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王志轩:煤电近零排放不科学

北极星环保网  来源:中国能源报  作者:王志轩  2014/8/21 8:46:23  我要投稿  
所属频道: 大气治理  关键词:近零排放 环保电价 SNCR

北极星环保网讯:煤电环保改造需要巨大的成本投入。所以,为了调动电厂环保改造积极性,国家相继出台了脱硫、脱硝、除尘等电价补贴。近年来,随着排放标准趋严,环保电价补贴标准也相应调高,因为排放标准越严,意味着改造成本越高。

目前我国煤电厂执行的大气污染物排放标准已经是“史上最严”、“世界最严”。奇怪的是,近期不少发电企业却主动请缨、自我加压,要做到“燃机排放标准”或者“近零排放”等。这到底意欲何为?“燃机排放标准”比燃煤发电的排放标准真的更严吗?“近零排放”是环保问题,也是经济问题,要达到真正的“近零”要求,需要大量的资金投入并增加运行成本,又到底值不值?

在“近零排放”被越来越多的地方政府和发电企业主动或被动的推广开来的时候,本文对此明确地说出了“不”。《中国能源报》本期推出此文,希望给读者提供更多的角度和信息,来审视、品评当下的煤电“近零排放”。

近一年多来,燃煤电厂大气污染物“近零排放”已成为能源、电力、环境、科技甚至社会上的热点话题。部分电力企业争先恐后为自己企业的机组“首先”、“率先”、“第一个”、“首台”实现了“近零排放”、“比燃机排放还低”(本文的“燃机”特指“以气体为燃料的燃气轮机组”,因为它比以液体为燃料的燃气轮机组环保要求高)、“超洁净排放”等报喜。某些新建电厂已按“近零排放”进行建设,为数不少的现役燃煤机组已列入“近零排放”改造计划,科研管理部门抓紧攻关、环保产业界紧紧跟进、媒体持续跟踪、专家学者纷纷解读、宏观经济调控部门也正在研究是否把“近零排放”纳入到宏观决策之中……

一时间,“近零排放”建设或者改造之风,正由浙江、广东、江苏、山东、山西、陕西、四川等省市向全国漫延。然而,不论“近零排放”之声多么美妙,伴随着“近零排放”推进过程中的困惑也越来越多,那就让我们试着拨开这些团团迷雾。

1、对“近零排放”概念存在的

若干糊涂认识

(1)“近零排放”的概念不清,一般是以“燃机排放标准”作为判据,对排放标准的表面化错误理解造成荒谬的结果

国内外并没有公认的燃煤电厂大气污染物“近零排放”的定义,实际应用中多种表述共存,如“近零排放”、“趋零排放”、“超低排放”、“超净排放”、“超洁净排放”、“低于燃机排放标准排放”等等。从各种表述和案例中分析得出的共同特点,是把燃煤电厂排放的烟尘、二氧化硫和氮氧化物三项大气污染物(未包含二氧化碳等)与《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)(以下简称“排放标准”)中规定的燃机要执行“大气污染物特别排放限值”(以下简称“特别排放限值”)相比较,将达到或者低于燃机排放限值的情况称为燃煤机组的“近零排放”。

在“标准”中,根据燃煤机组是“新建锅炉”还是“现有锅炉”、是否为W火焰炉、循环流化床锅炉、是否位于高硫煤省份(广西壮族自治区、四川、重庆、贵州)的不同情况,以及是否位于国务院环境保护行政主管部门划定的执行“特别排放限值”的地区,提出不同档次的大气污染物排放限值。如,烟尘排放限值为30、20、5mg/m3,二氧化硫排放限值分为400、200、100、50、35 mg/m3,氮氧化物(以二氧化氮计)分为200、100、50 mg/m3。“近零排放”就是要使燃煤电厂排放的污染物,在“表面上”达到或低于最严档的燃机特别排放限值的要求,即烟尘5 mg/m3、二氧化硫35 mg/m3、氮氧化物50mg/m3。然而,从以下的分析中可以看出这也只是表面化的严格。

我国火电厂大气污染物的排放限值是采用“浓度”来表示的,因此,“达标排放”是指烟气中的污染物浓度不超过标准规定的浓度限值。由于污染物的“浓度”是由污染物的质量和烟气体积两个因素构成,烟气中的氧含量越高,说明燃烧过程中过剩空气越多,污染物浓度就越低。为防止用空气稀释浓度达标的现象,“排放标准”规定了用“基准含氧量”折算的方法。“基准含氧量”是根据典型的燃料和典型的燃烧技术来规定的,规定燃煤锅炉为6%、燃气轮机为15%。

经粗略换算,可以理解为在典型情况下,燃煤锅炉燃烧所用的实际空气量是理论空气量的1.4倍(也即空气过剩系数α=1.4),而燃气轮机所用的实际空气是理论空气的3.5倍(α=3.5)。虽然在实际工作中不论燃煤还是燃机,往往都是非典型情况,所以都必须要以各自的“基准含氧量”进行折算,但由于“基准”本身就不同,折算后的污染物浓度也是不可直接相比的。如果将燃机和燃煤的排放限制按相同“基准含氧量”折算的话,燃机排放限值的数值是原来值的2.5倍,即烟尘、二氧化硫、氮氧化物的排放限值分别由5、35、50 mg/m3,变为12.5 mg/m3、87.5 mg/m3、125 mg/m3。换句话说,除了燃机的烟尘的排放限值稍低于燃煤烟气的特别排放限值外,二氧化硫、氮氧化物反而更宽松,将三项污染物合起来计算,燃机比燃煤排放限值要宽松32.4%。这就是“表面”上看起来更严的燃机排放限值实则不然的原因。

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