0 前言
1998年1月,國務院以國函[1998]5 號文批復了國家環(huán)保局制定的《酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)劃分方案》。批復中對火電廠二氧化硫(SO2)排放提出了嚴格要求,主要是:到2000年排放SO2的工業(yè)污染源達標排放;除以熱定電的熱電廠外,禁止在大中城市城區(qū)及近郊新建燃煤火電廠;新建、改造燃煤含硫量大于1%的電廠,必須建設脫硫設施;現有燃煤含硫量大于1%的電廠,在2000年前采取減排SO2措施,在2010年前分期分批建成脫硫設施或采取其它具有相當效果的減排措施。國函5號文的出臺是我國政府控制大氣污染物排放的重大舉措,將促進我國火電廠SO2控制躍上一個新臺階。但國函5號文對電力行業(yè)產生的影響、存在的問題及解決辦法,都值得認真研究和深入探討。
1 火電廠SO2控制量預測
1.1 電力發(fā)展簡況
1998年底,全國裝機總容量277.29 GM,發(fā)電量1 157.7 TW.h,其中火電裝機209.89 GM,發(fā)電量938.8 TW.h。國家電力公司全資及控股裝機容量124.76 GM,發(fā)電量588.6 TW.h,其中火電裝機95.60 GM,發(fā)電量499.4 TW.h,分別占全國裝機容量、發(fā)電量和火電裝機容量、發(fā)電量的49.1%、51.9%和49.7%、54.0%。“兩控區(qū)”內國家電力公司全資及控股的火電廠裝機總容量約58.98 GW,發(fā)電量約324.2 TW.h,分別占國家電力公司全資及控股的火電裝機容量和發(fā)電量的61.7%和64.9%。
1.2 控制目標值的確定原則分析
國函5號文確定的“兩控區(qū)”工業(yè)污染源控制的主要目標是:到2000年,排放SO2的工業(yè)污染源達標排放,并實行總量控制;到2010年,SO2排放總量控制在2000年排放水平內。對于總量控制,雖然國函5 號文未明確2000年具體控制水平,但在實際操作過程中,國家環(huán)??偩质前?995年的水平執(zhí)行的,具體做法是把總量控制指標下達到省、自治區(qū)和直轄市。由于未給行業(yè)分配總量指標,因而把區(qū)域總量控制的普遍要求直接用于電力行業(yè)不科學。
從電力發(fā)展與環(huán)境保護的辯證關系分析電力行業(yè)SO2總量控制的可行性,首先是我國一次能源以煤炭為主,今后相當長的時期內仍以煤炭發(fā)電為主,“以電力為中心,以煤炭為基礎”的能源政策成為我國能源發(fā)展的必然選擇。電力發(fā)展提高了煤炭轉換為電力的比例,同時電力燃煤增加了SO2排放量,特別是其比例顯著提高,對環(huán)境影響相對很大。電力比例的提高必將促進全社會的發(fā)展,特別是改善了目前我國煤炭低效率燃燒造成的煤煙型污染,從總體看對環(huán)境影響減小。因而過多地限制電力行業(yè)排放,到2000年把電力行業(yè)排放總量限制到1995年的水平不適宜。其次,國務院和國家環(huán)??偩植⑽磳﹄娏π袠I(yè)提出具體總量控制指標,若地方政府將其現有總量分配到電力行業(yè)并層層分解,容易使總量“切條、切絲、切末”,結果造成再先進的火電廠因其規(guī)模大,SO2排放量相對大,難以滿足切成了“末”的總量要求,使得“集約型”大企業(yè)難以發(fā)展,相反擴大了“粗放型”小企業(yè)的發(fā)展空間。再次,從投入產出最優(yōu)化角度分析,電力行業(yè)對環(huán)境影響最大的是超期服役的小火電機組和不能達標排放的機組,解決這些機組問題是當務之急。因此,對火電廠SO2的控制應主要按是否滿足排放標準和國函5 號文要求衡量,對于總量平衡可考慮在污染嚴重的重點大城市或省、自治區(qū)和直轄市大范圍內進行,不宜用局部總量進行平衡。
1.3 SO2控制量預測
國函5 號文是1998年1月下達的,從其要求上分析,1997年可作為“兩控區(qū)”總量控制的基準年,在此基礎上確定2000年和2010年的總量控制目標。1997年國家電力公司系統(tǒng)“兩控區(qū)”內SO2排放量為417 萬t,初步估計全國可能在900 萬t左右。按國函5 號文和《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-1996)初步測算,以1997年作為基準年,國家電力公司2000年約需削減SO2 170 多萬t,約需在7 GW機組上安裝脫硫裝置;2001~2005年約需削減SO2 80 多萬t,在10 GW機組上安裝脫硫裝置;2006~2010年約需削減SO2 100 多萬t,在11 GW機組安裝脫硫裝置。初步估算,全國電力行業(yè)到2000年約需削減SO2 300 萬t,安裝脫硫機組容量12 GW;2001~2005年約需削減SO2約150 萬t,安裝脫硫機組容量20 GW;2006~2010年約需削減SO2 200 萬t,安裝脫硫機組容量20 GW。
2 SO2防治措施
2.1 SO2防治措施現狀
電力部門從本世紀70 年代開始研究SO2控制問題;80 年代中期加大了脫硫試驗的研究力度,在四川白馬電廠建立了旋轉噴霧工業(yè)試驗裝置;90 年代首次在重慶珞璜電廠2 臺360 MW機組上,安裝了石灰石-石膏濕法煙氣脫硫裝置。目前已投入運行和正在建設的脫硫機組規(guī)模已達3.365 GW,主要脫硫項目列于表1。
2.2 “兩控區(qū)”的SO2防治措施
根據國函5 號文和現行環(huán)保法規(guī),結合電力行業(yè)排放SO2特點,“兩控區(qū)”SO2防治措施的指導思想是:以達標排放為重點,優(yōu)先解決“兩控區(qū)”城市火電廠超標排放問題,逐步控制燃煤含硫量大于1%電廠的SO2排放;采用調整電源結構、停運小火電機組、加快技術改造、燃用低硫煤與裝設脫硫設施等多種對策;依靠科技進步,積極推進脫硫設備產業(yè)化進程,加大治理資金投入,強化監(jiān)督管理,保證SO2綜合防治目標的實現。
表1已投入運行及正在建設的主要脫硫項目
項目名稱 | 脫硫機組規(guī)模/MW | 采用的脫硫工藝 | 投運情況 |
重慶珞璜電廠一期 | 2×360 | 石灰石-石膏濕法 | 1993年投運 |
四川白馬電廠 | 相當于25 | 旋轉噴霧干燥法 | 1991年投運 |
山東黃島電廠 | 相當于100 | 旋轉噴霧干燥法 | 1994年投運 |
山西太原第一發(fā)電廠 | 相當于200 | 簡易石灰石-石膏濕法 | 1996年投運 |
四川高壩電廠 | 100 | 循環(huán)流化床 | 1996年投運 |
四川成都 | 相當于100 | 電子束 | 1997年投運 |
深圳西部電廠 | 300 | 海水 | 1999年投運 |
南京下關電廠 | 2×125 | 爐內噴鈣尾部煙氣增濕活化法 | 1999年投運 |
重慶珞璜電廠二期 | 2×360 | 石灰石-石膏濕法 | 擬1999年投運 |
重慶電廠 | 2×200 | 石灰石-石膏濕法 | 擬2000年投運 |
浙江半山電廠 | 2×125 | 石灰石-石膏濕法 | 擬2000年投運 |
北京第一熱電廠 | 2×100 | 石灰石-石膏濕法 | 擬2000年投運 |
國家電力公司擬通過采取關停小火電機組、建設脫硫設施、換燒低硫煤,并輔之以限制超標電廠利用小時數等措施,實現國家電力公司“兩控區(qū)”的控制目標。關停小火電機組、建設脫硫設施、換燒低硫煤削減的SO2排放量分別占規(guī)劃削減總量的13.6%、66.6%和19.8%。有些超標電廠即使從現在立即著手開展脫硫工作,在2000年底前脫硫設施也不能投入運行,因此還要首先通過限制利用小時數控制其SO2排放量,保證到2000年底年平均小時SO2排放量滿足國家標準規(guī)定的允許排放量要求。
3 資金平衡
按照脫硫設施逐步實現國產化的目標,初步估算了減排SO2費用。其中脫硫設施建設費用按750 元/(kW.h),脫硫運行成本按脫除SO2 1 元/kg計;含硫量大于2%的機組換燒低硫煤,每臺爐改造費按2 000 萬元計;關停小機組不計費用。按此估算,國家電力公司系統(tǒng)現有電廠約需脫硫資金70 多億,換煤資金8 億多;在建電廠約需脫硫資金16 億多;規(guī)劃電廠約需脫硫資金120 多億。初步預計,2010年前全國建設5 000 多萬kW脫硫設施需建設資金400 多億元。
4 存在的問題
4.1 控制要求
國函5 號文只是一個原則規(guī)定,在具體執(zhí)行中存在一些問題,主要是:(1)“大中城市”、“市區(qū)”范圍不很清楚,在具體執(zhí)行過程中問題較多;(2)“除以熱定電的熱電廠外,禁止在大中城市城區(qū)及近郊區(qū)新建燃煤火電廠”,是否包括采用潔凈煤發(fā)電技術的燃煤火電廠(如循環(huán)流化床等)、“以大代小”技術改造電廠和擴建電廠等;(3)對煤的含硫量規(guī)定不具唯一性,如對于發(fā)熱量29.26 MJ和8.36 MJ的煤,SO2排放量相差3 倍多。又如不同時段的平均含硫量(時、日、年)對選取控制措施有重要影響;(4)要求含硫量大于1%電廠減排,但沒有量化指標,難以確定減排措施;(5)“用于重點排污單位專項治理SO2污染的資金比例不得低于90%”,但在執(zhí)行中還存在著解釋的靈活性和操作的難度等。
4.2 資金
(1)脫硫設施的建設需求資金量大,其主要來源是技改費、基建費、SO2排污費返還和貸款。資金缺口主要為現有電廠脫硫,一是技改費有限,且不能全部用于脫硫;二是脫硫電價不能明確返還,不具備還貸能力;三是SO2排污費返還分散,返還比例難以保證,且返還用途多樣,難以集中和有效使用。(2)脫硫資金籌措有難度。現有電廠建設當初未考慮裝設脫硫設施,而脫硫設施只有環(huán)境效益,不產生經濟效益,不具備還貸能力,因此貸款有困難。(3)現有電廠脫硫成本無法進入電價。(4)SO2排污費使用辦法存在問題,難以有效使用。
4.3 技術
(1)換燒低硫煤需進行大量的技術工作,鍋爐需試燒,以適應新煤質;(2)由于歷史原因,現有電廠安裝脫硫設施的場地過小或沒有,脫硫技術應有針對性,研究具體方案;(3)要實現大規(guī)模脫硫,脫硫工藝設計及設備制造應立足國內,要基本達到國產化還需數年時間。
4.4 時間
2000年底前,通過裝設脫硫設施解決超標電廠問題難度較大。一套脫硫設施從計劃、設計、招標、安裝、調試到投入運行,至少3~5 a時間,若利用國外優(yōu)惠貸款則時間更長。再如一個電廠同時有2~3 臺機組脫硫才能滿足達標要求,時間更難以保證。
4.5 政策
缺乏政策支持,難以調動企業(yè)積極性。電力企業(yè)正進行深化改革,逐步實行廠網分開、競價上網,而脫硫將增加企業(yè)成本,降低競爭實力,經濟利益得不到保證,目前尚無鼓勵政策。
4.6 自主權
一些企業(yè)缺乏購煤自主權。一些地方政府出于穩(wěn)定煤礦工人和考慮地方利益,干預企業(yè)煤炭采購,企業(yè)難以自主穩(wěn)定購低硫煤炭。
5 建議
5.1出臺配套的具體規(guī)定。國函5號文提出了原則要求,應在原則要求的基礎上進一步細化有關規(guī)定,使之可真正操作。
5.2 健全技術保證措施,即:(1)發(fā)展脫硫產業(yè),積極推進脫硫技術和設備國產化進程??刂芐O2的核心是脫硫,關鍵是煙氣脫硫。原電力部已確定了大型火電機組采用濕法煙氣脫硫技術的工藝路線,但我國還未有自行研制的、用于商業(yè)運行的濕法脫硫技術,而采用國外技術和設備價格昂貴,應通過引進技術推進脫硫國產化。為推進國產化進程,一是要加快脫硫國產化啟動項目;二是抓好現有脫硫示范項目的總結及消化吸收工作;三是制定火電廠脫硫設計的有關規(guī)定和規(guī)范。(2)抓緊進行潔凈煤燃燒技術的國產化工作,爭取早日建成100 MW等級國產化循環(huán)流化床鍋爐示范工程和300 MW等級循環(huán)流化床鍋爐示范工程。(3)抓好低硫煤試燒的各項技術。換低硫煤不僅影響煤炭采購、調運等一系列協(xié)調工作,更重要的是存在鍋爐能否適用新煤種。煤質改變會引起鍋爐燃燒狀況改變,進而影響電力安全生產,要認真做好試燒的有關工作。(4)其它減排技術的開發(fā)。現有電廠受場地、運行年限、煤種煤質及資金等多種條件限制,必須進一步研究適合不同條件的減排技術。
5.3 對裝設脫硫裝置的電力企業(yè)給予低息或貼息貸款,解決現有電廠脫硫資金來源。
5.4 出臺現有電廠脫硫成本進入電價的政策。
5.5 為鼓勵企業(yè)脫硫,將脫硫電價納入容量電價,脫硫增加電價在全網售電量上消化,提高脫硫電廠競爭力;對脫硫機組和采取潔凈煤燃燒方式的機組給予必要的發(fā)電量保證,提高企業(yè)治理的積極性,并限制高污染電廠運行。
5.6 對脫硫設施的制造和從事脫硫產業(yè)的企業(yè),實行減免稅費的政策,或給予必要的財政補貼,以降低脫硫成本,推進脫硫設備的國產化。對脫硫副產品綜合利用應給予優(yōu)惠政策,同時限制能用脫硫副產品替代的天然礦產資源的開采和使用。
5.7 集中一部分SO2排污費,由國家電力公司用于國家重點脫硫項目開發(fā)示范和脫硫國產化的推進,不宜低水平、低起點及多頭、重復引進和開發(fā)。
5.8 盡快完善有關配套法規(guī),使火電廠SO2控制能真正做到法制化和制度化,避免人為因素影響和行政干預。國家環(huán)??偩挚芍匦抡{整SO2排放總量分配政策,以電力行業(yè)SO2排放劃分總量,并由國家或省級政府落實到企業(yè);盡快修改《火電廠大氣污染排放標準》。
5.9 國家電力公司的小火電機組只占全國范圍的40%左右,國家環(huán)??偩旨皣矣嘘P綜合部門應加大國家電力公司以外小火電機組的關停力度。
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