編者按：一年多來，燃煤電廠大氣污染物“近零排放”已成熱點話題。霧霾“鎖城”下，部分電力企業(yè)開始對燃煤電廠探索“近零排放”，某些新建電廠已按“近零排放”進行建設，為數(shù)不少的現(xiàn)役燃煤機組已列入“近零排放”改造計劃。一時間，“近零排放”建設或者改造，正由浙江、廣東、江蘇、山東、山西、陜西和四川等省向全國推進……但是，燃煤電廠真能達到或低于燃氣電廠的實際排放嗎?燃煤電廠“近零排放”概念科學嗎?值不值得推廣?燃煤電廠實施“近零排放”后，燃氣電廠還有沒有生存空間?燃煤電廠實施“近零排放”后對環(huán)境的改善有多大貢獻?4月29日，在中國電力發(fā)展促進會主辦的“2015中國電力發(fā)展論壇”上，來自國電科學技術研究院(國電環(huán)境保護研究院)燃機研究所的劉志坦所長作了《燃煤和燃氣電廠污染物排放分析》的報告，再次對“近零排放”做出了理論實際相結(jié)合的科學分析。
一、背景
1、何為“近零排放”
燃煤電廠排放的煙塵、二氧化硫和氮氧化物三項大氣污染物(未包含二氧化碳等)與《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)中規(guī)定的燃機要執(zhí)行特別排放限值相比較，將達到或者低于燃機排放限值(非實際排放)的情況稱為燃煤機組的“近零排放”。
根據(jù)浙江省環(huán)境監(jiān)測中心獨立現(xiàn)場取樣檢測數(shù)據(jù)顯示，舟山四號機組所排放的粉塵、二氧化硫、氮氧化物指標分別為2.55mg/Nm3,2.86mg/Nm3，20.5mg/Nm3，均小于燃氣發(fā)電機組大氣污染物排放限制的二分之一。
2、如何實現(xiàn)“近零排放”?
煙塵：在原有電除塵、袋式除塵/電袋復合除塵技術基礎上采用高頻電源+濕式電除塵器,或低低溫電除塵器配高頻電源+濕式電除塵器以及旋轉(zhuǎn)電極式除塵器等技術路線。
二氧化硫：選擇低硫優(yōu)質(zhì)煤(含硫量一般不高于0.8%)，采用高效濕法脫硫技術，使其脫硫效率不低于98%。具體技術包括：單塔雙循環(huán)、雙托盤、U型塔及串聯(lián)接力吸收塔等技術。
氮氧化物：燃用高揮發(fā)份煙煤，采用先進的低燃燃燒技術，NOx產(chǎn)生濃度控制在200mg/M3以下，選擇SCR脫硝技術，設計3+1層催化劑并確保3層運行，效率穩(wěn)定控制在80%以上。
3、為何熱炒“近零排放”?
(1)環(huán)保壓力日益加大，國家對火電排放要求日趨嚴格。
2012年后霧霾頻發(fā)，燃煤，包括煤電被視為霧霾產(chǎn)生的重要來源，國家進一步加大了污染控制的力度。史上最嚴，世界上最嚴的GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標準》出臺。隨后《大氣污染防治行動計劃》對煤電行業(yè)發(fā)展進行嚴格的控制;對于京津冀、長三角、珠三角等區(qū)域 “除熱電聯(lián)產(chǎn)外，禁止審批新建燃煤發(fā)電項目”。燃煤發(fā)電發(fā)展空間受到嚴重影響。
(2)燃煤火電企業(yè)出于生存壓力，主動發(fā)起“煤電保衛(wèi)戰(zhàn)”
首先是為了現(xiàn)有煤電的生存，以防止過度關停還處于“青壯年”且有良好效益的煤電機組;其次為了上新項目，主動提高環(huán)保標準，以取得政府部門的認可和審批;再次主動提高環(huán)保標準，可以獲取現(xiàn)實效益。2013年9月份國家推出除塵電價，浙江規(guī)定實施近零排放機組以后，給予一定的發(fā)電計劃獎勵。
(3)環(huán)保產(chǎn)業(yè)利益驅(qū)動，不斷制造“新概念”
環(huán)保產(chǎn)業(yè)從業(yè)廠商受利益驅(qū)動，在不斷提升技術水平的同時，也在不斷制造“新概念”，推動環(huán)保產(chǎn)業(yè)“大躍進”。
(4)天然氣發(fā)電手指于氣源、氣價問題，發(fā)展受阻。
2013年之前，天然氣發(fā)電有一段非常好的發(fā)展時期，長三角、珠三角、北京等重點地區(qū)發(fā)展的非?？?，已經(jīng)被地方政府作為提高能源利用效率、改善環(huán)境質(zhì)量的重要手段，但是，2013年中，國家發(fā)改委上調(diào)了全國各地門站價格，對存量氣和增量氣都提出了上調(diào)的預期，增量氣在2013年當年調(diào)整了，存量氣2015年并軌，這個政策出臺以后，導致天然氣發(fā)電陷入低谷，特別是2013年、2014年隨著霧霾的加重，北方很多地方一哄而上搞煤改氣，導致氣源緊張，南方電場用氣不足的原因就是把氣調(diào)到了北方，這種情況導致長三角、珠三角包括京津冀地區(qū)又不得不重新審視除了熱電聯(lián)產(chǎn)禁止審批新建煤電項目政策。
二、火電廠大氣污染物排放標準發(fā)展歷程
1、GB13223-2003《火電廠大氣污染物排放標準》
(1)增加了對燃油機組及燃氣輪機組的污染物排放濃度限值;
(2)對于煙塵，取消了按爐型、除塵器類型、灰分等規(guī)定不同排放濃度的做法;
(3)對于二氧化硫，濃度控制方面所有電廠取消城鄉(xiāng)差異;
(4)對于氮氧化物，三個階段的燃煤、燃油機組及第III時段燃汽輪機組規(guī)定了最高允許排放濃度。
2、GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標準》
(1)不再按時段劃分電廠，新擴改建火力發(fā)電鍋爐及燃汽輪機組為新建機組，其余均為現(xiàn)有機組;
(2)調(diào)整了大氣污染物排放濃度限值，規(guī)定新建及現(xiàn)有鍋爐分別于2012年1月1日、2014年7月1日起執(zhí)行;
(3)增加了燃煤鍋爐汞及其化合物的排放濃度限值，并要求所有燃煤鍋爐于2015年1月1日起執(zhí)行;
(4)取消了全廠二氧化硫最高允許排放速率的規(guī)定;
(5)對重點地區(qū)增設了更為嚴格的大氣污染物特別排放限值。
三、燃煤與燃氣排放對比
依據(jù)國標GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標準》中關于重點地區(qū)大氣污染物排放特別限值之規(guī)定，分單獨考慮供熱需求及綜合考慮供熱、供電需求兩種情況對燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)、燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)在同等條件下的大氣污染物排放進行了計算，計算周期為一個供熱周期(4×30天)，供熱面積1億平方米。
同樣供熱負荷要求的情況下：
需10臺30萬千瓦燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組或者20臺9F級燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組;
按照污染物排放國標的排放限值計算，一個供熱周期燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組的NO2排放(5414t)要高于燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組(2880t);
若北京地區(qū)排放標準為30mg/m3，實際上大部分燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組的排放要低于此標準，且很多地區(qū)燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組實際排放難以達到100mg/m3;
實際上兩者的NO2排放相當(燃氣：<3248.4t;燃煤：2880t)綜合考慮供熱、供電需求：
需10臺30萬千瓦燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組加上4.9臺100萬千瓦燃煤純凝發(fā)電機組或者20臺9F級燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組;
按照污染物排放國標的排放限值計算，燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組的NO2排放(5414t)要低于燃煤機組(7257.6t);
若按北京的排放限值計算，燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組的NO2排放(3248.4t)要遠遠低于燃煤機組(7257.6t)，實際的排放更遠遠低于燃煤機組。
四、結(jié)論
1、燃機排放限值標準不等于燃機實際排放水平。燃機煙塵和SO2實際排放水平遠遠低于排放限值標準。達到燃機排放限值不等于達到燃機排放實際水平，二者不可以混淆。
2、除了要考慮煙塵、SO2和NOX 等排放外，還應考慮CO2、汞等的排放。更不能用單一指標的低排放來代表整個機組排放指標的先進，只有全面達標，才能稱之為超低排放機組。
3、燃煤電廠采取各種技術手段，逐步降低污染物排放水平的方向是正確的，但首先應立足于長期穩(wěn)定的達到現(xiàn)有排放限值或設計值，在有條件的基礎上可以追求超低排放的目標。對于已經(jīng)實施特別排放限值的煤電機組，實施超低排放或者超超低排放的環(huán)保改造，對污染物總量減排意義不大。
4、“近零排放”、“超凈排放”和“燃機排放”等概念不準確，不科學。在技術上，現(xiàn)有的檢測手段不支持“近零排放”。用日均濃度或者多日平均濃度的檢測數(shù)據(jù)與排放限值直接比較是概念性錯誤，運行時間不足也難以證明“近零排放” 系統(tǒng)的穩(wěn)定性。我國的污染物濃度排放標準從產(chǎn)生以來，一直堅持“任何時候”不能超標的原則。
5 、綜合比較各類污染物排放，即使采取了各種先進的減排手段，燃煤機組仍然不如燃氣機組清潔環(huán)保，這是由一次能源的特性所決定。
五、建議
1、實事求是、科學命名。
“近零排放”、“超凈排放”和“燃機排放”等概念不嚴謹，不科學，建議使用“超低排放”的概念。
2、因地制宜、理性發(fā)展。
在煙氣污染控制技術沒有重大突破前，低硫、低灰、高揮發(fā)份、高熱值煙煤是實現(xiàn)超低排放的煤質(zhì)前提，且需要增加投資與運行費用，因此目前尚不宜全面推廣，應因地制宜、因煤制宜、因爐制宜確定合適的推廣方案，有序、科學發(fā)展，要兼顧環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，絕不能搞運動式發(fā)展。政府部門應該采取鼓勵態(tài)度，要實事求是，而不能一刀切，強制執(zhí)行。新建煤電機組，一次建成超低排放的投資要遠低于二次環(huán)保改造，建議新建煤電機組同步按超低排放的要求建成。
3、多措并舉、分類施治。
治理污染、改善環(huán)境應實事求是，立足國情、企情。
雖然燃煤是造成環(huán)境污染的重要原因，但電煤比重偏低、分散燃燒比重偏高是放大這一因素的主因之一。因此一哄而上的用燃氣鍋爐簡單替代燃煤鍋爐既不科學，也不經(jīng)濟。首先應對治理目標進行科學分類，然后實施靈活有效的措施去治理污染，改善環(huán)境。一是在氣源落實、經(jīng)濟發(fā)達、熱負荷集中、環(huán)境容量有限地區(qū)，應通過燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組去替代分散燃煤小鍋爐;二是有條件改供熱的燃煤機組應鼓勵改造，實現(xiàn)集中供熱替代分散供熱 。三是對無法實施集中供熱，容量較小的重要熱用戶鍋爐可以采用電鍋爐替代。
4、標本兼治、立足長遠。
雖然“超低排放”可以在一定程度上實現(xiàn)煤炭的清潔利用，但一是長期效果有待于進一步跟蹤驗證;二是大面積推廣，經(jīng)濟性有待于進一步系統(tǒng)論證;三是實施煤電機組的超低排放對降低環(huán)境空氣中的常規(guī)污染物指標改善效果很小，但對PM2.5的下降效果顯著，因為火電行業(yè)排放的氣態(tài)污染物對環(huán)境空氣中PM2.5的貢獻約占其貢獻總量的88%，煙塵排放對環(huán)境空氣中PM2.5的貢獻約占其貢獻總量的12%。
我們對任何致力于改善環(huán)境、減少排放的行為都應該鼓勵和尊敬，在這個過程中，我們要有科學和實事求是的態(tài)度，不能人為的炒作，電力行業(yè)都是搞具體技術的，不能像有些其他行業(yè)那樣靠炒作吸引眼球，應該盡快規(guī)范名稱，以免混淆視聽。因此，片面追求煤電機組煙塵的超超低排放，不論是總量減排還是環(huán)境質(zhì)量改善，效果均不明顯。四是碳排放的問題依然沒有得到解決。因此從長遠看，“超低排放”只是節(jié)能減排階段性的治標之策，不能成為電力行業(yè)節(jié)能減排的主流路徑。今后還應加快新型清潔能源發(fā)展，加大煤炭清潔利用技術(如IGCC+CCS)科研及示范應用力度。
