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火电行业污染减排形势分析与展望

文章作者:航宇环保   发布时间:2018-08-09
以除尘为例,现役机组都达到4电场除尘,要达到新标准要求,需要采用6电场以上的除尘器,多数机组己经没有增加电场的空间。

随着“上大压小”政策的实施,高参数、大容量机组占比提高。截至2010年,平均单机容量由2005年的5.68万千瓦提高到10.50万千瓦,平均供电煤耗由2005年的370克标煤/千瓦时下降到2010年的335克标煤/千瓦时,累计节约原煤超过3亿吨。“十一五”期间,电力二氧化硫排放量从2005年底的1350万吨下降为2010年底的926万吨,减排了424万吨,下降约31.41%;全国二氧化硫下降了364万吨,下降约14.29%。从减排的绝对量而言,电力行业“十一五”期间二氧化硫减排量比全国二氧化硫减排量还多60万吨,说明无论是下降绝对值还是下降比例,电力行业的减排均远高于全国减排。
  2008年以前,全国烟气脱硝机组约占火电机组装机容量的4.05%。2008年后,火电脱硝设施建设与运行数量增加迅速。截至2009年,该比例上升到6.95%。到2010年底,这一比例又提高到11.47%,约为2008年之前的3倍。此外,规划及在建的烟气脱硝机组约1亿千瓦。火电氮氧化物排放绩效从2005年的3.62克/千瓦时下降到2010年的2.58克/千瓦时,下降了28.73%。“十一五”期间,电力行业烟尘排放量从2005年的360万吨降低到2010年的307万吨,电力行业烟尘减排了53万吨,下降约14.72%。火电烟尘排放绩效从2005年的1.93克/千瓦时下降到2010年的0.97克/千瓦时。
  2013年9月,国家印发《大气污染防治行动计划》,部署了十大类共35项具体措施。不仅针对污染防治,还以污染防治为引导,对能源利用方式和能源布局进行整体调整,提出对煤炭消费总量进行控制的要求。重点控制区的火电、钢铁、石化、水泥、有色、化工六大行业以及燃煤锅炉项目执行大气污染物特别排放限值。2013年,环境保护部第 14号公告对相关问题进行了细化。到“十二五”末,作为约束性指标,单位国内生产总值二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物排放分别需要削减17%、8%和10%,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。《火电厂大气污染物排放控制标准》(GB13223-2011)加严了大气污染物排放标准浓度限值,规定了现有火电锅炉达到更加严格排放浓度限值的时限,并增加了汞排放浓度限值要求,对重点地区大气污染物排放要求将更加严格。
  “十二五”期间,大气污染防治控制指标范围进一步扩大。氮氧化物、臭氧、PM2.5、挥发性有机物和有毒有害物质都将纳入管理,实现多污染物协同控制。《环境空气质量标准》(GB3O95一2012)增加了颗粒物PM2.5浓度限值,加严了二氧化氮、颗粒物等某些二次污染物前体物的浓度限值。针对大范围、长时间雾霾现象频繁发生等突出环境问题,区域联防联控将是大气污染防治工作的重点。2011年,在大气污染联防联控重点区域开展煤炭消费总量控制试点被首 次提出。2011年12月15日,《国家环境保护“十二五”规划》(国发[2011]42号),同样提出“在大气联防联控重点区域开展煤炭消费总量控制试点”;2012年3月22日,国家能源局发布《煤炭工业发展“十二五”规划》提出煤炭消费总量控制目标为39亿吨。合理控制煤炭消费总量,促进产业结构调整和经济发展方式转变将是我国“十二五”及更长时期的重要政策。
  目前,火电行业通过工程措施减排的空间己经非常有限。“十一五”期间,全国燃煤电厂安装烟气脱硫设施的机组己达到全部煤电装机容量的86%,关停的小火电机组达到7683万千瓦,约占火电机组总装机容量的10.9%。供电标准煤耗己经低于美欧发达国家水平。未来火电行业包括新增机组在内,装备脱硝设施的机组需要达到70%以上,才能满足氮氧化物的总量削减目标。
  目前,火电行业除尘、脱硫工艺水平都己是国际领先水平。受煤质、含硫量等条件的限制,从技术层面降低排放水平难度更大,现有减排技术的边际效应己不明显。以除尘为例,现役机组都达到4电场除尘,要达到新标准要求,需要采用6电场以上的除尘器,多数机组己经没有增加电场的空间。采用布袋除尘器技术、电袋复合除尘技术等新工艺,一方面会增加环保投资,另一方面会面临技术不稳定以及布袋处置、布袋滤料国产化等新问题。新标准的脱硫限值对电煤煤质提出了更高的要求。
  目前,火电行业对汞、二氧化碳、PM2.5等排放控制仍未全面开展。一般认为颗粒态汞的排放与烟尘排放浓度有一定关系,但我国尚未专门采用针对汞的单项脱除技术。电厂的系列除尘、脱硫、脱硝环保设施,对燃煤电厂的汞排放有一定的去除效果,但仍有部分颗粒态汞不易被去除。2012年,国内主要电力集团己开展汞污染排放监督试点工作。但总体来看,我国火电厂汞排放量、环境影响范围和强度等尚不明确,相关技术仍不成熟。
  从提高减排效率入手,挖掘火电行业污染减排潜力,是未来火电行业减排的主要方向。相关数据显示,2010年重点调查统计范围的2386家电力企业,拥有3266套脱硫设施,但二氧化硫去除率仅为69.5%。火电行业平均脱硫效率低、脱硫设施运行管理水平较低、管理混乱状况等问题突出,脱硝环节也同样面临此类问题。需要通过加强监管,提高企业的环保管理水平,实现环保设施长期、稳定、可靠运行。
  一是建立污染排放的基础数据库。目前,除电力行业二氧化硫污染源实现准确监测之外,其余高污染、高耗能行业二氧化硫排放量数据还未纳入环境统计口径;二是加强污染物排放的宏观环境影响分析。如二氧化硫总量控制由“目标总量”向“目标质量”变化的污染物排放响应机制研究,新产业布局下二氧化硫、氮氧化物对酸雨的影响和区域分布特点分析,以及不同行业(如电力和交通)氮氧化物排放的环境影响权重分析,氮氧化物排放控制的技术经济分析等。
  初步估算,要满足新标准要求,现役机组需进行锅炉布袋除尘器、脱硫和脱硝改造的分别为94%、80%和90%,改造费用2000亿~2500亿元。预计“十二五”新增火电机组增加年运行费用达到900亿~1100亿元。巨大的资金投入难以依靠行业自身解决,需要相应的环境经济政策加以支持,在促污染减排的同时,保证行业健康可持续发展。 

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