-3865.2017.06.023

2016-04-24)