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图 4 所示为全国煤电行业 NO x 排放总量及排放绩效的变化情况 [25-27] 。从图 4 中可以看出,在2005—2010 年期间,全国电力行业 NO x 排放总量并未明显下降。如前所述,其主要原因是全国电力装机持续增加及 NO x 排放控制措施并未全面实施。2011 年后,随着“十二五”规划中 NO x 减排约束性指标的提出、NO x 排放标准的进一步严格,以及一系列促进措施的提出,NO x 排放控制得到广泛重视,NO x 减排效果显著。相比于 2011年,2014 年 NO x 排放量降低了 33%。2015 年后,在超低排放政策的影响下,NO x 的排放量急剧下降,2016 年 NO x 排放量为 1.55 万 t,仅为 2011 年排放量的 17%。
1.3 烟尘排放控制
中国于 1973 年首次针对燃煤电厂烟尘排放制定了排放标准,即《工业“三废”排放试行标准》(GBJ 4—73) [29] ,但将燃煤电厂的大气污染物排放单独作为国家排放标准颁布的则始于1991 年 的 《 燃 煤 电 厂 大 气 污 染 物 排 放 标 准 》(GB 13223—91) [30] ,要求除尘效率大于 95%。
此后,该标准分别于 1996 年 [21] 、2003 年 [22] 和2011 年 [23] 经过 3 次修订。其中,前两次修订都是基于当时的环境保护要求、除尘技术发展及经济承受能力,针对不同机组的建设时间、区域、燃料等分别给出了有区别的排放浓度限值。2011 年7 月修订的烟尘排放标准取消了按机组、按投产时段划分标准的做法,要求所有燃煤机组烟尘排放质量浓度不超过 30 mg/m 3 (重点地区不超过20 mg/m 3 )。2014 年,《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020 年)》出台,提出了烟尘超低排放要求,即在烟气含氧浓度 6% 的基准下,烟尘超低排放质量浓度不超过 10 mg/m 3 [24] 。
图 5 所示为全国燃煤电厂烟尘排放量及排放绩效发展情况 [25-27] 。随着烟尘排放标准的日益严格,在燃煤发电装机逐年增长的情况下,全国燃煤发电行业的烟尘排放在近十几年来大体经历了稳定维持、急速下降,到进一步逐年下降的过程。从图 5 中可以看出,自 2011 年所有燃煤电厂开始执行统一的更严格的排放标准后,烟尘排放量由 2010 年的 307 万 t 骤然下降至 155 万 t,下降幅度高达 50%;2014 年后,随着部分地区逐渐实行超低排放要求,2015 年和 2016 年的烟尘排放量进一步大幅下降至 40 万 t 和 35 万 t,燃煤发电行业的烟尘排放得到有效控制。
从以上对中国煤电行业 SO 2 、NO x 和烟尘的排放控制历程可以看出,近 40 年来,中国煤电行业在全国污染物排放控制方面做出了巨大的努力,取得了卓越的成绩。每一次新排放标准、新排放政策的出台,都带来了明显的污染物减排效果。
下面将结合中国污染物排放的总体情况,对煤电行业减排在全国污染物排放控制方面的影响做进一步研究。
2 煤电行业对中国大气污染物排放控制的影响
2.1 中国大气污染物排放的行业划分
根据环保部出台的环境统计年报 [31-32] ,将烟尘、SO 2 和 NO x 的排放量按电力/热力生产和供应业、黑色金属冶炼及延压加工、非金属矿物制品业、其他工业和生活 5 个大类进行划分和统计。
电力、热力生产和供应业是指利用煤炭、油、燃气等能源,通过锅炉等装置生产蒸汽和热水,或外购蒸汽、热水进行供应销售、供热设施的维护和管理的活动;热力生产和供应行业的产品主要包括蒸汽和热水。燃煤发电属于电力/热力生产和供应业的一个主要组成部分。黑色金属冶炼及延压加工业属于金属冶炼及延压加工业,主要包括炼铁、炼钢、钢延压加工和铁合金冶炼等。非金属矿物制品业以水泥为主,包括玻璃、陶瓷、石膏等产品在内的制造业。
2.2 中国 SO 2 历年排放分布情况分析
图 6 所示为 2001—2015 年全国 SO 2 排放的分布及发展情况 [33-34] ,其中,折线所示为中电联统计电力行业的 SO 2 排放及其发展情况 [26] (主要为燃煤发电的 SO 2 排放)。从图 6 中可以看出,电力/热力生产和供应业的 SO 2 排放量在 2010 年以前长期占据全国 SO 2 排放总量 50% 以上,是全国SO 2 排放量的主体。而自从 2006 以后,电力/热力生产和供应业的 SO 2 排放量持续快速下降,带动全国 SO 2 排放总量呈稳定下降的趋势。随着火电新 排 放 标 准 的 实 施 , 电 力 /热 力 生 产 和 供 应 业SO 2 年排放量更是从 2010 年的 1 153 万 t 大幅下降至 2011 年的 901 万 t,年下降幅度达 22%。2011 年以后电力/热力生产和供应业的 SO 2 排放量进一步快速稳步下降,到 2015 年,电力/热力生产和供应业的 SO 2 排放量已逐渐降低至 500 万 t 左右,占全国排放总量的比例仅为 27% 左右。
煤电行业的 SO 2 排放长期作为电力/热力生产和供应业 SO 2 排放的主体,在 2006 年之前推动电力/热力生产和供应业及全国 SO 2 排放总量稳步上升。2006 年以后,随着更多的燃煤发电机组烟气脱硫装置的安装投运,燃煤发电行业开始带动电力/热力生产和供应业及全国的 SO 2 排放稳步下降。在 2011 年至 2013 年期间由于统计口径出入,出现电力行业年排放量超过电力/热力生产和供应业年排放总量的短暂“不合理”现象。随着燃煤发电行业超低排放在 2014 年后逐步推广,2015 年 燃 煤 发 电 行 业 的 SO 2 排 放 飞 速 下 降 至200 万 t 左右,达到与黑色金属冶炼及延压加工业和非金属矿物制品业等行业相当的水平,占电力/热力生产和供应业 SO 2 排放的 40% 左右,仅占全国 SO 2 排放总量的 12% 左右。由此,电力/热力生产和供应业中除燃煤发电以外其他工业锅炉的SO 2 排放已占全国 SO 2 排放总量的 16% 以上,逐渐凸显成为新的主要排放源。
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