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6個(gè)方面了解火電大氣污染面臨的挑戰與對策

2018-10-26 10:55:22 96

6個(gè)方面了解火電大氣污染面臨的挑戰與對策

未來(lái)火電發(fā)展面臨挑戰,主要表現在6個(gè)方面。

盡管中國燃煤發(fā)電大氣污染物控制技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平,常規三大污染物(煙塵、SO2、NOx)實(shí)現了燃煤電廠(chǎng)與燃氣電廠(chǎng)同等清潔,但未來(lái)火電發(fā)展仍然面臨挑戰,主要表現在以下6個(gè)方面。


1.溫室氣體排放量巨大


燃煤發(fā)電機組單位發(fā)電量產(chǎn)生的CO2排放量約0.76~0.92kg/(kWh),而燃氣發(fā)電單位發(fā)電量產(chǎn)生的CO2排放量?jì)H占燃煤發(fā)電的45%~66%。我國燃煤發(fā)電量占火電發(fā)電量的93%,產(chǎn)生的溫室氣體排放量巨大。盡管溫室氣體CO2是不是污染物存在疑義,但我國是《巴黎協(xié)定》的堅定支持者,將繼續履行對國際社會(huì )的承諾,因此,未來(lái)一方面應通過(guò)技術(shù)研發(fā)進(jìn)一步減少燃煤發(fā)電煤耗,如國家正在安徽淮北平山實(shí)施“251工程”(即新建燃煤機組供電煤耗小于251g/(kWh)),比目前全國平均供電煤耗310g/(kWh)要低19%,但單位發(fā)電量的CO2排放量比燃氣機組仍要高出25%左右。因此,中國需要進(jìn)一步降低供電煤耗,同時(shí)大力發(fā)展可再生能源,以滿(mǎn)足《巴黎協(xié)定》的要求,此外,也需在CO2貯存和利用方面開(kāi)展研究與示范。


2.環(huán)境改善需要進(jìn)一步削減火電大氣污染物


2017年盡管全國環(huán)境空氣質(zhì)量得到進(jìn)一步改善,重污染天氣明顯減少,全面實(shí)現了大氣污染防治行動(dòng)計劃確定的目標,京津冀、長(cháng)三角、珠三角地區PM2.5年均濃度分別下降至64、44、34μg/m3,但與發(fā)達國家和世界衛生組織制定的環(huán)境空氣質(zhì)量標準要求還有很大差距。


中國煤炭用于發(fā)電(含熱電聯(lián)產(chǎn))的比例逐年增加,從1980年的20.6%增加到2013年的51.3%,發(fā)電耗煤量從1980年的1.26億t增長(cháng)到2013年的21.8億t,但煤炭用于發(fā)電的比例遠低于美國、德國等發(fā)達國家,為了進(jìn)一步改善環(huán)境空氣質(zhì)量,未來(lái)應加大燃煤清潔利用,進(jìn)一步增大燃煤用于發(fā)電的比例。


國際能源署根據當前的技術(shù)發(fā)展情況,制定了2020年與2030年的燃煤電廠(chǎng)污染物排放目標,2020年目標:煙塵為1~2mg/m3,SO2為25mg/m3,NOx為30mg/m3;2030年目標:煙塵<1mg/m3,SO2<10mg/m3,NOx<10mg/m3。目前,我國已有部分電廠(chǎng)穩定實(shí)現了國際能源署2020年的目標,但與2030年的目標尚存在差距。可見(jiàn),中國燃煤發(fā)電大氣污染物控制還有很長(cháng)的路要走,需要在技術(shù)上繼續突破,進(jìn)一步減少火電大氣污染物的排放。


3.濕法脫硫對生態(tài)環(huán)境的影響


中國火電行業(yè)煙氣脫硫方法以石灰石-石膏濕法脫硫為主,據統計2016年火電行業(yè)采用石灰石-石膏濕法脫硫的裝機容量占比93%,每年石灰石消耗量5000萬(wàn)t左右,相當于每年有150個(gè)水立方體積的石灰石山體被夷為平地,石灰石開(kāi)采對生態(tài)環(huán)境會(huì )產(chǎn)生一定的負面影響。石灰石-石膏濕法脫硫的脫硫副產(chǎn)物石膏的利用率隨著(zhù)建筑業(yè)的萎縮在逐漸減少,廢棄石膏的堆存處置也會(huì )對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的負面影響。因此未來(lái)應加大對資源化脫硫新工藝、新方法的研發(fā)與示范。


4.廢棄脫硝催化劑危險廢物處置難


中國火電行業(yè)煙氣脫硝方法以SCR為主,據統計2016年火電行業(yè)采用SCR的裝機容量占比95%以上,由此產(chǎn)生大量的廢棄脫硝催化劑,屬于危險廢物,如何處理與處置廢棄脫硝催化劑是火電行業(yè)面臨的重大挑戰。應積極開(kāi)發(fā)廢棄脫硝催化劑的回收及其資源化利用技術(shù)的研發(fā)。


5.非常規污染物的控制需要新的技術(shù)突破


2017年京津冀地區PM2.5年均濃度下降至64μg/m3,全面完成了大氣污染防治行動(dòng)計劃的目標,舉國振奮,但我們必須清醒地看到,64μg/m3與環(huán)境空氣質(zhì)量標準35μg/m3的要求還有很大的差距,與世界衛生組織確定的環(huán)境空氣質(zhì)量過(guò)渡時(shí)期目標2(IT-2)25μg/m3、過(guò)渡時(shí)期目標3(IT-3)15μg/m3、空氣質(zhì)量準則值(AQG)10μg/m3要求差距更大。隨著(zhù)人們對環(huán)境空氣質(zhì)量要求的不斷提高,我們不僅要控制好燃煤電廠(chǎng)煙氣中的常規污染物,而且需要控制Hg及其化合物等重金屬、SO3等可凝結顆粒物、濕煙氣液態(tài)水中的溶解鹽顆粒物等,以及環(huán)境敏感地區、嚴重缺水地區濕煙氣中氣態(tài)水的回收利用(同時(shí)可消除“白色煙羽”)。需要研發(fā)非常規污染物控制技術(shù)并進(jìn)行工程示范。


6.煙氣治理設施的優(yōu)化與節能


燃煤電廠(chǎng)的煙氣治理設施是一個(gè)復雜的系統工程,鍋爐的負荷波動(dòng)與低氮燃燒、煙氣脫硝、除塵、脫硫、深度凈化等裝置之間,既相互獨立,又相互聯(lián)系。目前各裝置之間基本處于獨立的運行狀態(tài),由不同專(zhuān)業(yè)的運行人員在運行,沒(méi)有體現各裝置之間的聯(lián)系性,煙氣治理設施的潛能沒(méi)有得到充分發(fā)揮,特別是節能潛力。需要培養煙氣中污染物控制的全面人才,加強電廠(chǎng)煙氣治理設施的統籌協(xié)同,利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數據等技術(shù)手段優(yōu)化煙氣治理設施的運行管理,實(shí)現節能減排雙贏(yíng)。


7.結語(yǔ)


中國火電廠(chǎng)大氣污染物排放標準經(jīng)歷了七個(gè)發(fā)展階段,日益嚴格的排放限值不斷推動(dòng)治理技術(shù)的進(jìn)步,目前的煙氣治理水平已領(lǐng)先世界,實(shí)現了燃煤電廠(chǎng)常規污染物排放與燃氣發(fā)電基本同等清潔,為中國空氣質(zhì)量改善做出了巨大貢獻。但中國火電行業(yè)大氣污染仍然面臨諸多挑戰,需要在相關(guān)領(lǐng)域加強技術(shù)研發(fā)與工程示范。


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