超低排放的“昨天、今天、明天”

1、超低排放”概念的由來

“超低排放”這一概念，最早是在2011年由浙能集團提出的。次年，浙能集團就開始著手廣泛調研國內外燃煤機組污染物治理的先進技術。對于燃煤電廠大氣污染物超低排放的定義，起初存在多種類似的表述，如“近零排放”、“超凈排放”、“超潔凈排放”等，有業內人士認為，燃煤機組排放水平達到“超清潔”、“近零”狀態的難度超過了當前工程技術水平，“超低排放”這個叫法從排放標準角度界定概念上來講更加合理。

2015年中國電力發展論壇上，國電科學研究院燃機研究所所長劉志坦，在經過大量對比和數據分析后得出結論：“要實事求是、科學命名。‘近零排放’、‘超凈排放’和‘燃機排放’等概念不嚴謹、不科學，建議使用‘超低排放’概念。”

2 “超低排放”起初的爭議

“超低排放”概念一提出，在電力行業迅速引起廣泛爭議。質疑一方中，中電聯秘書長王志軒曾在《煤電近零排放不科學》一文中提到：(1)“近零排放”的概念不清，一般是以“燃機排放標準”作為判據，對排放標準的表面化錯誤理解造成荒謬的結果。(2)煙氣連續監測技術難以支撐“近零排放”監測數據的準確性，用日平均濃度或者多日平均濃度的監測數據與排放限值直接比較是概念性錯誤，運行時間不足也難以證明“近零排放”系統的穩定性。(3)“近零排放”在技術上并沒有重大創新，且嚴苛的條件并非一般燃煤電廠都能達到。(4)“近零排放”的環境效益和經濟效益的投入產出比太低。

支持一方中，北京國能中電節能環保技術有限責任公司常務副總裁江浩認為，近零排放是破解一次能源結構性矛盾的必由之路。江浩認為，近零排放是東部地區霧霾污染的最佳解決方案。近零排放可以讓燃煤電廠的排放堪比燃氣發電，甚至還優于燃氣發電，這可以徹底打破燃煤電廠的環境瓶頸。實現煤電型火力發電廠的排放標準達到燃機的排放標準，可以很好地解決能源布局向西部轉移的各種缺點，全社會能源利用效率會大幅度提高。

3 一系列“超低排放”項目的出現

盡管對于“超低排放”質疑不斷，但是超低排放的改造項目還是一個接一個的開展實施投運。

首套煙氣超低排放裝置于2014年5月30日13時45分在浙能嘉華發電有限公司的8號機組投入運行。2014年7月16日，江蘇省內首臺套煤機“超低排放”環保改造機組在國電江陰蘇龍熱電有限公司正式投運。2014年7月21日，浙能嘉興電廠兩臺百萬千瓦燃煤機組超低排放技術改造項目通過國家權威機構檢測認定。2014年9月17日，浙能六橫電廠2號機組圓滿通過168小時連續滿負荷試運行，正式移交生產。2014年9月11日，華能淄博白楊河發電有限公司6號機組總排口廢氣通過山東省環境監測中心站監測，數據完全達到超低排放標準。2014年9月，中國華電集團公司河北華電石家莊裕華熱電有限公司1號機組環保“超低排放”技術改造項目，日前竣工完成，順利投產。

4 中央政策的出臺和鼓勵措施

2015年3月，十二屆全國人大三次會議《政府工作報告》明確要求”推動燃煤電廠超低排放改造“;2015年12月，國務院常務會議決定，在2020年之前對燃煤電廠全面實施超低排放和節能改造。至此超低排放的指標也得到進一步的明確。針對燃煤煙氣中的氮氧化物(NOx)、二氧化硫(SO2)、煙塵(PM)的排放提出了“50355”的要求，即在基準氧含量6%的條件下，污染物排放濃度NOx<50mg/Nm3、SO2<35mg/Nm3、PM<5mg/Nm3。

2015年12月9日，國家發展改革委員會、環境保護部、國家能源局三部門聯合下發了《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》，將從2016年1月1日起對完成超低排放改造的燃煤發電企業給予上網電價補貼。對2016年1月1日以前已經并網運行的現役機組，對其統購上網電量加價每千瓦時1分錢(含稅);對2016年1月1日之后并網運行的新建機組，對其統購上網電量加價每千瓦時0.5分錢(含稅)。上述電價加價標準暫定執行到2017年底，2018年以后逐步統一和降低標準。

5 各大發電集團全面推行超低排放

在電價補貼政策的助推作用下，各大發電集團積極迅速的響應國家要求，全面開展超低排放的改造。截至2016年1月，全國近2億千瓦煤電機組完成了超低排放技術改造，正在進行技術改造的煤電機組，超過了8000萬千瓦。煤電機組正在向超低排放時代全員加速中。

神華集團在全國已經有50多臺燃煤機組達到超低排放，到2020年底，神華300MW等級(含)以上燃煤發電機組也將全部實現“超低排放”。

截至2015年底，大唐集團的超低排放機組達到65臺，占煤電機組容量的25.2%，在五大發電集團中比例最高。2016年，大唐集團計劃完成84臺機組超低排放改造，投入資金將達到50億元。

2015年，華能集團二氧化硫、氮氧化物和煙塵排放績效，比2010年分別下降71%、83%和69%，保持行業領先。華能集團有21%的煤電機組實現了超低排放。

截至2015年底，國電集團的北侖三發、江蘇諫壁、新疆紅雁池等單位順利完成改造，共計16臺機組實現超低排放。國電集團力爭2018年，確保2019年所有在運機組全部實現超低排放改造。

截至2015年底，華電共投運30臺949.5萬千瓦超低排放機組，計劃到2020年實現全部燃煤機組“超低排放”。

國家電投集團積極參與煤電節能減排升級與改造行動，平頂山發電分公司兩臺百萬機組啟動并確定了“脫硝增容改造+電袋除塵器改造+脫硫除塵改造”的超低排放技術改造路線。其中1號機組超低排放改造從2015年4月1日開始，到6月16日結束;2號機組8月31日開始改造，11月17日投運。改造工程共投入資金2.5億元。

6 超低排放技術存在的問題

如今超低排放改造已在全國范圍內開展了兩年多時間，眾多的技術路線也在改造實施過程中得到了驗證，也凸顯了一系列問題。

脫硫技術領域形成了兩大流派，一是通過流場優化提升脫硫效率，托盤、旋流裝置等均屬此類，二是通過PH分級控制實現高效脫硫，單臺雙循環、雙臺雙循環均屬此類。當前脫硫的問題更多集中在廢水處理方面，一方面，由于脫硫廢水水質具有重金屬含量高、pH值偏酸性、氯離子含量超高、濁度大、腐蝕性強等特點，處理難度大;另一方面，市面上普遍采用的脫硫廢水治理技術在可靠性、經濟性方面表現得不盡人意。按照當前的火電廠廢水“零排放”政策，目前投運的以及新建的濕法脫硫設施產生的廢水都需要深度處理。

脫硝技術領域，NOx寬負荷超低排放成為了最大的挑戰。受脫硝催化劑活性溫度窗口限制，很多電廠在低負荷運行時脫硝入口溫度低于300℃，需強制退出脫硝系統，這一做法與環保要求的瞬時數據達標相矛盾。在火電靈活性改造中，低負荷脫硝成為了亟待解決的問題之一。此外，SCR脫硝的氨逃逸對后續設備(空預器、袋除塵布袋等)造成的不良影響也備受關注。

除塵技術方面，除塵企業不斷對技術升級，目前較為先進的除塵技術(低低溫電除塵、預荷電袋除塵等)已經能將脫硫入口粉塵控制在10 mg/Nm3以內，在脫硫除塵一體化的趨勢下，再通過高效除塵除霧裝置、濕式電除塵技術的整合均能滿足超低排放5mg/Nm3的要求。然而，如此低的濃度值，測量的科學性和精度性極其的重要。性能考核階段的測量采用手動測量，大量改造項目無法滿足“前四后二”的測量條件，也存在一些測試儀器方法不統一、測孔位置不規范等問題。