電力行業氮氧化物減排成本核算與價格政策研究

李曉瓊，楊春玉，2，董戰峰，葛察忠，高樹婷，周 全

（1.環境保護部 環境規劃院，北京 100012；2.南開大學 環境科學與工程學院，天津 300071）

電力行業氮氧化物減排成本核算與價格政策研究

李曉瓊1，楊春玉1，2，董戰峰1，葛察忠1，高樹婷1，周 全1

（1.環境保護部 環境規劃院，北京 100012；2.南開大學 環境科學與工程學院，天津 300071）

分析了我國制定氮氧化物價格政策的必要性，并應用污染物邊際處理費用函數對電力行業氮氧化物減排進行成本核算。結果顯示，平均單位脫硝總成本為1.19分/kWh，現行1.0分/kWh的脫硝補貼電價難以彌補脫硝運營成本和投資，建議將現行脫硝電價補貼額度至少提高至1.20分/kWh。

電力行業；氮氧化物減排；成本核算；邊際處理費用，脫硝電價

“十一五”期間，國家將主要污染物排放總量減少10%的要求作為約束性指標，帶動了全國各項環境保護工作的深入開展，使我國環境保護工作呈現出前所未有的良好局面。其中，脫硫電價補貼政策、污染減排專項資金等環境經濟政策對污染減排起到了重要的支撐作用。二氧化硫減排雖已取得了顯著進展，但我國大氣環境形勢依然嚴峻。國家環境保護“十二五”規劃［1］中明確提出對區域復合性污染有重要影響的氮氧化物因子增加到總量控制領域，作為約束性指標在“十二五”期間削減10%。

目前我國總體上已經進入總量控制邊際成本急劇上升的階段，應繼續加大環境經濟政策的力度，充分運用市場經濟手段促進污染減排。為此，迫切需要研究完善環保綜合電價政策，如：脫硝電價補貼等環境經濟政策，為“十二五”、“十三五”乃至更長時期深化污染物減排工作提供有效的經濟手段。

1 制定氮氧化物價格政策的必要性

1.1 電力行業氮氧化物污染控制

1.1.1 氮氧化物污染排放狀況

近年來，我國氮氧化物的排放量呈上升趨勢，“十一五”期間主要的大氣污染控制目標是二氧化硫，對氮氧化物沒有進行總量控制。氮氧化物排放量從2005年的1 523.8萬t上升到2010年的1 852.4萬t。2011年全國氮氧化物排放量2 404萬t，與2010年相比上升5.73%，排放量不降反升，沒有完成年初預定的要下降1.5%的目標。與2010年相比，2011年全國火電裝機容量增長8%，氮氧化物排放量增長8%。近5年來，工業氮氧化物排放量占總排放量的76%左右。近年氮氧化物排放量變化與構成如圖1所示。

圖1 2007—2011年全國氮氧化物排放量

電力行業是氮氧化物最主要的排放源。在2010年全國各行業氮氧化物排放量占比中，電力行業氮氧化物排放量占46%，是氮氧化物排放量的最重要來源。工業（水泥、鋼鐵、化工等行業）和交通運輸業分別占比26%，生活氮氧化物排放量占比2%。電力行業氮氧化物排放的地區分布不均，主要來自人口密集、工業集中、經濟發展較快的地區，內蒙古、江蘇、山東、河南、山西、河北的氮氧化物排放量約占全國總排放量的43%。

1.1.2 電力行業氮氧化物污染控制現狀

目前已投運的煙氣脫硝機組以新建機組為主，且大部分采用選擇性催化還原（selective catalytic reduction,SCR）技術。2011年各省已建脫硝機組裝機容量中，廣東、江蘇和浙江脫硝裝機容量分別達到了1 800萬kW、1 600萬kW和1 400萬kW，位居前三位。在脫硝裝機容量占總裝機容量的比例中，北京占比高達75%，遠遠高于其他省市。但是脫硝效率普遍偏低，2011年脫硝機組綜合脫硝效率在40%以下機組的裝機容量約7 786萬kW，占脫硝裝機容量的一半以上。

隨著電力行業的不斷發展，污染物排放居高不下，國家先后出臺了《火電廠大氣污染物排放標準》（GB 13223—2011）［2］以及《國家發改委關于擴大脫硝電價政策試點范圍有關問題的通知》［3］等政策法規，加大了對電力行業的控制力度。

“十二五”是我國全面建設小康社會的關鍵時期，工業化、城鎮化將繼續快速發展。預測顯示，“十二五”期間電力行業將新增氮氧化物排放量102萬t。在消化巨大新增量的基礎上，需大幅削減氮氧化物排放總量，污染防治任務十分艱巨。

1.2 制定氮氧化物價格政策的意義

1.2.1 控制PM2.5等大氣污染

近年來，我國多個地區持續出現大規模灰霾污染事件，部分城市PM2.5日均濃度峰值超過了600μg/m3，接近我國《環境空氣質量標準》（GB 3095—2012）二級標準限值的9倍。而氮氧化物排放是影響PM2.5濃度的重要因素之一。根據中國環境規劃院的研究結果，我國PM2.5中硝酸鹽平均約占17%，因此，通過制定氮氧化物價格政策，實施燃煤電廠脫硝電價，對大幅削減氮氧化物排放量、緩解區域灰霾等大氣污染問題具有重要意義。

1.2.2 提供經濟刺激手段

近年來，我國火電企業經營形勢持續惡化，脫硝設施建設運行的動力嚴重不足。截至2011年10月，中央五大發電集團火電業務虧損已達到180億元，虧損面超過70%，資產負債率居高不下。環保部有關負責人表示，截至2012年底，全國已建成脫硝設施的燃煤機組裝機容量達到2.25億kW，按照當前脫硝電量每千瓦時補貼8厘錢標準，年脫硝電價補貼將超過100億元。脫硝電價補貼政策能夠彌補發電企業脫硝建設運營成本，保障脫硝設施全面投運，鼓勵企業不斷提高運營水平和減排效率，大大推進全國氮氧化物減排工作。

1.2.3 加強經濟政策保障

實踐證明，“十一五”期間脫硫電價的制定有效地調動了發電企業安裝脫硫設施的積極性，保障了脫硫設施的正常運行，減少了電力行業二氧化硫的排放。據環保部門估計，發電企業脫硫對二氧化硫減排的貢獻率約70%。因此為推動“十二五”電力行業氮氧化物的控制工作，也應制定氮氧化物價格政策，完善燃煤電廠脫硝電價，為火電廠氮氧化物減排提供良好的經濟政策環境，同時也為日后進一步完善環保綜合電價體系，與脫硫電價、除塵電價、可再生能源電價等政策相互配合，為促進電力行業節能減排工作提供有力的經濟政策保障。

1.2.4 緩解電價體制弊端

2002年，我國電力行業實施“廠網分開”后，將發電企業推向市場化邊緣。電廠裝配脫硫、脫硝設施必然會增加成本，若按行政分配上網電量和電價，發電成本增加會擠占電力企業的利潤空間；反之，若采取競價上網的模式，上網電量和電價按價格高低由市場決定，那么發電成本增加必然會使電力企業喪失競爭優勢。可見在現行電價管理體制下，電廠缺乏大規模削減各種污染排放的動力［4］。而目前的電價扭曲是深層次體制問題，短期內難有根本性改變。在諸多因素制約下，實施脫硝電價等環保電價政策是推進電廠進行大規模減排的重要途徑。

2 電力行業氮氧化物減排成本核算

2.1 建立污染物聯合削減費用函數

從環境經濟學理論看，污染物的邊際處理費用就是在一定的污染削減水平下，增加單位污染物削減所需要的費用，對于生產和消費中排放的污染物，主要是指所需要的末端治理費用。由定義可知，污染物邊際處理費用可以看作是“污染的價格”，是單位污染物排放所需繳納的排放費用，可以作為單位污染物的治理成本。具體方法如下：

根據《中國工業污染經濟學》［5］，對于處理n種污染物的第i個企業的污染治理，其聯合削減費用函數形式為

式中：Ci為第i個電廠的污染物削減總費用；Mj為電廠i所在的j地區的成本（包括煤價、勞動力等）；Wi為電廠i的廢氣排放量；Xi為電廠i的特性；Ein為n種污染物的出口濃度；Iin為n種污染物的進口濃度。

采用二階二級函數對費用函數進行逼近，可以得到4種形式的治理費用函數。資料顯示，簡單的固定彈性模型能夠較好地解釋變量之間的關系，對模型簡化表示成如下形式

式中：α0、α1、βk為系數。

對第i種污染物的排放量進行偏導，即可得到指定污染物的邊際處理費用函數

2.2 數據收集與分析

課題組對廣東省和安徽省的12家電廠（23臺機組）進行了調研。據了解，所有電廠均采用了SCR（選擇性催化還原法）技術，另有4家電廠配有低氮燃燒技術。12家電廠中，脫硝項目類型為技改的電廠10家，同步建設的電廠2家。絕大多數機組的脫硝設施投運率都在97%以上，脫硝效率達到了70%以上。經初步整理，篩去數據不全及不明晰的情況，選出A、B、C、D、E等5家電廠共8個機組的數據，進行下一步的函數計算。各電廠與機組的脫硝設施具體情況如表1所示。

2.3 氮氧化物邊際處理費用計算

根據公式（2）,氮氧化物邊際處理成本的函數，可以表示為

式中：Ci為第i個電廠的污染物削減總費用；Wi為電廠i的廢氣排放量；Ein為氮氧化物出口濃度；Iin為氮氧化物進口濃度。對應的邊際處理費用函數，可以表示為

根據公式（4），結合調研數據，用EVIEWS軟件對樣本數據進行回歸，將計算出的結果代入公式（5），得出各機組的脫硝邊際處理費用，單位為元/kg。根據公式

表1 燃煤電廠脫硝設施情況匯總

表2 氮氧化物減排邊際處理費用計算

3 脫硝電價政策建議

3.1 提高現行脫硝電價補貼額度

經實地調研，目前我國發電企業建設脫硝設施的單位總成本約為1.2～1.5分/kWh。研究人員對電廠數據進行的邊際處理費用計算得出，平均單位脫硝總成本為1.19分/kWh。由此可見，現行1.0分/kWh的脫硝補貼電價難以彌補脫硝運營成本和投資。建議將現行脫硝電價補貼額度至少提高至1.20分/kWh。

3.2 以省為單位制定脫硝補貼電價

考慮當前電價空間非常有限，以及加價標準設置應體現脫硝設施投資建設、運營成本差異，建議各省以省為單位，按照彌補部分成本、分步到位的原則，考慮不同建設類型、機組容量、脫硝方法、燃燒煤種、排放濃度、脫硝效率等客觀因素的加價系數，在現有的上網標桿電價基礎上進行加計，并按各客觀因素的加價系數在基準加價標準的基礎上，進行增減調整后確定發電企業脫硝電價的加價標準［6］。

3.3 加強脫硝設施運行考核、監管

在國家出臺脫硝電價政策后，下一步應由相關部委聯合發文，明確環保考核指標、在線監測及監管要求。由于實際脫硝效果受到脫硝設施投運率、脫硝效率及電廠負荷變化等因素影響，建議在制定脫硝考核標準時，考慮電廠氮氧化物排放濃度和排放總量，而非單純的考核脫硝效率。此外，可借鑒脫硫電價經驗，將脫硝設施在線監測系統同步接入環保部門和電力監管機構。

3.4 脫硝設施投運率實行分段考核

目前，大部分燃煤機組采用SCR法進行脫硝，此方法存在“最低噴氨溫度”瓶頸制約：燃煤機組在省煤器出口段煙氣溫度不能滿足脫硝裝置的“最低噴氨溫度”的要求，為保護催化劑活性，脫硝裝置將被迫停運。因此，建議對調峰機組或長期運行于40%額定負荷以下的機組，脫硝設施投運率分段考核（當機組在40%以下額定負荷運行時，脫硝設施投運率不考核）。

3.5 相關配套措施

除價格政策外，建議國家出臺相關配套措施，協同推進電力行業脫硝減排工作。

一是加強對還原劑的市場調控。隨著今后脫硝設施的大批建設，還原劑需求會大幅增加。為避免還原劑市場價格大幅上漲，建議國家提前研究制定有關措施，保障還原劑有序供應，穩定市場價格。

二是合理安排檢修時間。在役機組加裝脫硝設施時，通常需要40天左右的停機改造，若機組停機時間過于集中，可能影響正常的電力生產供應，也會對脫硝工程的工期安排和工程質量產生不利影響。建議適當放寬老機組脫硝改造時間，合理安排檢修計劃。

三是嘗試開展排污權有償交易試點。借鑒市場化思路，設立氮氧化物排放指標，并允許進行指標有償交易，利用市場化手段提高電廠運行脫硝設施的積極性，并拉動下游脫硝工程設計施工及設備的需求。

四是制定相關優惠措施。對脫硝機組考慮在電量指標、銀行貸款利率、稅收等方面給予發電企業一定的政策優惠，對脫硝進口催化劑提供退稅優惠，允許脫硝設備抵免所得稅。加大對脫硝關鍵技術研發的支持力度，鼓勵技術創新和自主化。

：

［1］環境保護部.GB 13223—2011，火電廠大氣污染物排放標準［S］.北京：中國環境科學出版社，2011.

［2］國務院.國家環境保護十二五規劃［L］.2011-12-15.

［3］國家發展和改革委員會.國家發展改革委關于擴大脫硝電價政策試點范圍有關問題的通知［L］.2012-12-28.

［4］王金南，陸軍，吳舜澤.中國環境政策：第八卷［M］.北京：中國環境科學出版社，2011：244-273.

［5］曹東.中國工業污染經濟學［M］.北京：中國環境科學出版社，1999：96-97.

［6］莫勛.淺析陜西火電企業脫硝電價現狀［N］.中國電力報，2011-12-20(7).

［7］王志軒，張建宇.中國燃煤電廠大氣污染物控制現狀［M］.北京：中國電力出版社，2009.

［8］張帆.環境資源與經濟學［M］.上海：上海人民出版社,1998：103-105.

［9］張近朱.發電企業減排CO2的技術經濟政策［J］.東北電力技術,2002（6）：23-25.

［10］孫鈺.外部性的經濟分析及對策［J］.南開經濟研究，1999（3）：31-34.

Study on cost accounting and pricing policy of NOxreduction from power industry

LI Xiao?qiong1,YANG Chun?yu1,2,DONG Zhan?feng1,GE Cha?zhong1,GAO Shu?ting1,ZHOU Quan1
（1.Chinese Academy for Environmental Planning,Beijing 100012,China;2.Nankai University,Tianjin 300071,China）

This article details in NOxpollution situation in China,especially in the power industry,and the meanings of NOxfeed?in tariff grant for urban power plants.Marginal costs of NOxemission reduction in coal?fired power plants were calculated,based on survey data of investment and O&M costs of denitrifica?tion equipments in coal?fired power plants across mid?and south?ern China.It is concluded that the newly implemented feed?in tar?iff grant,1.19 CNY/kWh in China,is unable to cover the marginal cost of NOxreduction.Policy suggestions including raise the feed?in tariff by 1.20 CNY/kWh are given for the denitrification and feed?in tariff policy.

power industry;NOxemission reduction;cost ac?counting;pricing policy;feed?in tariff

X773；F407.61

B

1009-1831（2014）01-0025-04

2013-09-24；修回日期：2013-10-13

2012年度國家環境保護公益性行業科研專項項目（201209001）；國家自然科學基金委員會管理科學部主任基金2013年第3期應急研究項目（71341023）

李曉瓊（1982），女，北京人，碩士，美國能源與環境設計認證LEED AP，研究方向為環境經濟政策、環境管理、節能減排政策、可持續發展等；楊春玉（1987），女，新疆伊寧人，博士，研究方向為環境經濟、環境科學等；董戰峰（1979），男，安徽宿州人，博士，副研究員，研究方向為環境政策、環境經濟學、公共管理、政策評估等；葛察忠（1965），男，浙江衢州人，碩士，研究員，研究方向為環境經濟政策、環境規劃、公共管理等；高樹婷（1963），女，河北唐山人，碩士，研究員，研究方向為環境經濟政策、環境規劃、公共管理等；周全（1987），女，湖南益陽人，碩士，研究方向為環境經濟政策、環境管理等。

（

楊 凱）