【聚焦】火电行业节能减排技术综合评价方法研究-北极星节能网

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针对当前我国火电行业节能减排技术筛选与评估缺乏统一准则，评价方法未充分考虑技术数据的模糊性和不确定性等问题，从资源能源消耗污染物排放经济效益和技术性能等 4 个方面，建立不同类型节能减排技术的评估指标体系框架;针对技术指标数据多为区间值的特点，建立基于区间值的模糊数学综合评价模型;最后，以燃煤发电技术节能减排综合性能评估作为研究实例结果表明，在目前的技术状况下，超超临界发电技术的综合性能最好，其后依次是常压循环流化床发电技术、整体煤气化联合循环发电技术和增压流化床联合循环发电技术，常规火电技术的综合性能最差所建立的评估方法是火电节能减排技术评估比选的实用工具，可为火电行业节能减排先进适用技术遴选提供科学依据。

中国能源结构以煤炭为主，而火力发电是煤炭消耗与大气污染物排放的主要部门之一。在存在“高投入、高耗能”问题的同时，火电行业“高排放、低效率”的问题也同样突出。2008年，独立火电厂共消耗燃料煤13.7亿t，占全国工业煤炭消费量的48.9%;二氧化硫排放量为1006万t。占全国工业二氧化硫排放量的50.5%。近年来火电行业通过“上大压下”调整电源结构，实现节能减排的空间将进一步缩小，通过推广先进适用的节能减排技术，挖掘火电厂节能减排潜力，成为主要手段之一。目前，我国在工业节能减排技术管理方面已开展了大量工作，发布了清洁生产技术标准、行业污染物排放标准、限期淘汰落后技术、限制淘汰鼓励技术目录等指导性文件。同时，《燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策(环发[2002]26号)、《燃煤电厂污染防治最佳可行技术指南(试行)》(HJ-BAT-001)和《火电厂氮氧化物防治技术政策》(环发[2010]10号)等文件的发布，为火电行业节能减排技术的推广应用提供了有效的指导。然而由于各部门从各自职能需求出发，使得不同的节能减排技术清单之间协调性得不到保证，缺乏统一的技术筛选、评估原则和方法。这给企业判断技术适用性带来了困难，影响了节能减排技术的推广应用。

同时，学界针对火电行业节能减排技术评估也开展了大量的研究。在指标体系研究方面，欧盟以生命周期评价法、多目标决策法为基础发展出一套评估“最佳可行技术”的指标体系，对技术环境影响的评估指标采用了全球变暖、人体毒性、生态毒性、酸化效应、富营养化效应、臭氧层破坏、光化学烟雾效应等LCA指标。清华大学针对行业污染防治最佳可行技术评估，提出了包括资源消耗、能源消耗、污染物排放、成本效益分析、技术普及率等5方面评估指标的评估指标体系框架，各行业可结合自身特点进一步细化，并建立本行业的污染防治最佳可行技术评估指标体系。曾维华等构建的环境无害化技术评估指标体系包括总目标、子目标层、评估指标层与基础指标层4个层次。总目标层为环境无害化技术的可推广性，子目标层包括环境无害化技术的技术目标、环境效益目标、经济效益目标、生产目标、市场目标、社会效益目标等。邱立新等从经济-能源-环境分析的角度建立的洁净煤技术评价指标体系包括技术、经济、环境和社会4类评价指标，每类一级指标又可细分出二级、三级指标，且每类指标随时序、地区分布的不同，其重要性也有所不同。中国能源研究会结合我国基本情况，采用环境特性、节能率、成熟性和经济性4项指标对洁净煤发电技术进行综合评价。吴保章等从洁净煤技术基本概念和框架体系入手，运用层次分析和系统评价方法，分煤炭燃烧前、中、后3种不同情况，选用环境特性、节能率、技术成熟度、经济性4项指标，建立了洁净煤技术评价体系。

在技术评估方法方面，国外学者在IPCC指令的指导下，对污染防治最佳可行技术(BAT)评估方法学开展了大量研究，并已形成比较完善的评估体系最初作为对产品“从摇篮到坟墓”的全过程评价方法——生命周期评价，因其全局的视野和其中包含对环境影响因子识别的定性与定量表征过程，被广泛应用于BAT技术评估过程中。国内部分学者已开始将生命周期评价方法应用于节能减排技术评估，并取得了一定的研究成果。但由于其过程相对繁琐，而且对数据要求较高，涉及大量数据且运算困难，国内尚无一套完整的数据库可供参考，其推广应用仍存在一定的障碍。与之相比，多属性综合评估方法流程相对简单，可直接反映资源能源效率和综合环境影响，并将这些不同维度的信息加以综合，便于在不同的技术间进行比较、因此，此类方法在洁净煤技术评价、燃煤电厂污染控制技术评价等方面得到广泛应用。然而，由于技术数据受到外界环境、监测时间等诸多因素的影响，其指标数值往往以区间数的形式呈现，具有明显的模糊性。已有相关研究中多采取均值或极值的方式取代区间数据进行运算，一定程度上造成了评估信息的遗漏。

针对已有研究的不足，在构建火电行业节能减排技术的先进适用性评价指标体系的基础上，研究并建立基于区间数的模糊综合评价模型;最后，以燃煤电厂发电技术评估为例，选取超超临界发电技术等多项技术开展综合评估，从节能减排角度比较分析各项技术的优劣势，为政府制定火电行业技术发展规划和推广政策提供决策参考。

1 评估指标体系

通过对国内外工业节能减排技术评估指标的对比研究，综合考虑火电行业具体特点和数据可得性等因素，分别从资源能源消耗、污染物排放、成本效益和技术性能等4个方面构建火电行业节能减排技术评估指标体系框架。

(1)资源能源消耗指标。包括物质消耗指标和能源消耗指标两类。物质消耗指标包括原辅料消耗、新鲜水耗等;能源消耗指标根据实际能源类型选择相应指标，如煤耗、电耗或综合能耗等。

(2)污染物排放指标。表征生产过程技术的污染物产生或排放水平，包括水污染物、大气污染物和固体废弃物等三大类，具体指标可参考已有行业排污标准、清洁生产标准中涵盖的污染物种类等。

(3)成本效益指标。包括技术初始投资成本和运行维护成本。

(4)技术性能指标。包括定量指标与定性指标。定量指标用于反映该项技术的具体性能，例如反映设备运行效率的指标(发电效率等)或反映污染治理设备处理效果的指标(污染物削减率等);定性指标一般用于表征技术不可量化的属性信息，如技术成熟度、技术可靠性等指标。依据指标体系构建的分类性原则，不同类型技术的指标构成不同，表1给出了不同类型技术的指标构成。