21世紀以來,我國形成了廠網(wǎng)分離的電力工業(yè)體制,發(fā)電企業(yè)成為電力環(huán)保的核心。對電力集團來說,必須探索適宜的集團層面的脫硝戰(zhàn)略。

(1)在新電力工業(yè)體制下, 電力集團已成為 NOx 控制的責(zé)任主體和組織核心。為充分發(fā)揮市場配置資源的基礎(chǔ)性作用、建立與社會主義市場經(jīng)濟體制相適應(yīng)的電力體制, 2002年國務(wù)院頒布了《關(guān)于印發(fā)電力體制改革方案的通知》[國發(fā)( 2002) 5 號] ,重組國家電力公司管理的發(fā)電資產(chǎn),按建立現(xiàn)代企業(yè)制度要求組建了5家獨立的發(fā)電企業(yè)。

經(jīng)過重組,我國已形成以電力集團公司為核心的發(fā)電體制。各電力集團掌管的發(fā)電資產(chǎn)基本相當(dāng),電廠區(qū)域分布相對集中。電力集團已經(jīng)成為發(fā)電廠的管理核心和區(qū)域發(fā)電布局的推動者,事實上已經(jīng)成為相應(yīng)區(qū)域內(nèi)電力環(huán)境保護的責(zé)任人。無論集團內(nèi)發(fā)電廠站的企業(yè)體制如何,集團對其全部發(fā)電資產(chǎn)的環(huán)境后果負有不可替代的責(zé)任和作用,同時其制定規(guī)劃、組織實施、控制投資項目的作用是不可替代的,應(yīng)當(dāng)建立集團層面的NOx 控制對策。

(2)積極適應(yīng)國家脫硝政策,立足電力集團實際,明確集團層面的NOx 控制原則和目標。電力集團作為重要的國有控股企業(yè),須嚴格遵守國家有關(guān)環(huán)境保護的規(guī)定,模范執(zhí)行國家脫硝政策;同時,還應(yīng)該承擔(dān)企業(yè)的社會責(zé)任,根據(jù)集團具體情況,探索有利于環(huán)保的技術(shù)措施,科學(xué)地確定集團內(nèi)燃煤火電廠站NOx 排放現(xiàn)狀及其防治目標。

我國“十五”期間確定了SO2 以2000年為基準削減10%的總量控制目標,“十一五”仍然延續(xù)這種做法,確定了SO2 排放以2005年為基準削減10% 的目標。我國部分地區(qū)在NOx 污染防治領(lǐng)域借鑒了SO2 控制的削減做法(如粵港合作保護大氣環(huán)境計劃中確定了NOx 以1997年為基準削減20%的目標) 。但從全國來看,我國目前缺乏權(quán)威的燃煤火電廠NOx 排放資料,因此在“十五”、“十一五”期間都沒有把NOx 列入約束性削減指標。

燃煤火電廠煙氣脫硝控制應(yīng)當(dāng)確定NOx 削減控制目標。SO2 削減目標的確認,是以燃料為基礎(chǔ)的物料衡算和以連續(xù)在線監(jiān)測為基礎(chǔ)的監(jiān)測措施, 結(jié)合適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測技術(shù)規(guī)范和統(tǒng)計措施,確定排放總量并根據(jù)環(huán)境目標確定削減目標。該技術(shù)路線應(yīng)用到火電廠NOx 排放防治領(lǐng)域有一定的困難:首先, SO2 與NOx 的發(fā)生機理不同, NOx 對燃燒過程的依賴使之與燃料的關(guān)系不像SO2 那么密切,影響污染物產(chǎn)生量的判斷和削減技術(shù)措施的應(yīng)用;其次,連續(xù)在線監(jiān)測巨大的成本和面臨的非正常運行的現(xiàn)狀可能會對NOx 排放監(jiān)測結(jié)果產(chǎn)生巨大扭曲。

因此,在借鑒上述技術(shù)路線的同時,應(yīng)當(dāng)下大力氣探索通過NOx 排放績效指標確定控制目標的方案。近年來,我國電力和環(huán)保部門對燃煤火電廠 NOx 排放績效指標進行了一系列研究,取得了部分階段性成果。根據(jù)已經(jīng)取得的NOx 排放績效數(shù)據(jù)分類核定電廠NOx 排放績效指標,選擇有代表性的電廠通過實測等措施對指標進行檢驗和修正。根據(jù)修正后的NOx 排放績效指標并按照發(fā)電量推算其排放量;根據(jù)推算確定燃煤火電廠NOx 排放的總量目標,按照我國及相應(yīng)區(qū)域?qū)Νh(huán)境保護目標的要求即可確定燃煤火電廠NOx 排放的削減目標。這種做法能夠保證一定的精確度(誤差率可以控制在± 10%以內(nèi))和實際的管理需要。

電力集團應(yīng)當(dāng)盡快采取技術(shù)和統(tǒng)計措施,摸清 NOx 的確切排放總量,在此基礎(chǔ)上確定火電廠NOx 排放的總量目標及其削減目標。集團的NOx 削減目標可以分三個層次: ①保證所有電廠能夠遵守國家的NOx 控制標準,確保其達標排放; ②按照不同電廠的績效要求,確定各自的排放要求,對不同技術(shù)和工藝規(guī)模的電廠實行分類控制; ③根據(jù)集團系統(tǒng)內(nèi)部和區(qū)域最優(yōu)的原則,積極通過工藝改革、技術(shù)進步和環(huán)境治理等手段,先行一步,確定有利于區(qū)域環(huán)境友好的綜合性NOx 削減指標方案。

(3)建立以電力集團為基礎(chǔ)、以降低NOx 總量為核心的環(huán)境友好目標和技術(shù)指標體系。在確定了燃煤火電廠NOx 排放削減目標后,建立并嚴格實施和NOx 排放相關(guān)的控制標準,并以該標準為依托建立系統(tǒng)的技術(shù)措施體系,應(yīng)當(dāng)是電力集團脫硝技術(shù)政策的核心內(nèi)容。

首先,電力集團應(yīng)當(dāng)探索基于排放績效指標的燃煤火電廠NOx 排放控制標準和環(huán)境友好指標。 NOx 排放績效指標( GPS) 也稱排放績效標準 (EPS) ,是20世紀90年代末期起源于美國的一項有別于濃度標準的火電廠污染物排放標準,它是以火電廠單位發(fā)電量所排放的污染物作為基準的新的火電廠污染物排放標準,通常以g/ ( kW·h)形式表示。該標準以電能的產(chǎn)出為基礎(chǔ),從而使污染物的排放不僅和燃料緊密相連,而且還與生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)效率等因素緊密相連,可以直觀地表示火電廠的排污狀況或者環(huán)境友好程度。與以往的根據(jù)總量控制要求,在現(xiàn)有排放量的基礎(chǔ)上按削減幅度等比例削減的做法相比,更為公平。

在該標準中設(shè)定參數(shù)F 作為簡單描述燃煤火電廠NOx 排放指標,即單位發(fā)電量所產(chǎn)生的污染量, F = r W i / ( kW·h) 。F可以作為環(huán)境友好的簡單指標,表示火電廠NOx 排放強度或者對環(huán)境的友好程度。發(fā)電量越大,排放的污染物總量越小,表明火電廠對環(huán)境越友好。根據(jù)我國國情,在火電廠土地涉及不同主體功能區(qū)的情況下,可以通過表明該地區(qū)環(huán)境權(quán)重經(jīng)驗數(shù)值K來修正F 。即: F1 = K· r W i / kW·h。F ( F1) 將經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境緊密結(jié)合,能夠兼顧火電行業(yè)NOx 排放的宏觀管理和火電廠的微觀控制。通過它們即可表示電廠的NOx 排污情況以及應(yīng)該實現(xiàn)的控制要求。

電力集團應(yīng)依據(jù)本集團的功能區(qū)位、發(fā)電廠的布局和狀況,選定煙氣脫硝GPS的計算方法、應(yīng)用條件以及權(quán)重K的設(shè)定規(guī)則,并研究確定GPS排放標準對目前國家濃度標準的協(xié)調(diào)。這樣就可以建立一套簡明實用的NOx 排放防治實施指標。

其次,電力集團應(yīng)借助GPS指標確立以績效和環(huán)境友好為核心的綜合管理措施。根據(jù)基于GPS的環(huán)境友好指標( NOx 排放強度標準) ,并考慮不同環(huán)境功能區(qū)的特點,統(tǒng)籌集團的全部燃煤火電廠,建立環(huán)境友好指標體系,并將其應(yīng)用到中遠期電站發(fā)展規(guī)劃、電廠項目環(huán)境影響評價等過程中去。以發(fā)展規(guī)劃和環(huán)評為龍頭,按照單個電廠符合排污標準、集團整體削減NOx 最優(yōu)的原則,協(xié)調(diào)解決燃煤火電廠布局以及新、老電廠的脫硝問題。

(4) 以電力集團為基礎(chǔ),制定可行的NOx 削減控制規(guī)劃。根據(jù)NOx 排放及其削減目標,結(jié)合“十一五”規(guī)劃綱要確定的主體功能區(qū)建設(shè)思路及各區(qū)域社會經(jīng)濟和環(huán)境的特點,按照建立區(qū)域環(huán)境友好與和諧發(fā)展的要求,制定電力集團燃煤火電廠NOx 削減控制規(guī)劃,使國家總體環(huán)境要求與企業(yè)和地方協(xié)調(diào)發(fā)展有效地統(tǒng)一起來。同時根據(jù)火電廠的布局和工藝特點,確定實現(xiàn)規(guī)劃目標的技術(shù)措施體系。

2004年國家發(fā)改委《關(guān)于燃煤電站項目規(guī)劃和建設(shè)的有關(guān)要求的通知》[發(fā)改能源( 2004 ) 864 號] ,要求燃煤電站統(tǒng)籌規(guī)劃,高度重視規(guī)劃布局合理性。電站規(guī)劃布局需要符合我國一次能源總體流向,綜合平衡煤源、水源、電力負荷、接入系統(tǒng)、交通運輸、環(huán)境保護等電站建設(shè)必要條例,統(tǒng)籌考慮輸煤與輸電問題。除要求提高機組效率、促進技術(shù)升級外,由于我國環(huán)境形勢嚴峻、環(huán)境容量有限,還特別強調(diào)要嚴格執(zhí)行國家環(huán)保政策,所有燃煤電站均要同步建設(shè)排放物在線連續(xù)監(jiān)測裝置。

首先,電力集團應(yīng)確定對燃煤火電廠NOx 積極控制的規(guī)劃目標。電力集團通過綜合考慮功能區(qū)、環(huán)境、人口、生產(chǎn)力與火電廠布局等因素,確定電廠所在功能區(qū)適用的GPS系數(shù),拓展地區(qū)性發(fā)展環(huán)境容量空間,兼顧地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平、人民的環(huán)境質(zhì)量需求和地方社會經(jīng)濟管理秩序,以規(guī)劃引導(dǎo)燃煤火電廠的布局和在役火電廠NOx 削減方略。

其次,電力集團應(yīng)當(dāng)確立適用的實現(xiàn)NOx 控制規(guī)劃目標的技術(shù)措施體系。新建、在役、不同裝機容量的火電廠具有不同的技術(shù)經(jīng)濟特點,其NOx 排放及控制的技術(shù)要求各不相同,應(yīng)在技術(shù)經(jīng)濟實證分析的基礎(chǔ)上有針對性地確定技術(shù)措施。

對新建火電廠和裝機容量大的火電廠,應(yīng)當(dāng)適用比較高的環(huán)境友好指標,實行嚴格的全廠GPS指標。對這類電廠除要求采用低氮燃燒技術(shù)外,還必須采取尿素SCR和SNCR /SCR混合法等先進脫硝技術(shù)措施。在條件許可的情況下,電力集團或者其下屬企業(yè)還必須新、老兼顧,在新增火電機組時“以新帶老”推動在役火電廠的脫硝,從而提高全集團的NOx 排放績效指標和環(huán)境友好指標。

對在役火電廠,應(yīng)當(dāng)根據(jù)其不同的剩余設(shè)計服役年限實行不同的脫硝技術(shù)對策。對剩余設(shè)計服役年限不滿五年的火電機組,一般不再考慮上脫硝設(shè)施,但應(yīng)嚴格執(zhí)行國家的退役淘汰規(guī)定;對剩余設(shè)計服役年限五年以上的火電機組,一般應(yīng)上經(jīng)濟適用的低氮燃燒或采用尿素SNCR的脫硝設(shè)施。

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