火電脫硝之路該咋走
7月7日，國(guó)家環(huán)保部公布了《火電廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（征求意見(jiàn)稿）及編制說(shuō)明。新標(biāo)準(zhǔn)中，二氧化硫、氮氧化物、粉塵3種污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)更趨嚴(yán)格，其中氮氧化物控制首次成為約束性指標(biāo)，要求重點(diǎn)地區(qū)內(nèi)新建、改建和擴(kuò)建的火電鍋爐，必須同步配套建設(shè)煙氣脫硝裝置，氮氧化物執(zhí)行200毫克/立方米的排放濃度限值；其他地區(qū)的同類電廠，執(zhí)行400毫克/立方米的排放濃度限值。該標(biāo)準(zhǔn)將于明年1月1日起實(shí)施。
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火電全面脫硝是大勢(shì)所趨
“目前，火電廠脫硫建設(shè)正處于高峰期。隨著氮氧化物排放的顯著上升，即將修改的《大氣污染防治法》必然涉及氮氧化物的脫硝問(wèn)題。煙氣脫硝將成為我國(guó)控制火電廠污染排放物的又一個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域。”中國(guó)環(huán)保機(jī)械行業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)王亦寧告訴記者。
隨著全國(guó)各個(gè)電廠脫硫設(shè)施的建設(shè)，二氧化硫的治理效果顯現(xiàn)，氮氧化物正逐漸成為第一大酸性污染氣體。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000—2005年我國(guó)氮氧化物排放從1100萬(wàn)噸增加到1900萬(wàn)噸，年均增長(zhǎng)10%。2005年后，空氣中氮氧化物濃度仍在不斷上升。
中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)王志軒指出：“氮氧化物的大量排放，一是增加了空氣中氮氧化物的濃度，導(dǎo)致城市或區(qū)域灰霾、光化學(xué)煙霧等復(fù)合型空氣污染加重；二是增加了酸雨的污染程度，這幾年隨著二氧化硫排放量的減少，我國(guó)酸雨中硫酸根比例在減少，但硝酸根比例在增多；三是通過(guò)干、濕沉降的作用，加重了水體富營(yíng)養(yǎng)化的影響。諸多因素，堅(jiān)定了國(guó)家進(jìn)行脫硝的決心。”
在氮氧化物的總體控制路線及途徑方面，很難做到一步到位。因此，煙氣脫硝的國(guó)家目標(biāo)、區(qū)域目標(biāo)與城市目標(biāo)應(yīng)該結(jié)合起來(lái)。同時(shí)，從各國(guó)控制氮氧化物排放的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，首先要控制重點(diǎn)行業(yè)的排放。
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)氮氧化物排放量主要來(lái)自火電、交通部門及工業(yè)部門。2007年火電廠排放的氮氧化物總量已增至840萬(wàn)噸，比2003年的597.3 萬(wàn)噸增加了近40.6%，約占全國(guó)氮氧化物排放量的40%。根據(jù)火電廠未來(lái)增容的預(yù)測(cè)和燃煤增量的預(yù)計(jì)，“十二五”期間火電廠氮氧化物的排放總量將由 2010年的1050萬(wàn)噸增加到1200萬(wàn)噸左右。
6月26日，環(huán)保部發(fā)布了《火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)規(guī)范選擇性催化還原法（征求意見(jiàn)稿）》和《火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)規(guī)范選擇性催化還原法（征求意見(jiàn)稿）》兩項(xiàng)國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)及兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的編制說(shuō)明。這兩項(xiàng)技術(shù)對(duì)火電企業(yè)如何開(kāi)展煙氣脫硝作了詳細(xì)規(guī)定，并提出二次污染的防控措施。
從空間分布來(lái)看，我國(guó)氮氧化物排放主要集中在東部地區(qū)。據(jù)測(cè)算，全國(guó)80％以上的氮氧化物排放量來(lái)自于人口密集、工業(yè)集中、經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的中東部地區(qū)。數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)氮氧化物排放量超過(guò)100萬(wàn)噸的省份依次為廣東、山東、河北、江蘇和河南，這 5省的排放量占全國(guó)排放總量的43.5％。從單位面積排放強(qiáng)度來(lái)看，排放量最大的地區(qū)依次是上海、天津和北京。而且，這些地區(qū)大氣中二氧化氮的總負(fù)荷呈快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。
對(duì)此，2009年3月23日，環(huán)保部印發(fā)的《2009—2010年全國(guó)污染防治工作要點(diǎn)》指出，京津冀地區(qū)、長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲地區(qū)，新建火電廠必須同步建設(shè)脫硝裝置，到2015年前，現(xiàn)役機(jī)組全部完成脫硝改造。
國(guó)內(nèi)環(huán)保企業(yè)能否占領(lǐng)脫硝市場(chǎng)
中電聯(lián)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截止2008年底，全國(guó)已投運(yùn)的煙氣脫硝機(jī)組約1962萬(wàn)千瓦，只占煤電機(jī)組容量的3.4%。據(jù)估算，至2010年，全國(guó)電力行業(yè)約需新建改建煙氣脫硝（SCR）機(jī)組總?cè)萘窟_(dá)上億千瓦，脫硝領(lǐng)域?qū)⒀杆傩纬梢粋(gè)總量達(dá)到1100億元的大市場(chǎng)。由此可見(jiàn)，脫硝將成為新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。但是，眾多國(guó)內(nèi)企業(yè)能抓住這一商機(jī)嗎？
目前，煙氣脫硝已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模工業(yè)示范階段。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到目前為止約有90多家電廠近200臺(tái)總裝機(jī)容量為1.05億千瓦的機(jī)組已通過(guò)環(huán)評(píng)，其中已建、在建或擬建的火電廠煙氣脫硝項(xiàng)目達(dá)5745萬(wàn)千瓦裝機(jī)容量。從事脫硝的公司大部分由過(guò)去的脫硫公司衍變而來(lái)，也有一部分鍋爐廠在做脫硝。如龍?jiān)喘h(huán)保、上海鍋爐廠等實(shí)力雄厚的企業(yè)紛紛通過(guò)與國(guó)外廠商合資等方式加入到脫硝市場(chǎng)的爭(zhēng)奪中。
與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)燃煤電廠的氮氧化物排放控制尚處于起步階段，脫硝的核心技術(shù)主要掌握在日本日立、德國(guó)魯奇、丹麥托普索等外國(guó)公司手里。因此，國(guó)內(nèi)脫硝工程基本采用全套進(jìn)口或引進(jìn)技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備的方法建設(shè)，這些裝置建成投產(chǎn)的效果比較好。但同時(shí)，又存在建設(shè)投資大、運(yùn)行費(fèi)用高，而且，采用引進(jìn)技術(shù)需要支付高額的技術(shù)使用費(fèi)。
當(dāng)然，少數(shù)國(guó)內(nèi)環(huán)保企業(yè)具備了一定的脫硝能力和技術(shù)，也有一些不錯(cuò)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，而核心技術(shù)依然掌握在國(guó)外公司手里。如2006年，蘇源環(huán)保公司自主研發(fā)出“OII－SCR”技術(shù)應(yīng)用于國(guó)華太倉(cāng)發(fā)電有限公司2×600MW超臨界發(fā)電機(jī)組，這標(biāo)志著蘇源環(huán)保公司掌握了大型火電機(jī)組煙氣脫硝核心技術(shù)。據(jù)介紹，這種技術(shù)的市場(chǎng)價(jià)格為150元/千瓦，是目前市場(chǎng)均價(jià)的2/3。但是，蘇源環(huán)保仍面臨著催化劑的自主研發(fā)與工業(yè)應(yīng)用研究的技術(shù)難點(diǎn)。
“脫硝是一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)，因?yàn)榧夹g(shù)水平跟不上，很多企業(yè)還無(wú)法切分這塊大蛋糕。”中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)鍋爐爐窯脫硫除塵委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)楊明珍表示。王亦寧也告訴記者：“煙氣脫硝系統(tǒng)復(fù)雜、技術(shù)含量高、投資大，短期內(nèi)難以形成我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煙氣脫硝技術(shù)。對(duì)于國(guó)內(nèi)企業(yè)來(lái)說(shuō)，攻克脫硝難點(diǎn)技術(shù)需要國(guó)家出面組織協(xié)調(diào)。煙氣脫硝不能再走煙氣脫硫只引進(jìn)不吸收的老路。同時(shí)，脫硝工藝的選擇和裝置的設(shè)計(jì)與鍋爐型式、還原劑供給條件、預(yù)熱器等因素都有一定的關(guān)系，照搬國(guó)外的技術(shù)不一定完全適合我國(guó)國(guó)情。”
此外，實(shí)施脫硝改造存在經(jīng)濟(jì)上的風(fēng)險(xiǎn)。由于催化劑需要進(jìn)口，液氨價(jià)格高企，脫硝裝置的投資、運(yùn)行成本高，安裝脫硝裝置后，需要補(bǔ)貼的電價(jià)可能大于脫硫電價(jià)補(bǔ)貼。因此，投資可能暫時(shí)得不到回報(bào)，運(yùn)行成本無(wú)法消化。
火電脫硝政策亟待完善
氮氧化物控制技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)裝置的應(yīng)用狀況在很大程度上取決于環(huán)保立法的健全程度。目前，我國(guó)已經(jīng)建成一些煙氣脫硝裝置，但經(jīng)有關(guān)部門現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，這些已建成的脫硝裝置只有少數(shù)電廠能堅(jiān)持運(yùn)行。究其原因，一是目前我國(guó)對(duì)氮氧化物排放的要求較低，火電廠只要采用低氮燃燒技術(shù)就可以達(dá)到國(guó)家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有減排壓力；二是沒(méi)有相應(yīng)經(jīng)濟(jì)政策的支持，沒(méi)有減排動(dòng)力。
正因如此，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有部分省市（北京、上海、山東等省市）頒布了新的有關(guān)氮氧化物的地方排放標(biāo)準(zhǔn)，其中以北京市制定的標(biāo)準(zhǔn)最為嚴(yán)格。對(duì)于已投運(yùn)機(jī)組，北京市要求自2008年7月1日起燃煤機(jī)組氮氧化物排放低于100毫克 /立方米；上海、山東等地要求自2010年1月1日起燃煤機(jī)組氮氧化物排放低于400毫克/立方米。
今年5月12日，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《裝備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》（規(guī)劃期為2009—2011年）。規(guī)劃提出，適應(yīng)環(huán)境保護(hù)和社會(huì)民生需要，大力發(fā)展污水污泥處理設(shè)備、脫硝脫硫設(shè)備、余熱余氣循環(huán)再利用設(shè)備、環(huán)境在線監(jiān)測(cè)儀器儀表等。規(guī)劃還提出鼓勵(lì)使用首臺(tái)（套）的政策，即第一臺(tái)（套）能滿足工程需要的國(guó)產(chǎn)設(shè)備，在國(guó)家重點(diǎn)工程、重點(diǎn)項(xiàng)目?jī)?yōu)先使用。這打破了以往環(huán)保設(shè)備需要有業(yè)績(jī)、運(yùn)行多年才能參加競(jìng)投標(biāo)的機(jī)制。
《火電廠氮氧化物防治技術(shù)政策（征求意見(jiàn)稿）》中透露，電價(jià)補(bǔ)貼仍將是氮氧化物防治的主要經(jīng)濟(jì)手段。“脫硝等環(huán)保裝備的特點(diǎn)是社會(huì)效益大于自身利益，而且，行業(yè)消化吸收和自主創(chuàng)新的能力比其他裝備制造業(yè)要弱。因此，這需要國(guó)家在政策上大力支持。”王亦寧表示，“例如，國(guó)家可以鼓勵(lì)環(huán)保裝備企業(yè)以BOT（建設(shè)—經(jīng)營(yíng)—轉(zhuǎn)讓）的方式進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域，從設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試到脫硝設(shè)備運(yùn)行，由企業(yè)全部負(fù)責(zé)。”
2009—2012年是中國(guó)脫硝脫硫設(shè)備行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，也是我國(guó)從“十一五”邁向“十二五 ”的過(guò)渡期，在全球金融危機(jī)風(fēng)暴大環(huán)境及國(guó)內(nèi)嚴(yán)峻經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下，一系列新的政策將會(huì)陸續(xù)出臺(tái)，一批國(guó)家重大工程項(xiàng)目將陸續(xù)開(kāi)工建設(shè)。而且，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，鋼鐵廠、化工廠、垃圾焚燒爐等工業(yè)窯爐生產(chǎn)時(shí)也產(chǎn)生大量氮氧化物，這些領(lǐng)域的煙氣脫硝市場(chǎng)同樣廣闊。因此，盡快做強(qiáng)、做大有國(guó)有自主產(chǎn)權(quán)的煙氣脫硝產(chǎn)業(yè)意義重大,同時(shí)也有著巨大市場(chǎng)。
名詞解釋
【脫硝】火電廠燃煤機(jī)組運(yùn)行時(shí)，為防止?fàn)t內(nèi)煤燃燒后產(chǎn)生過(guò)多的氮氧化物污染環(huán)境，要對(duì)煤進(jìn)行脫硝處理，分為燃燒前脫硝、燃燒中脫硝、燃燒后脫硝。燃燒前脫硝主要是加氫脫硝、洗選；燃燒過(guò)程中脫硝，主要采用低氮燃燒器等控制氮氧化物的生成；燃燒后脫硝即煙氣脫硝技術(shù)，是將生成后的氮氧化物從煙氣中脫除。煙氣脫硝也是目前發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用的減少氮氧化物排放的方法，能達(dá)到較高的氮氧化物脫效率，主要包括干法煙氣脫硝技術(shù)和濕法煙氣脫硝技術(shù)。
其中，干法脫硝技術(shù)主要有：選擇性催化還原技術(shù)（SCR）、選擇性非催化還原技術(shù)（SNCR），以及SCNR/SCR混合法、電子束照射法等。濕法脫硝技術(shù)主要有：利用火電廠鍋爐已安裝的煙氣脫硫裝置，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)脫硝；另一種是將一氧化氮氧化為二氧化氮，再用液體進(jìn)行吸收。后者脫硝效率高，但用水量大，存在水污染，很少使用。
采取何種技術(shù)，需要根據(jù)國(guó)家和地方排放標(biāo)準(zhǔn)、政策及中長(zhǎng)期的發(fā)展趨勢(shì)、區(qū)域環(huán)境保護(hù)的重要性、政府補(bǔ)貼等情況而定。目前，國(guó)內(nèi)外煙氣脫硝大部分采用SCR法，我國(guó)江蘇闞山電廠（2×600MW）實(shí)施的是SNCR/SCR混合脫硝法，廣州瑞明電廠采用的是SNCR法。
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