朱法華
超低排放自提出以來就受到廣泛關注。我國為何要實施超低排放？超低排放技術、經(jīng)濟是否可行？具有怎樣的環(huán)境效益？業(yè)界圍繞這些問題展開了一系列討論。筆者認為，中國實施煤電超低排放勢在必行，對經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護都將具有積極影響。
為什么要實施超低排放？
實施超低排放有以下3方面原因：
一是能源安全需求。改革開放以來，我國經(jīng)濟得到了快速發(fā)展。與此同時，能源消費總量也持續(xù)增加，2015年中國能源消費總量43億噸標準煤，其中煤炭占64%，水電、風電、核電、天然氣等清潔能源占17.9%。2014年中國能源消費總量42.6億噸標準煤，占全球能源消費總量的23%，凈增長量占全球增長量的61%，GDP總量占全球總量的13.4%。能源消費量排在第二位的美國2014年能源消費總量占全球的17.8%，但其GDP總量占全球的22.4%。
盡管我國能源消費總量世界第一，但人均能源消費量僅是美國的31%、俄羅斯的46%、德國的58%、日本的61%、南非的92%。我國人均電力消費量更低，約是日本、韓國的1/2，不到美國的1/3。我國仍是發(fā)展中國家，從長遠考慮，經(jīng)濟仍需保持一定的增長，能源消費總量也會相應增長。目前我國能源、電力產(chǎn)能相對過剩問題會隨著經(jīng)濟增長而解決。
與世界平均水平相比，我國煤炭消費量占比明顯偏高，是世界平均水平（2014年30.02%）的兩倍多。許多發(fā)達國家在解決煤炭燃燒帶來的污染問題時，選擇了燃料更換的方法，如英國“煤改氣”，法國限制煤炭使用并逐步關閉所有煤礦，這是簡單有效的方法。
我國2014年煤炭、石油、天然氣的探明儲量占世界總儲量的比例分別為12.8%、1.1%和1.8%，但我國人口占世界總數(shù)的18.7%，因此煤炭、石油、天然氣的人均儲量僅是世界平均水平的68.4%、5.9%和9.6%?？梢?，我國嚴重缺少石油與天然氣資源。如果我國大量實施“煤改氣”、“煤改油”，將煤炭消費量占比降至20%，在進口量不變的情況下，我國石油、天然氣資源兩到三年就可開采完畢，顯然是不安全的。事實上，2014年我國石油進口依存度已突破60%，超過了50%的警戒線，天然氣進口依存度也高達32.7%。此外，受遠洋自主運輸能力不足、地緣政治形勢等因素影響，我國難以形成穩(wěn)定可靠的油氣供應來源，大量依賴進口直接影響能源安全，從而影響經(jīng)濟安全。
二是生態(tài)文明建設要求。盡管我國一直在調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，但能源資源稟賦的特點決定了我國在較長時間內(nèi)必須以煤作為基礎能源。美國95%以上的煤炭是用來發(fā)電的，而我國煤炭僅約50%用來發(fā)電。我國煤炭消費在東部強度更大，特別是京津冀魯豫、長三角和珠三角地區(qū)。根據(jù)測算，我國東部地區(qū)單位國土面積的煤炭消費量是德國平均水平的3倍多、日本平均水平的兩倍多。煤炭消費總量大，東部地區(qū)消費強度大，給中國東部地區(qū)帶來了嚴重的大氣污染問題。
根據(jù)國家生態(tài)文明建設的戰(zhàn)略要求，環(huán)境質(zhì)量只能改善不能惡化?？紤]到我國的煤炭消費量還會增長，改善大氣環(huán)境除了依賴監(jiān)管等手段之外，還需實施超低排放，實現(xiàn)煤炭清潔利用。
三是中國電力“走出去”的要求。2006年，國內(nèi)第一個國產(chǎn)百萬千瓦超超臨界電站項目華能玉環(huán)電廠一號機組正式投入商業(yè)運行，標志著我國煤電三大主機水平進入世界前列。2015年，世界首臺百萬千瓦超超臨界二次再熱燃煤發(fā)電機組國電泰州電廠二期工程3號機組正式投入運營，設計發(fā)電煤耗256.2克/千瓦時，比當今世界最好水平低6克/千瓦時，標志著中國煤電三大主機水平領先世界。
燃煤電廠的煙氣處理系統(tǒng)是煤電機組的組成部分，如果煙氣處理系統(tǒng)三大污染物（煙塵、二氧化硫、氮氧化物）環(huán)保指標達不到世界先進水平，就不能理直氣壯地宣告中國煤電是世界一流。隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的實施，我國煤電需要“走出去”，須全部指標實現(xiàn)世界一流。因此，超低排放格外重要。
實施超低排放帶來哪些效益？
實施超低排放，將在能源、環(huán)保等方面帶來諸多效益。
一是保障能源安全。大量的煤電機組超低排放工程現(xiàn)場實測與在線監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，煙氣污染物排放低于燃氣機組的排放水平，實現(xiàn)了煤炭的清潔高效集中利用。根據(jù)測算，假定標準煤炭價格以600元/噸計，燃煤發(fā)電超低排放后的電價成本為0.466元/千瓦時；燃氣價格以3.6元/立方米（標況）計，9F燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電成本為0.932元/千瓦時，燃氣鍋爐發(fā)電成本則為1.0836元/千瓦時。用煤發(fā)電實現(xiàn)超低排放的成本遠低于燃氣發(fā)電成本。霾源于煤，而止于電，是世界主要用煤國家的共識，大幅度提高煤炭用于發(fā)電的比例，在其他領域與行業(yè)實施“以電代煤”，可以改善環(huán)境，還可以減少天然氣進口。
二是為大氣環(huán)境改善指明方向。根據(jù)全國環(huán)境統(tǒng)計公報，2010年我國廢氣二氧化硫排放量2185.1萬噸，較2005年的2549.3萬噸下降了364.2萬噸，其中電力行業(yè)（包括熱力供應）二氧化硫排放量從1277.2萬噸下降到984.4萬噸，下降了292.8萬噸，占全國下降量的80.4%?？梢?，電力行業(yè)煙氣脫硫為“十一五”期間全國二氧化硫減排任務完成做出了不小貢獻。
根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會統(tǒng)計數(shù)據(jù)，“十二五”期間電力行業(yè)二氧化硫和氮氧化物的絕對減排量分別達626萬噸與700萬噸，主要依靠的是煙氣脫硫、脫硝，超低排放起到關鍵作用。
2015年全國城市空氣質(zhì)量狀況顯示，實施新空氣質(zhì)量標準的74個城市主要污染物濃度同比下降，PM2.5平均濃度為55微克/立方米，同比下降14.1%；PM10平均濃度為93微克/立方米，同比下降11.4%；SO2平均濃度為25微克/立方米，同比下降21.9%；NO2平均濃度為39微克/立方米，同比下降7.1%。美國NASA衛(wèi)星也觀測到中國的東部和中部地區(qū)實現(xiàn)了顆粒物的濃度降低，這與目前實施的燃煤電廠超低排放工程全部集中在東部和中部地區(qū)非常吻合?？梢?，超低排放為大氣環(huán)境改善指明了方向。當然，不僅是電力行業(yè)要實施超低排放，鋼鐵、有色、石化、建材等行業(yè)也需大力推行節(jié)能減排升級與改造行動，減少污染物排放。
此外，大幅度降低城市終端能源的煤炭消費比例，是改善城市環(huán)境的重要途徑。如東京、巴黎、米蘭終端能源中均沒有煤炭消費，其中東京以電力消費為主，占40%，其次為天然氣和油品；巴黎以油品消費為主，占45%，其次是電力和天然氣；米蘭以電力消費為主，占46%，其次是天然氣和油品。
三是促進電力行業(yè)發(fā)展。2015年全國火電裝機容量9.90億千瓦，是2000年火電裝機容量2.38億千瓦的4.2倍。2015年火電機組發(fā)電量4.21萬億千瓦時，是2000年火電發(fā)電量1.08萬億千瓦時的3.9倍。但我國2015年電力行業(yè)煙塵、二氧化硫、氮氧化物等三大污染物的排放量全部低于2000年的排放水平，特別是近兩年來污染物排放量大幅下降，為電力行業(yè)的發(fā)展贏得了空間。同時，電力行業(yè)供電煤耗持續(xù)下降，從改革開放之初1978年的471克/千瓦時降至2014年的318克/千瓦時，低于美國的供電煤耗359克/千瓦時。這些成績的取得不僅得益于發(fā)電技術的進步，更得益于我國實施的“上大壓小”、“以新帶老”、“超低排放”等政策。
當然，煤電實現(xiàn)超低排放并不意味著燃煤電廠可以無限制建設。一方面我國煤炭資源有限，另一方面即使實現(xiàn)超低排放仍有污染物排放，對環(huán)境仍然存在一定的影響。因此，用清潔能源（包括清潔煤電）替代傳統(tǒng)能源，用可再生能源替代化石能源，實現(xiàn)人與自然、人與環(huán)境的和諧發(fā)展是我們長期追求的目標。
超低排放前景如何？
超低排放具有必要性和重大意義，同時也具有可行性。
首先，黨中央國務院對此高度重視并作出系列部署。在全國尚無燃煤電廠超低排放工程正式投運之前，2014年6月，國務院辦公廳就印發(fā)了《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014~2020年）》，明確提出提高煤電機組準入標準，新建燃煤發(fā)電機組污染物排放接近燃氣機組排放水平。2014年6月，中央財經(jīng)領導小組第六次會議再次提出，提高煤電機組準入標準，對達不到節(jié)能減排標準的現(xiàn)役機組限期實施改造升級。2015年3月，政府工作報告明確提出，全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造。2015年12月，國務院召開常務會議決定，在2020年前，對燃煤機組全面實施超低排放和節(jié)能改造。
為落實黨中央國務院的要求，2014年9月，國家發(fā)展和改革委員會、環(huán)境保護部和國家能源局聯(lián)合印發(fā)了《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014~2020年）》。2015年12月，環(huán)境保護部、國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局聯(lián)合印發(fā)了《全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》，地方政府也相繼出臺了相關的超低排放與節(jié)能改造計劃或方案。
其次，超低排放技術出現(xiàn)重大突破。2011年，業(yè)界還在為如何實現(xiàn)燃煤電廠達標排放而發(fā)愁，當時沒有成熟可靠的技術可以采用。在探索現(xiàn)有燃煤機組達標改造的過程中，2012年我國首次在燃煤電廠實施了濕式靜電除塵。檢測結(jié)果表明，不僅可以實現(xiàn)達標排放，而且遠低于排放限值要求。此后，低溫電除塵、旋轉(zhuǎn)電極電除塵、高頻電源供電電除塵、超凈電袋復合除塵等技術得到快速發(fā)展與應用。脫硫技術在傳統(tǒng)空塔提效技術的基礎上，又出現(xiàn)了雙pH值循環(huán)脫硫工藝、非空塔脫硫除塵一體化技術，并得到廣泛應用。
在不到兩年的時間里，我國燃煤電廠超低排放機組從無到有。目前投運的超低排放機組容量已超過1.5億千瓦，并且在高灰分煤、高硫煤以及煤質(zhì)變化幅度大的機組上實現(xiàn)了污染物超低排放。與國外煙氣脫硫、脫硝普遍具有旁路相比，我國燃煤電廠煙氣治理設施普遍不設旁路。許多電廠在超低排放改造的過程中，實現(xiàn)了節(jié)能與減排雙贏。
第三，國家和地方政府在經(jīng)濟上予以支持。為了推動超低排放，國家和地方層面都出臺了一系列政策，在經(jīng)濟上予以支持。如國家發(fā)展和改革委員會、環(huán)境保護部、國家能源局2015年12月發(fā)布《關于實行燃煤電廠超低排放電價支持政策有關問題的通知》；2014年9月，江蘇省物價局出臺《關于明確燃煤發(fā)電機組超低排放環(huán)保電價的通知》；2014年5月，浙江省經(jīng)信委、省環(huán)保廳發(fā)布《浙江省統(tǒng)調(diào)燃煤發(fā)電機組新一輪脫硫脫硝及除塵改造管理考核辦法》；2014年8月，山西省政府辦公廳發(fā)布《關于推進全省燃煤發(fā)電機組超低排放的實施意見》等。
國家及各省對超低排放的支持主要體現(xiàn)在建設資金支持、環(huán)保電價、電量獎勵、排污費征收、新建機組準入與總量指標等方面，這些政策的出臺對于推動超低排放發(fā)揮了重要作用。
作者系國電環(huán)境保護研究院副院長
