我國火電煙氣脫硫存在的問題及對策建議

王 圣，巴爾莎，俞 華

(1.國電環境保護研究院，南京 210031；2.北方聯合電力有限責任公司，呼和浩特 010020；3.國信招標集團有限公司，北京 100044)

我國火電煙氣脫硫存在的問題及對策建議

王 圣1，巴爾莎2，俞 華3

(1.國電環境保護研究院，南京 210031；2.北方聯合電力有限責任公司，呼和浩特 010020；3.國信招標集團有限公司，北京 100044)

從電力裝機結構、火電煙氣脫硫現狀、脫硫石膏排放現狀等方面，分析了我國火電煙氣脫硫目前存在的幾個主要問題，并對煙氣脫硫產業如何進一步科學發展提出了對策建議。

火電行業;煙氣脫硫;問題分析;政策建議

近年來，我國通過自主研發和引進、消化吸收、再創新，火電二氧化硫減排以及煙氣脫硫產業取得了重大進展，國產化能力已基本可以滿足“十一五”及“十二五”時期二氧化硫減排的需要。在節能減排、總量控制的政策之下，電力行業加強了煙氣脫硫的治理，繼2006年電力二氧化硫排放量達到歷史最高之后，2007年成為了火電二氧化硫排放歷史上的轉折之年，2008年二氧化硫排放量繼續實現下降。

但是，我國目前的大氣污染物治理不能僅僅抓住二氧化硫，應同時考慮由脫硫原材料以及脫硫副產品綜合利用等引起的資源與生態問題，而且還應該考慮如何實現在脫硫的同時同步進行火電脫氮與脫碳。

1 我國火電行業煙氣脫硫現狀

1.1 火電行業裝機容量現狀

截至2008年底，我國發電裝機容量達到79,253萬千瓦，同比增長11.2%。其中，火電總裝機容量達60,132萬千瓦（其中煤電裝機約57,424萬千瓦），約占總容量的75.87%；水電達17,152萬千瓦，約占總容量的21.64%；核電達885萬千瓦，約占總容量的1.12%；新能源發電達1084萬千瓦（其中風電達到了894萬千瓦），約占總容量的1.37%。

從我國2000-2008年逐年總裝機及火電裝機容量的變化情況可以看出，近年來我國發電總裝機及火電總裝機容量同步增長。同時，在電力結構調整的大形勢下，尤其是在我國大力發展風電等新能源的政策引導下，火電裝機容量所占比例繼2007年之后再次實現下降。

1.2 火電煙氣脫硫裝機容量現狀

繼2006年底全國安裝煙氣脫硫機組總容量達到1.6億千瓦（其中投運1.04億千瓦）之后，脫硫機組投運規模進一步加大。截至2008年底，全國安裝煙氣脫硫機組總容量約3.79億千瓦，占全國煤電機組裝機容量的66%，與2000年相比，火電廠煙氣脫硫機組容量增加了約75倍。

2005年美國煙氣脫硫機組容量為1.02億千瓦，約占其煤電機組容量的31.5%。同電力裝機結構相似的美國相比，我國安裝煙氣脫硫機組的容量已經達到了世界發達國家水平。

1.3 火電行業煙氣脫硫工藝技術應用現狀

目前，在火電廠已經使用的煙氣脫硫工藝技術有：石灰石-石膏濕法、煙氣循環流化床法、海水脫硫法、脫硫除塵一體化、旋轉噴霧干燥法、爐內噴鈣尾部煙氣增濕活化法、活性焦吸附法等十多種。

與國外情況一樣，在諸多脫硫工藝技術中，石灰石-石膏濕法煙氣脫硫仍是主流工藝技術。據統計，截至2008年底，投運、在建和已經簽訂合同的火電廠煙氣脫硫工藝技術中，石灰石-石膏濕法占90%以上。

1.4 火電行業煙氣脫硫減排現狀

由于我國近年來火電廠煙氣脫硫設施的大規模建成投運，控制二氧化硫的能力大為增加。2007年電力二氧化硫排放總量同比下降了9.1%，2007年火電二氧化硫排放占全國二氧化硫排放的比例也由53.0%下降至49.7%。同時，火電二氧化硫排放績效也由2006年的5.7克/千瓦時降到4.4克/千瓦時。與2005年美國火電行業二氧化硫排放績效5.14克/千瓦時相比，可以看出，我國火電煙氣脫硫的加強對于二氧化硫的減排作用是很明顯的，我國火電二氧化硫排放水平也逐步趨于世界火電二氧化硫排放平均水平。

從我國2000-2007年火電大氣污染物排放變化情況可以看出，我國火電二氧化硫排放在2007年實現了拐點，出現了下降的趨勢。

1.5 火電行業煙氣脫硫中二氧化碳排放現狀

由于應用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝時，在吸收了二氧化硫的同時卻排放了溫室氣體二氧化碳。根據質量守恒原則進行初步估算，2007年全國燃煤電廠煙氣脫硫產生石膏的同時，約產生435萬噸的二氧化碳，約為裝機容量4×300兆瓦的燃煤電廠一年的二氧化碳排放量。

雖然火電煙氣脫硫排放的二氧化碳數量不多，約占2007年全國燃煤電廠燃煤排放的二氧化碳的0.2%，但卻可以統一納入火電煙氣脫碳治理之中，尤其是在目前可能對碳排放征收稅的形勢下，如何減排二氧化碳也應統籌考慮。

1.6 火電行業煙氣脫硫石膏排放現狀

由于我國火電廠煙氣脫硫工藝中石灰石-石膏濕法占90%以上，所以我國脫硫副產品主要是以脫硫石膏為主。據統計，2007年全國燃煤電廠煙氣脫硫約產生石膏1700萬噸，比2006年增加約80%。同時，根據調查我國目前的火電脫硫石膏的利用率為10%左右，基本相當于與我國火電結構相似的美國1998年的水平。

預計到“十一五”末，我國每年將產生3000萬～4000萬噸脫硫石膏，據預測，屆時發達地區火電脫硫石膏的利用率為50%左右，欠發達地區火電脫硫石膏的利用率則達不到25%。

2 我國火電行業煙氣脫硫存在的主要問題

2.1 火電煙氣脫硫裝機容量與實際投運容量差距較大

由于電力行業是目前二氧化硫排放的主要污染源，火電二氧化硫排放約占全國二氧化硫排放的50%。因此，控制二氧化硫的排放，必然成為電力行業“十一五”及“十二五”期間環境治理的主要問題之一。

按照我國2007年的脫硫裝機容量占全國火電約48%進行初步計算，2007年火電可脫硫（指二氧化硫，不是單質硫，下同）約870萬噸。據統計，以2007年全國燃煤電廠煙氣脫硫產生石膏約1700萬噸數據為基礎，利用等量摩爾數進行估算，2007年火電實際煙氣脫硫約630萬噸，即約有38.1%的脫硫裝機容量沒有運行或者沒有穩定運行。要想完成國家“十一五”及“十二五”總量要求并徹底實現二氧化硫控制，必須要實現全部脫硫裝機容量的穩定運行。

2.2 火電煙氣脫硫方式單一，脫硫使用石灰石資源巨大，造成生態破壞嚴重

由于我國目前采用石灰石-石膏濕法脫硫的工藝占90%以上，這種較單一的脫硫方式決定了我國脫硫所采用的石灰石原料量巨大。據統計與估算，我國2007年在脫硫方面使用的石灰石原材料為1300萬～1500萬噸，按照一般含量50%來計算，則需開采約3000萬噸的礦，約相當于湖南省某縣探明儲量的一半。常年如此大規模的對石灰石礦的開采必然會對地方生態帶來較嚴重的負面影響。

世界很多國家也較多使用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，但因為其火電總裝機容量不大，所以消耗的資源與產生的脫硫石膏總量均不大。因此，我國應根據具體國情因地制宜地采取多種脫硫方法并用的方式。

2.3 火電煙氣脫硫副產物石膏處理現狀不理想，極易引起生態問題

與發達國家相比，我國火電煙氣脫硫裝機水平雖然已經達到或超過了其平均水平，但在脫硫副產物石膏綜合利用方面，卻有著很大的差距。

德國是煙氣脫硫副產物石膏研發和利用最先進的國家，從政策要求與產業導向方面同時進行約束，目前脫硫石膏的利用率基本達到100%，主要用于生產建筑石膏、紙面石膏板和建筑用構件；在日本，煙氣脫硫石膏的利用率也基本達到100%，主要用于水泥添加劑、石膏板原料以及通過技術革新作為路基等所需的砂土；就是在火電比例與我國相似的美國，脫硫石膏利用量也突破了60%，主要是和天然石膏一起用于生產半水石膏粉。

而我國目前的火電脫硫石膏的利用率僅為10%左右，絕大部分脫硫石膏是處于自然堆存的狀態，其中含有的重金屬及有害化合物可能會導致地下水污染，同時會對自然生態產生潛在破壞作用，還會因為脫硫石膏的自然風化再次釋放二氧化硫而出現二次污染。

2.4 火電大氣治理目前以煙氣脫硫為主，大氣治理存在總體失衡的趨勢

為了控制酸雨和二氧化硫的污染，1995年修訂的《中華人民共和國大氣污染防治法》中規定，在全國劃定酸雨控制區和二氧化硫污染控制區（簡稱“兩控區”）。1998年初，國務院在關于“兩控區”有關問題的批復中明確提出了對于火電廠煙氣脫硫的要求。隨后，國家采取了一系列法規、政策等強制性要求以及財政政策，包括：發布了新的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2003）；提高了排污收費的標準；從濃度控制到總量控制；對安裝了脫硫設施的電廠給予優先上網和優惠電價政策等。目前，我國火電煙氣脫硫系統已成熟，2007年、2008年連續兩年火電二氧化硫排放量下降，所以只要在日常運行管理方面加強監督，火電二氧化硫大幅減排指日可待。

但是，要想根本解決酸雨問題，在解決火電二氧化硫減排的同時一定要重視火電氮氧化物的治理。同時我們還看到，全球尤其是發達國家已經將大氣治理的主戰場轉移到二氧化碳方面。相比而言，我國火電大氣治理并沒有在法律法規、政策要求等方面實現治理重點的科學轉移。

2.5 火電煙氣脫硫排放溫室氣體二氧化碳與火電二氧化碳減排的矛盾

據測算，2007年人類活動所排放的二氧化碳總量約為282億噸，其中燃煤電廠排放的二氧化碳為70億噸，約占世界總排放量的25%，該數據比例與我國情況一致。隨著氣候問題逐漸成為全球熱點，溫室氣體減排已經成為我國“十二五”的重大環保與節能問題之一，尤其是我國政府提出到2020年我國單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%的目標后，火電廠二氧化碳的減排將必然會成為迫在眉睫的事情。所以，目前火電煙氣脫硫排放二氧化碳與將來的減排形勢是矛盾的。

3 對策與建議

3.1 針對煙氣脫硫在實際運行中缺乏完善的監管機制，建議強化科學監管實現穩定脫硫

我國火電煙氣脫硫無論從技術還是從法規要求的角度，目前都已經達到了一定的高度，同時我國火電企業也逐步實現了高比例的脫硫裝機容量。

但是，現階段由于監管不力，導致還有很多火電廠的煙氣脫硫沒有達到穩定運行。目前我國對于煙氣脫硫項目本身仍然處于“重審批，輕監管”的階段。在實際工程中，新建項目或者改建項目“三同時”中脫硫設施未能與新建機組同步建設、同步投運，投運后達不到設計要求或者不能連續穩定運行；一些限期治理的項目不按規定建設煙氣脫硫設施，而是采取一些簡單措施應付環境監管；脫硫設施不能及時實現環保驗收等現象時有發生。

鑒于上述問題，建議國家在脫硫監管方面進一步強化（包括：脫硫效率、能耗、資源消耗、副產品可利用情況、二次污染情況等），實現對我國現有火電煙氣脫硫的科學評價，并以江蘇監管模式為示范，聯合環保部門、電力部門、價格部門等政府機構，建立統一有效的以環保為主體的監管體制，提高環境執法能力建設，從源頭切斷一切影響脫硫運行的不良因素，實現火電煙氣脫硫規范化。在此基礎上，逐步實現我國火電大氣治理重點從脫硫穩步向脫氮、脫碳過渡。

3.2 針對我國國情，建議對火電脫硫方式的多元化、資源化進行研究

雖然在我國濕法脫硫工藝已經非常成熟，但是考慮到仍存在很多的問題，主要集中在原材料及脫硫石膏對生態的破壞、二氧化碳排放等方面，所以有必要對火電煙氣脫硫技術進行重新審視，建議在火電煙氣脫硫方面進行技術革新，對潛在的、更先進的脫硫技術予以研究，實現我國火電脫硫方式的多元化與資源化。

為了避免二次污染，充分利用硫資源，建議可以根據項目實際情況，因地制宜、因時制宜，考慮采用經濟效益更好的、更合適的脫硫方法，例如，海邊電廠可以用海水脫硫，北方缺水地區可以用活性膠脫硫，以及研究與化肥生產相結合的煙氣脫硫法等；也可對回收單質硫技術進行研究。

同時，為了適應將來的火電脫硫、脫氮、脫碳的大形勢，建議電力部門與環保部門一起，前瞻性地研究火電煙氣脫硫、脫氮、脫碳一體化的技術與方案，也就是對上述的脫硫問題、脫氮問題、脫碳問題不能孤立研究，建議綜合研究，以免對火電大氣污染物逐一治理，不僅浪費資金，還浪費資源。

3.3 進一步開展脫硫副產品石膏綜合利用工作，實現火電循環經濟發展

與發達國家相比，我國脫硫石膏的生產、研究歷史還很短，對其性能和應用技術的研究也處于起步階段，因而從這一角度來看，我國火電脫硫石膏的綜合利用進度受到了直接影響。所以，建議從政策要求、技術應用及財政補貼等方面綜合對現行火電脫硫石膏利用難的問題提供解決辦法。

由于我國不同區域綜合利用的潛力不一樣，所以建議按照區域進行劃分，提出不同的要求。在長三角、珠三角、京津塘等地區，由于天然石膏資源較匱乏，并且開采成本較高，建議制定政策要求脫硫石膏100%綜合利用；在經濟較為發達的地區，例如山東、湖北等，這些地區天然石膏資源豐富，可以利用一定的經濟政策（如：財政補貼、加大采礦企業的資源稅等）大幅度提高脫硫石膏利用率；在經濟欠發達，同時天然石膏資源也豐富的地區，例如寧夏、青海、甘肅等，則以鼓勵利用脫硫石膏為主。

同時，建議對天然石膏的開采實施更嚴厲的財政政策（如：開征資源稅、生態補償等），對脫硫石膏綜合利用予以財政補助，以鼓勵企業更多地利用脫硫石膏。

3.4 從法律法規層面出臺對火電氮氧化物、二氧化碳的治理要求

分析發達國家火電環保發展的歷史看，火電脫除氮氧化物約落后于脫硫10年。例如：由于日本在上世紀70年代中后期SO2污染基本得到控制，80年代以來由于NOX排放量的不斷增加，日本開始了煙氣脫氮技術的研究和推廣應用，尤其重視同時脫硫脫氮的技術研究，一些新的技術開始工業化應用；美國在1978年左右采取了煙氣脫硫工藝后SO2排放量下降了25%，但NOX的排放量卻增加了10%，80年代后期，美國NOX的排放量幾乎與SO2排放量持平，之后美國開始了火電氮氧化物的治理過程。相比而言，從1998年開始，我國全面實施火電脫硫到現在，我國尚未具備成熟的、完善的脫氮的法律法規與政策要求。

因此，建議盡快完善我國火電煙氣脫氮方面的法規與政策要求，同時出臺相關補貼政策，實現社會與企業責任共擔。同時，要盡快實現我國火電大氣治理的戰略重點轉移，實現從二氧化硫的總量控制向二氧化碳的總量控制的過渡，盡早將火電二氧化碳總量控制提上議事日程，盡早制定出臺火電二氧化碳減排戰略，在溫室氣體減排方面為其他行業建立示范作用。

Abstract:From the view of power structure, thermal power FGD, FGD gypsum discharge and so on, some problems existing in thermal power FGD have been analyzed in detail, and on these basis, some policy suggestions have been made so as to develop FGD industry scientifically furthermore.

Key words:power sector; FGD; problem analysis; policy suggestion

Existing Problems & Relevant Policy Suggestions on FGD in Thermal Power Sector

WANG Sheng1, Baersa2, YU Hua3
(1.State Power Environmental Protection Research Institute, Nanjing 210031; 2.North United Power Corporation, Hohhot 010020; 3.Guoxin Tendering Group, Ltd, Beijing 100044, China)

X701.3

A

1006-5377（2010）03-0012-04

王圣（1973－），男，江蘇省射陽人，高級工程師，碩士，主要從事電力環評、規劃環評、電力環境保護等方面的研究，已在國內外期刊及重要會議發表論文68篇。