中國火力發電行業減排污染物的環境價值標準估算

摘要：目前，火力發電已成為我國環境污染的主要污染源之一，由此引起的環境污染損失非常可觀。為此，應當合理制定出我國火電行業污染物減排的環境價值標準，而這一標準制定的前提和基礎是減排污染物的環境價值標準估算。基于此點，本文首先分析了中國火力發電行業污染物排放對環境造成的影響，并在此基礎上對我國火力發電行業污染物減排的環境價值標準估算進行研究。

關鍵詞：火電廠；燃煤；污染物；環境價值

1 中國火力發電行業污染物排放對環境造成的影響分析

一直以來，由于煤炭用于發電的能源效率較高，所以燃煤電廠成為了燃煤消耗大戶，其二氧化碳、二氧化硫和煙塵的排放量位居各行業排放量之首，對我國環境造成了嚴重影響。2010年，我國十大發電集團的煤耗量超過了6.3億噸，約耗用了全國20%的煤炭產量。這說明，燃煤火力發電企業作為我國電力能源結構的主體，仍然采用傳統的粗放式生產模式，在節能減排方面的力度不足。同時，我國大部分火力發電廠基于成本效益考慮，通常會選用成本相對較低的劣質煤，如高硫、高灰的中煤以及矸石等。在這種情況下，致使我國火力發電的二氧化硫和煙塵排放量始終位居全國首位，尤其二氧化硫的排放量占\"兩控區\"排放量的60%左右。2008年發布的《煤炭的真實成本》報告中手首次對我國煤炭使用對環境的破壞進行了系統量化。報告中指出，我國每使用一噸原煤會帶來相當于150元人民幣的環境損失，主要包括生態退化、水污染、空氣污染和對人體健康的影響。若火力發電企業煤耗量越大，則二氧化碳的排放量也會隨之增大，其產生的溫室效應會對氣候造成嚴重影響。2010年，我國燃煤電廠的二氧化碳排放量為15.82億噸、二氧化硫排放量為890萬噸、煙塵排放量為300萬噸、氮氧化物排放量為290萬噸，分別約占全國總排放量的42%、45%、25%、19%。隨著我國火力發電行業對煤炭需求量的不斷加大，其自身的發展必然會受到煤炭資源儲量、煤炭開發速度以及環境承載力的影響，所以，火力發電行業必須處理好經濟發展與環境保護之間的關系，探索和實踐火力發電行業的可持續發展路徑。

2 我國火力發電行業污染物減排的環境價值標準估算研究

2.1 火電廠污染物排放率測算

火電廠生產過程中的污染物排放率具體是指燃燒單位質量的燃料所排放出來的污染物總量。依據我國環保局公布的《燃煤電廠大氣污染物排放標準》，選取二氧化硫（SO2）、二氧化碳（CO2）和氮氧化物（NOX）等主要污染物進行分析，下面分別對這幾種污染物的排放率進行測算。

2.1.1 二氧化硫排放率的測算。燃煤當中的硫分是影響二氧化硫排放量的主要因素之一，除此之外煤炭燃燒過程中煙氣硫的轉化率也對排放量有所影響。據此可獲得火電廠二氧化硫排放率的計算公式：

（1）

上式中，GSO■代表二氧化硫的排放率，單位（kg/t）；Sy表示燃煤應用基硫分（%）；KSO■表示燃煤硫向煙氣硫的轉化率（%）；?姿SO■代表二氧化硫與硫的摩爾質量比，約等于2；?濁表示脫硫效率（%）。根據我國的環保要求，煤耗量為1000kg時，硫分不應超出1%，而我國煤炭平均硫分為1.74%，該值與實際值較為接近，故此本文的Sy取1.74%，則火電廠平均煙氣硫的轉化率為90%。由此便可以計算出無脫硫裝置的火電廠二氧化硫的排放量為31.32kg，若是增加脫硫裝置，二氧化硫的排放量為1.253kg。

2.1.2 二氧化碳排放率的測算。在火電廠生產過程中，二氧化碳作為一種溫室氣體，它的排放率計算公式如下：

（2）

上式中，GCO■表示二氧化碳的排放率（%）；Q代表燃煤的單位熱值（MJ/kg）；E表示單位熱值喜愛潛在的碳排放量（t/TJ）；KCO■表示燃煤中的碳氧化率；?姿CO■表示二氧化碳與碳元素之間的摩爾質量比，約等于3.667。我國煤炭的實測平均數據如下：Q=21.2MJ/kg；E=24.74t/TJ；KCO■=0.9。按照這些數值便可計算出每噸燃煤的二氧化碳排放量，計算結果為1730.97kg。

2.1.3 氮氧化物排放率的測算。在火電廠中，氮氧化物屬于第二大污染物，在排放的氮氧化物中，一氧化氮所占的比例最高約為90%，由于氮氧化物中含有的氣體種類較多，從而排放率的測算非常復雜。為此，本文僅以一氧化氮的排放率來間接測算氮氧化物的排放率。可采用多變量回歸法得出1t煤燃燒過程中一氧化氮的排放量公式：

（3）

上式中，CR代表一氧化氮的排放量（kg）；N表示燃煤當中氮的質量分數；V表示燃煤當中的揮發分；?姿表示氧分子與燃煤的化學當量比；Tmax表示爐火最高溫度；RO■代表空氣當中初始氧的質量分數。按照有關資料的研究結果顯示，CR=8，故此氮氧化物的排放量為8kg。火電廠生產過程中其它污染物的排放率計算，可取燃煤質量單位熱值=21.2MJ/kg，飛灰為15%，硫分為1%，靜電除塵率為99%，便可得出其它主要污染物的排放量。表1為火電廠燃燒1噸煤排放出各主要污染物的量。

表1 火電廠燃煤1噸煤排放出的主要污染物的量

2.2 主要污染物的環境價值標準制定

由于在對污染物環境價值進行評估時難以直接獲取造成環境損失的數據，所以通常情況下選用防護費用等作為污染物環境價值間接評估的數據。

2.2.1 二氧化硫的環境價值。火電行業排放出來的二氧化硫的環境價值可用煤電煙氣脫硫的費用進行間接估算。由于石灰石脫硫工藝是目前全球應用最為廣泛的一種方法，因此，本文以石灰石脫硫工藝產生的費用進行間接估算，經研究將6元/千克作為火電行業二氧化硫的環境價值是可以接受的。

2.2.2 二氧化碳的環境價值。按照世界觀察研究所的有關研究結果表明，發展中國家每削減1噸二氧化碳排放量的成為約為5-10美元，而從溫室效應的損失上看，碳排放的經濟價值約為20美元/噸，為此，二氧化碳的環境價值約為0.132元/千克按1美元=6.59的匯率換算）。

2.2.3 其它污染物的環境價值。參照總量排污收費標準對環境價值的估算結果如下：氮氧化物為8.00；一氧化碳為1.00；TSP為-12.20；粉煤灰為0.12；爐渣為0.10，上述結果的單位均為元/千克。

參考文獻

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