吉林省“十三五”火電行業(yè)主要大氣污染物減排潛力分析

李曦 蘇猛 王媛 田陽(yáng)光 張永軍

摘要：火電行業(yè)是大氣污染物排放貢獻(xiàn)以及減排潛力較大的行業(yè)，被列為“十三五”期間吉林省開(kāi)展節(jié)能減排的重點(diǎn)行業(yè)。文章通過(guò)脫硫脫硝、超低排放和電力關(guān)閉三方面主要改造工程來(lái)測(cè)算SO2和NOx的減排潛力。結(jié)果顯示：“十三五”期間吉林省火電行業(yè)SO2和NOx削減總量分別為7.27萬(wàn)t和17.12萬(wàn)t，吉林市和長(zhǎng)春市是減排貢獻(xiàn)最大的兩個(gè)行政區(qū)，減排前景樂(lè)觀。

關(guān)鍵詞：吉林省;火電行業(yè);大氣污染物;減排潛力

中圖分類號(hào)：X773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）11-0-03

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.093

Analysis of the potentiality of air pollution reduction during the 13th five-year plan period in Jilin Province thermal power industry

Li Xi1，Su Meng1，Wang Yuan1，Tian Yangguang2，Zhang Yongjun3

（1.Jilin Academy of Environmental Sciences，Changchun Jilin 130000，China;2.Jilin Environmental Information Center，Changchun Jilin 130000，China;3.Jilin Ecological Environment Monitoring Center，Changchun Jilin 130000，China）

Abstract：The thermal power industry is an industry which is not only with great contribution to the emission of air pollutants but also with great potentiality of reduction， so it is defined as a key industry for energy conservation and emission reduction in Jilin province during the 13th five-year plan period.In this paper，the potentiality of reduction of SO2 and NOx is calculated through three major renovation projects of desulfurization and denitration， ultra-low emission and power shutdown.The results show that the total reduction of SO2 and NOx in the thermal power industry in Jilin province during the 13th five-year plan period is 72，700 tons and 171，200 tons， respectively.Jilin City and Changchun City are the two administrative regions with the largest contribution to emission reduction，and the emission reduction prospects are optimistic.

Key words：Jilin Province;Thermal power industry;Air pollutants;Potentiality of reduction

1 概述

吉林省位于中國(guó)東北地區(qū)中部，是國(guó)家“一帶一路”向北開(kāi)放的重要窗口，同時(shí)是重要的東北老工業(yè)基地。2014年，全省工業(yè)增加值達(dá)到6 492.93億元，占GDP和二產(chǎn)的比重分別為47%和89.1%，比2010年分別提高1.7和1.9個(gè)百分點(diǎn)[1]，預(yù)計(jì)“十三五”仍將持續(xù)增長(zhǎng)。工業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)其能量和動(dòng)力——電力，社會(huì)的快速進(jìn)步也使得全民對(duì)電的需求量不斷增長(zhǎng)，給電力行業(yè)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。而火電行業(yè)是電力行業(yè)發(fā)展的重心，全國(guó)每年用電總量的70%都是火電行業(yè)的貢獻(xiàn)，火電行業(yè)消耗了大量的資源和能源，排放的污染物對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響[2]。

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展必然對(duì)資源環(huán)境的承載產(chǎn)生巨大的壓力，同時(shí)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀與人民群眾的需求和期待差距較大，“十三五”期間經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不平衡、不協(xié)調(diào)、不可持續(xù)的問(wèn)題仍然突出，因此本研究在全面了解目前主要大氣污染物排放現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)全省未來(lái)5年因經(jīng)濟(jì)發(fā)展而增加的污染物排放量與實(shí)施污染減排工程可能削減的污染物排放量的分析研究，科學(xué)合理分析吉林省“十三五”期間火電行業(yè)主要大氣污染物減排潛力，為吉林省找準(zhǔn)污染減排工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)，合理分配減排任務(wù)指標(biāo)，科學(xué)制定“十三五”大氣污染物減排規(guī)劃提供借鑒，為順利完成削減任務(wù)，實(shí)現(xiàn)大氣環(huán)境質(zhì)量改善的核心目標(biāo)提供有力支撐。

2 吉林省大氣污染物排放及火電行業(yè)概況

2.1 吉林省主要大氣污染物排放情況

2015年，全省9個(gè)市（州）政府所在地城市空氣中二氧化硫（SO2）年均濃度在18-39 μg/m3之間，全省平均27μg/m3，排放總量36.29萬(wàn)t，比2011年下降12.2%，其中，工業(yè)源30.21萬(wàn)t，城鎮(zhèn)生活源6.08萬(wàn)t;氮氧化物（NOx）年均濃度在19-45μg/m3之間，全省平均31μg/m3，排放總量50.17萬(wàn)t，比2011年下降17.0%，其中，工業(yè)源33.28萬(wàn)t，城鎮(zhèn)生活源1.45萬(wàn)t，機(jī)動(dòng)車15.43萬(wàn)t，集中式治理設(shè)施0.01萬(wàn)t[3]。

通過(guò)2015～2018年的環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，吉林省環(huán)境空氣質(zhì)量得到了持續(xù)改善。2018年，全省9個(gè)市（州）政府所在地按《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095-2012）開(kāi)展監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)，城市空氣環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)良天數(shù)比例為90.3%，同比提高了7個(gè)百分點(diǎn);SO2年均濃度為14μg/m3，同比下降30.0%;NOx年均濃度為24μg/m3，同比下降14.3%[4]。

2.2 吉林省火電行業(yè)分布及機(jī)組改造情況

火電行業(yè)是主要大氣污染物的重要排放者，同時(shí)也是主要大氣污染物削減量的重要貢獻(xiàn)者。吉林省火電行業(yè)企業(yè)在數(shù)量分布上以吉林市最多，共計(jì)20家，其次是長(zhǎng)春市16家、四平市11家、延邊州10家等。詳細(xì)分布情況見(jiàn)圖1。

為強(qiáng)化源頭防控，2015年，全省主要城均對(duì)火電行業(yè)機(jī)組進(jìn)行改造，其中吉林市最多，進(jìn)行脫硫改造35臺(tái)，脫硝改造44臺(tái)，超低排放改造5臺(tái)，關(guān)閉1臺(tái);長(zhǎng)春市其次，進(jìn)行脫硫改造17臺(tái)，脫硝改造34臺(tái)，超低排放改造14臺(tái)。詳細(xì)機(jī)組改造數(shù)據(jù)見(jiàn)圖2。2018年，全省累計(jì)淘汰縣級(jí)城市建成區(qū)燃煤小鍋爐661臺(tái)，淘汰比例為57%。全省20蒸噸以上大型燃煤鍋爐實(shí)施達(dá)標(biāo)改造并安裝污染源在線監(jiān)控設(shè)備，改造完成率97%，排放達(dá)標(biāo)率大幅度提升。燃煤電廠超低排放基本完成，全省43臺(tái)20萬(wàn)kW以上機(jī)組改造完成40臺(tái)，占全省總裝機(jī)容量的比例達(dá)到76%以上。

3 吉林省“十三五”火電行業(yè)大氣污染物減排潛力分析

根據(jù)《吉林省環(huán)境保護(hù)“十三五”規(guī)劃》，采取分源施策改善空氣質(zhì)量。要加強(qiáng)工業(yè)企業(yè)煙氣達(dá)標(biāo)改造，對(duì)電火廠等重點(diǎn)行業(yè)實(shí)施綜合治理，實(shí)施煙氣脫硫脫硝設(shè)施改造工程;對(duì)不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的限期達(dá)標(biāo)改造，對(duì)逾期不能達(dá)標(biāo)排放的實(shí)施關(guān)閉工程，停產(chǎn)治理;要加強(qiáng)煤煙型污染治理，全面啟動(dòng)燃煤發(fā)電機(jī)組超低排放改造工程。

3.1 脫硫脫硝改造工程

3.1.1 脫硫改造工程SO2減排

表1展示了“十三五”期間，吉林省各行政區(qū)火電行業(yè)脫硫改造工程SO2削減量，火電行業(yè)SO2減排量為2015年核定SO2排放量與SO2達(dá)標(biāo)排放量之差，SO2達(dá)標(biāo)排放量根據(jù)2015年發(fā)電量和供電量進(jìn)行測(cè)算：

式中：ESO2達(dá)標(biāo)-為SO2達(dá)標(biāo)排放量，t;W-為2015年發(fā)電量，億kW·h;Q-為2015年供熱量，萬(wàn)GJ。

3.1.2 脫硝改造工程N(yùn)Ox減排

表2展示了“十三五”期間，吉林省各行政區(qū)火電行業(yè)脫硝改造工程N(yùn)Ox削減量，火電行業(yè)NOx減排量為2015年核定NOx排放量與NOx達(dá)標(biāo)排放量之差，NOx達(dá)標(biāo)排放量根據(jù)2015年發(fā)電量和供電量進(jìn)行測(cè)算：

式中：ENOx達(dá)標(biāo)-為NOx達(dá)標(biāo)排放量，t;W-為2015年發(fā)電量，億kW·h;Q-為2015年供熱量，萬(wàn)GJ。

3.2 超低排放改造工程

3.2.1 超低排放改造工程SO2減排

表3展示了“十三五”期間，吉林省各行政區(qū)火電行業(yè)超低排放改造工程SO2削減量，測(cè)算方法如下：

SO2減排量=2015年核定SO2排放量-SO2達(dá)標(biāo)排放量

SO2超低減排量=SO2減排量+SO2超低量

式中：ESO2達(dá)標(biāo)-為SO2達(dá)標(biāo)排放量，t;W-為2015年發(fā)電量，億kW·h;Q-為2015年供熱量，萬(wàn)GJ。

3.2.2 超低排放改造工程N(yùn)Ox減排

表4展示了“十三五”期間，吉林省各行政區(qū)火電行業(yè)超低排放改造工程N(yùn)Ox削減量，測(cè)算方法如下：

式中：ENOx達(dá)標(biāo)-為NOx達(dá)標(biāo)排放量，t;W-為2015年發(fā)電量，億kW·h;Q-為2015年供熱量，萬(wàn)GJ。

3.3 熱電廠關(guān)閉工程

吉林省加大結(jié)構(gòu)減排力度，對(duì)落后產(chǎn)能和經(jīng)整改仍不符合要求的熱電廠進(jìn)行淘汰處置。吉林省“十三五”期間熱電廠關(guān)閉工程新增大氣污染物削減量詳細(xì)信息見(jiàn)表5。

3.4 吉林省“十三五”火電行業(yè)大氣污染物減排潛力

按照對(duì)火電行業(yè)進(jìn)行系統(tǒng)預(yù)測(cè)的原則，主要從脫硫脫硝改造工程、超低排放工程、電力關(guān)閉工程三方面對(duì)SO2、NOx削減量進(jìn)行預(yù)測(cè)，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果可知，“十三五”期間吉林省火電行業(yè)SO2、NOx削減總量分別為7.27萬(wàn)t和17.12萬(wàn)t。如圖3和圖4所示，吉林市SO2、NOx削減量分別為2.04萬(wàn)t和4.51萬(wàn)t，在SO2削減量中脫硫改造工程減排量占86%，超低排放工程減排量占5%，電力關(guān)閉工程減排量占9%;在NOx削減量中脫硝改造工程減排量占96%，超低排放工程減排量占3%，電力關(guān)閉工程減排量占1%。

4 結(jié)論與展望

4.1 主要結(jié)論

（1）按照對(duì)火電行業(yè)進(jìn)行系統(tǒng)預(yù)測(cè)的原則，主要從脫硫脫硝改造工程、超低排放工程、電力關(guān)閉工程三方面對(duì)SO2、NOx削減量進(jìn)行預(yù)測(cè)，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果可知，“十三五”期間吉林省火電行業(yè)SO2、NOx削減總量分別為7.27萬(wàn)t和17.12萬(wàn)t。（2）吉林市和長(zhǎng)春市是減排貢獻(xiàn)最大的兩個(gè)行政區(qū)，吉林市火電行業(yè)SO2和NOx削減量分別為2.04萬(wàn)t和4.51萬(wàn)t，長(zhǎng)春市火電行業(yè)SO2和NOx削減量分別為1.20萬(wàn)t和3.96萬(wàn)t，全省脫硫脫硝改造工程減排貢獻(xiàn)最大，SO2減排占79%，NOx減排占94%。（3）按照吉林省“十三五”SO2排放總量控制目標(biāo)削減比例，以2015年的量值為基值進(jìn)行削減，2020年吉林省重點(diǎn)工程SO2減排量應(yīng)為6.5萬(wàn)t，NOx減排量應(yīng)為9.0萬(wàn)t，本研究預(yù)測(cè)吉林省僅火電行業(yè)SO2和NOx減排量已達(dá)到7.27萬(wàn)t和17.12萬(wàn)t，故減排前景樂(lè)觀。

4.2 展望

（1）在做具體分析時(shí)進(jìn)一步細(xì)化，將減排目標(biāo)分解落實(shí)到具體項(xiàng)目，并采用多種相關(guān)模型對(duì)污染物新增量以及減排潛力進(jìn)行預(yù)測(cè)，讓研究結(jié)論能夠做到交叉驗(yàn)證，降低研究成果的不確定性，進(jìn)一步提高任務(wù)的可達(dá)性。（2）可以運(yùn)用更為系統(tǒng)的預(yù)測(cè)模型對(duì)污染物的新增量和減排潛力進(jìn)行預(yù)測(cè)。（3）污染減排除依靠行政推動(dòng)外，要充分發(fā)揮脫硫脫硝電價(jià)、排污權(quán)交易、生態(tài)補(bǔ)償?shù)冉?jīng)濟(jì)手段的調(diào)控作用，并制定嚴(yán)格的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，這是總量控制的前提和重要手段。

參考文獻(xiàn)

[1]本刊編輯部.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整：邁上新臺(tái)階[J].新長(zhǎng)征，2016（02）：30-31+36-37.

[2]鐘悅之，蔣春來(lái)，宋曉暉，等.火電行業(yè)“十三五”主要大氣污染物減排潛力情景分析研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2016，41（12）：58-62+136.

[3]吉林省2015年環(huán)境狀況公報(bào)[N].吉林日?qǐng)?bào)，2016-06-05（004）.

[4]吉林省2018年環(huán)境狀況公報(bào)[EB/OL].吉林省生態(tài)環(huán)境廳，http：//www.jl.gov.cn/sj/sjcx/ndbg/hjgb/201906/t20190604_ 6605350.html，2016-06-05.

收稿日期：2020-09-11

作者簡(jiǎn)介：李曦（1974-），女，漢族，本科學(xué)歷，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境科研。