中電聯(lián)黨組成員、專職副理事長 王志軒
由于我國能源生產(chǎn)長期以來以煤為主，電力也是以煤電為主，所以燃煤電廠的大氣污染物控制歷來是國家要求的重點。改革開放以來，我國燃煤發(fā)電發(fā)展很快，與1980年相比，2015年火電發(fā)電量增長16.5倍，電煤消耗量增長14.7倍，燃煤中約有50%用于發(fā)電。
我國對燃煤電廠大氣污染物的控制是分階段進行的，這也與發(fā)達國家的控制過程類似。先是以高煙囪擴散來解決環(huán)境污染問題，逐步通過加裝污染控制設(shè)備提高污染物去除效率，以降低煙氣中顆粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會分析數(shù)據(jù)，電力顆粒物（煙塵）排放量由1980年的約每年400萬噸（峰值），降至2015年的40萬噸左右，下降了90%；二氧化硫排放量由2006年的約1350萬噸排放峰值降至2015年的200萬噸左右，下降85%，比1980年的245萬噸下降18%；氮氧化物排放量由2011年的約1000萬噸峰值降至2015年的180萬噸左右，下降82%。從3項污染物的排放之和看，2006年到2010年間的峰值期約2700萬噸下降約80%，比1980年排放之和下降約50%。
由于污染物是霾形成的元兇，從上述數(shù)據(jù)來看，說電力是近年來霧霾形成和加重的原因是站不住腳的。而且由于熱電聯(lián)產(chǎn)機組大規(guī)模采用，污染控制技術(shù)大為提高，在替代了大量城市供熱鍋爐、提高煤炭利用效率的同時，大大減少了污染物排放，對治霾起到了重要作用。
煙氣濕度增加不會增加污染物排放量
由于我國《火電廠大氣污染物排放標準》為世界最嚴，而我國的電煤質(zhì)量又相對較差，需要更高的污染控制技術(shù)水平來支撐。幾十年來我國火電廠大氣污染物控制主要是在引進國際先進除塵、脫硫、脫硝技術(shù)基礎(chǔ)上進行消化、吸收、再創(chuàng)新發(fā)展起來的，當然也有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的環(huán)保技術(shù)，總體來看處于世界先進水平。
一臺具體機組污染物治理設(shè)施的效率，由排放限值和環(huán)境影響評價來決定，具體選擇何種技術(shù)也要經(jīng)過環(huán)境、技術(shù)、經(jīng)濟論證。但總體來說，在鍋爐燃燒階段采用低氮氧化物措施后再經(jīng)煙氣脫硝總體效率大致為80%~90%，除塵效率一般都在99.9%以上，脫硫效率一般都在95%以上。
污染物排放量大小是考量污染物排放治理的核心和環(huán)境影響的核心，當然，通過煙囪排放的煙氣溫度和濕度也是考慮對環(huán)境質(zhì)量影響大小和范圍的必然因素。我國對燃煤電廠環(huán)境影響評價實際上始于上世紀80年代中期，尤其是90年代后電廠環(huán)境影響評價執(zhí)行率幾乎達到百分之百。對每一個電廠的環(huán)境影響評價都會將之對大氣環(huán)境質(zhì)量的影響作為重中之重。預(yù)測落地濃度是否滿足環(huán)境質(zhì)量要求，必然要考慮煙氣抬升以及擴散后對空氣質(zhì)量的影響，這是大氣環(huán)評的基本內(nèi)容，也是環(huán)保部門批復(fù)污染防治措施的基本依據(jù)。煙氣溫度是考量污染物擴散的核心參數(shù)，事實上，大氣環(huán)評不僅對煙氣溫度有所考慮，對燃煤電廠煙囪高度等都提出了明確要求。對煙氣濕度考慮比較少，主要是因為沒有太大必要，在采取嚴格的污染治理措施后，污染物排放大幅度減少，采用擴散方式滿足環(huán)境質(zhì)量要求的做法已位于次要方面。加熱不加熱煙氣只是影響到污染物擴散后對某固定點的濃度變化和濃度等值線范圍的變化，通俗講，煙氣加熱后煙氣抬升高，離煙囪周圍近如2~5千米的地方污染物濃度低些，但影響的范圍大，煙氣不加熱時情況相反。但對于PM2.5這種大范圍影響的環(huán)境問題來說，煙氣加熱與否產(chǎn)生的影響可以忽略。
脫硫后濕煙氣不加熱會加重霧霾的說法是錯誤的
首先要明確，脫硫塔內(nèi)的脫硫化學反應(yīng)是吸收──氧化還原反應(yīng)，而不是“吸附和收集”，吸附和收集主要是物理方法的活性炭等干法脫硫工藝。
而且，經(jīng)過濕法脫硫后的煙氣要經(jīng)過一個很重要的去除水滴和霧滴的設(shè)備──除霧器后再進入煙囪。通過除霧器后，煙氣是飽和（對水而言）煙氣或輕微的過飽和煙氣，煙氣中的水主要是氣態(tài)水當然還有水霧。所謂的煙氣加熱，不論是采用GGH還是其他方式加熱都是對脫硫后的飽和煙氣進行加熱。如果加熱，飽和煙氣進入煙囪后排出，其排放煙氣中的水汽──“白煙”減少了，甚至在溫度高時看不到煙氣了，但煙氣中含水量并沒有減少，仍然是排到了空氣中。
而沒有加熱過的煙氣，由于通過煙囪時還要進一步降溫，此時，一部分水汽和水霧則凝結(jié)成水流到煙囪底部回收，排出煙囪中的煙氣──“白煙”仍然明顯，但煙氣帶入空氣中的總水量反而是減少了。因此，不論加熱與否，污染物排放量沒有增加，不加熱時由于冷凝水中含有一部分顆粒物，排放到空氣中的顆粒物反而減少了。
其次，對于煙氣排放溫度提出標準的主要是德國，上世紀德國在大型燃燒裝置法規(guī)中對排煙溫度有不低于72攝氏度的要求，但對于通過冷卻塔排放煙氣的沒有溫度要求，而冷卻塔的排水量比煙囪要大得多，所以后來德國的一些電廠采用了將煙氣通入冷卻塔排放的方式，即煙塔合一技術(shù)。煙塔合一技術(shù)在我國已有大機組在應(yīng)用。德國在后來執(zhí)行了歐盟的統(tǒng)一排放標準后也就沒有了煙氣溫度的要求。再有美國的濕法脫硫后煙氣大部分是不加熱的，我國之所以不加熱排放很大程度上是吸收了美國的經(jīng)驗。
用加熱的方法來消除腐蝕實際上也收效不大，除非加熱到酸露點以上（大約110攝氏度以上），因為三氧化硫的酸露點大致在100攝氏度左右，加熱到72或80攝氏度作用有限，只是腐蝕點有所變化。而且，煙氣加熱主要是用于解決“白煙”的觀感問題以及在電廠附近有居民時解決“煙囪雨”的問題，所以加熱與否要看周圍環(huán)境。即使煙氣加熱到80甚至100攝氏度，在環(huán)境溫度低于10攝氏度時，還是能看到明顯的白色煙羽，與不加熱排放差不多。
還有一點需要說明，一般情況下采用GGH加熱除了耗能增加、故障增加外，由于回轉(zhuǎn)式GGH漏風，沒有脫硫的煙氣會在冷熱煙氣間形成短路，大約會有每立方米幾十毫克到上百毫克的二氧化硫直接排放，直接影響脫硫效率。
需要進一步說明的是，研究證實空氣濕度大（含水多）對霧霾的形成有促進作用，所以我也曾經(jīng)上書建議北京市取消灑水治霾的措施得到采納（當然更重要的是再生水中含有大量的可溶性鹽類，其干燥后又形成新顆粒物），但決定空氣濕度大小的主要是自然因素，從水氣對霧霾形成的作用看，電廠排放濕煙氣中的水與空氣中的水比較起來可以忽略不計。
電力行業(yè)在治理霧霾方面作出巨大貢獻
在環(huán)評批復(fù)中，對電廠煙囪高度是有明確規(guī)定的。在設(shè)計規(guī)范中，燃煤電廠煙囪高度是由多方面條件約束的，如不能低于周圍建筑的2.5倍等，我國燃煤電廠煙囪高度普遍在240米、210米，有些項目采取脫硫脫硝后煙囪高度有所降低，但普遍在210米以上。
有關(guān)氨逃逸的問題。SCR工藝脫硝后，確實有氨逃逸，特別是超低排放時，由于要加大還原劑的氨量，氨逃逸問題更為嚴重，這也是脫硝工藝、設(shè)備選擇和設(shè)施建造的難點，但不是不能解決的問題。氨逃逸問題主要在于脫硝后氨的過量或與煙氣中的污染物反應(yīng)形成鹽類粘附在下游設(shè)備中，如形成的銨鹽對空預(yù)器產(chǎn)生影響。所以按照脫硝工藝要求氨逃逸濃度一般控制在3ppm以下。長期過量的氨逃逸對于污染治理系統(tǒng)來說是不可持續(xù)的，因為脫硝、除塵、脫硫等設(shè)備串聯(lián)在煙氣系統(tǒng)中，任何一個設(shè)備出了大問題，則整個系統(tǒng)就要停運。對于短期和少量進入下游設(shè)備中的氨，由于后續(xù)還有除塵脫硫設(shè)施，對氨有較高效率的協(xié)同脫除作用，所以通過煙囪排放的氨極少，不應(yīng)當成為對環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生影響的重大問題。
人類從事的一切生產(chǎn)實踐活動，主觀上都是趨利避害的，盡量增大正向作用，減少負面作用。雖然我們?nèi)匀辉谖廴究刂频姆ㄒ?guī)、政策、技術(shù)、管理方面存在一些問題，但這些問題都不能抹殺電力行業(yè)在大氣污染控制上取得的巨大成就。
如果一定要評價脫硫脫硝對治理霧霾影響的正作用和副作用比例的話，我認為應(yīng)當是99比1的問題，即99的成績是壓倒性的，1的副作用會增加霾，即可能增加一些難以去除的氣溶膠排放等，但這種增加微乎其微，對環(huán)境質(zhì)量中PM2.5的影響比例幾乎可以忽略。
電力大氣污染控制仍任重道遠
盡管電力在控制污染排放方面取得了巨大成就，但污染控制仍任重道遠。一方面當前的污染控制技術(shù)、工藝和設(shè)備選擇、建造和運行中仍然存在大量問題，如貧煤、無煙煤的氮氧化物控制問題、二氧化硫由于脫硝催化劑選擇問題而過多被催化為三氧化硫，進而增加下游設(shè)備的故障及排放煙氣中的氣溶膠問題、系統(tǒng)能耗過高問題、除霧器的效果不好等問題；另一方面，由于燃煤電廠調(diào)峰任務(wù)加重，在額定負荷下運行的時間減少，低負荷運行和機組啟停頻率加大，對煙氣治理系統(tǒng)穩(wěn)定運行造成影響，尤其是在煙氣溫度的降低造成脫硝催化劑不能正常發(fā)揮作用，脫硝效率降低等問題。還有一些是煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的方法、設(shè)備、運行、數(shù)據(jù)傳輸問題等。這些問題有些是超低排放技術(shù)應(yīng)用中新發(fā)現(xiàn)的問題，有些是原有技術(shù)本身的特性或者是世界性共性問題。這些問題對電力企業(yè)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)以及環(huán)保監(jiān)管都提出了新的挑戰(zhàn)，需要共同協(xié)作才能逐步解決。但總體來說，這些問題是在高污染控制水平下的問題，是精益求精的問題，是環(huán)保要求更高目標下的問題，也是需要不斷創(chuàng)新和解決的問題，但不能將這些問題與低污染治理水平甚至沒有污染治理下的問題混為一談。
對于電力企業(yè)和行業(yè)，當前要按照國家環(huán)境保護要求，嚴格自律，繼續(xù)提高環(huán)保設(shè)施可靠性水平，全面做到達標排放。環(huán)保主管部門應(yīng)根據(jù)技術(shù)發(fā)展的情況、電力轉(zhuǎn)型中煤電角色的轉(zhuǎn)變和運行狀態(tài)的變化以及環(huán)保監(jiān)管改革的需要，進一步完善污染物排放標準。環(huán)保產(chǎn)業(yè)應(yīng)當按照法律法規(guī)要求，堅持科學創(chuàng)新，不斷提高污染治理設(shè)施的技術(shù)水平、可靠性、經(jīng)濟性，盡量減少二次污染的產(chǎn)生。
