“超低排放”对于火电厂意味着什么？

众所周知，限制传统燃煤发电机组发展重要因素之一就是环保问题，在火电厂生产电能的全过程中，各种排放物超过一定限度就会对环境造成影响，进而导致环境质量的劣化，长期以来，大气排放物污染一直限制着火电发展。

一、为什么要明确大气污染物排放标准

其实，中国火电厂大气污染物排放标准并不是一开始就有，至今共经历了7个阶段(详见图1)，不同阶段制定和修订的火电厂大气污染物排放标准与当时的经济发展水平、污染治理技术水平以及人们对环境空气质量的要求等密切相关。

图1 火电厂大气污染物排放标准或要求发展历程

第一阶段为1882—1972年，当时中国经济落后，电力装机容量少，处于无标准阶段。

第二阶段为1973年颁布的《工业“三废”排放标准(试行)》(GBJ4—1973)，火电厂大气污染物排放指标仅涉及烟尘和SO2，对排放速率和烟囱高度有要求，但对排放浓度无要求。

第三阶段为1991年颁布的《燃煤电厂大气污染物排放标准》(GB13223—1991)，首次对烟尘排放浓度提出限值要求，针对不同类型的除尘设施和相应燃煤灰分制定不同的排放标准限值。

第四阶段为1996年颁布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223— 1996)，首次增加NOx作为污染物，要求新建锅炉采取低氮燃烧措施。烟尘排放标准加严，新建、扩建和改建中高硫煤电厂要求增加脱硫设施。

第五阶段为2003年颁布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2003)，污染物排放浓度限值进一步加严。对燃煤机组提出了全面进行脱硫的要求。

第六阶段为2011年颁布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2011)，被称为中国史上最严标准，燃煤电厂不仅要进行脱硫，还要进行烟气脱硝，并对重点地区的电厂制定了更加严格的特别排放限值，并首次将Hg 及其化合物作为污染物。

第七阶段为2014—2020年的超低排放阶段，2014年6月国务院办公厅首次发文要求新建燃煤发电机组大气污染物排放接近燃气机组排放水平。由此拉开了中国燃煤电厂超低排放的序幕。2015年12月，环境保护部、国家发改委等出台了燃煤电厂在2020年前全面完成超低排放改造的具体方案。

二、“超低排放”的诞生

传统燃煤发电机组对于降低大气污染物排放标准的追求从未停止，2011年，浙能集团首次提出“超低排放”理念。对于燃煤电厂大气污染物超低排放的定义，最初存在多种表述共存，“近零排放”“趋零排放”“超低排放”“超洁净排放”“低于燃机排放标准排放”等，有业内人士认为，燃煤机组排放水平达到“超清洁”“近零”状态的难度非现有工程技术所能实现(大规模推广难度大)，“超低排放”从排放标准角度界定概念，叫法更加科学。

2015年中国电力发展论坛上，国电科学研究院燃机研究所所长刘志坦，在经过大量对比和数据分析后得出结论：“要实事求是、科学命名。‘近零排放’‘超净排放’和‘燃机排放’等概念不严谨、不科学，建议使用‘超低排放’概念。”2015年3月，十二届全国人大三次会议《政府工作报告》明确要求“推动燃煤电厂超低排放改造”；2015年12月，国务院常务会议决定，在2020年之前对燃煤电厂全面实施超低排放和节能改造。

“超低排放”概念

超低排放，是指火电厂燃煤锅炉采用多种污染物高效协同脱除集成系统技术，使其大气污染物排放浓度基本符合燃气机组排放限值，即二氧化硫不超过35 mg/m³、氮氧化物不超过50mg/m³、烟尘不超过5mg/m³。

火电厂燃煤锅炉是烟尘、二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOX)等大气污染物的主要排放源之一。根据《火电大气污染物排放标准》（GB13223-2011），相关的大气污染物排放浓度限值如下（详见图2）。

图2 《火电大气污染物排放标准》（GB13223-2011）大气污染物排放浓度限值

三、电力行业大气污染物排放控制取得巨大成效

“超低排放”的推广，是推进煤炭清洁化利用、改善大气环境质量、缓解资源约束的重要举措。煤电烟尘排放量由1978年约600万吨，降至2018年的21万吨左右，降幅超过96%；二氧化硫排放量由2006年峰值约1350万吨，降至2018年的99万吨左右，相比峰值下降约93%；氮氧化物排放量由2011年峰值1000万吨左右，降至2018年的96万吨左右，相比峰值下降约90%。

与1978年相比，2018年污染物排放强度即单位发电量煤电烟尘（颗粒物）、二氧化硫、氮氧化物排放量，分别由约26克/千瓦时、10克/千瓦时、3.6克/千瓦时，下降到0.04克/千瓦时、0.20克/千瓦时和0.19克/千瓦时，达到世界领先水平。由图3可以看出，随着火电发电量的增长，污染物排放量呈现先升后降的态势，并在近10多年来加快下降，这表明我国污染控制技术不断进步和力度不断强化。

四、国家能源集团积极响应“超低排放”

国家能源集团江苏公司早在超低排放的概念提出之前，就已经在探索煤炭资源的清洁高效利用，积极开展机组节能减排改造工作。该公司泰州电厂一期工程两台百万千瓦超超临界燃煤机组被列为国家“十一五”重点项目，是江苏省第一座百万千瓦超超临界火电机组。二期工程建设两台百万千瓦超超临界二次再热燃煤机组，是国家能源局二次再热燃煤发电示范项目和科技部“十二五”科技支撑计划项目。二期工程建成后，泰州电厂成为全球最优、指标最好的示范电厂，也标志着我国电力设计、制造、安装和调试水平又上了一个新台阶。

国家能源集团泰州发电有限公司创造三项世界纪录

泰州电厂二期工程是世界上首次将二次再热技术应用到百万千瓦超超临界燃煤发电机组，实现机组能效、排放水平大幅提升。项目建设初期就多次论证环保方案;基建时投入巨额资金用于安装配备环保设备，同步安装脱硫脱硝，在原有电除尘的基础上，加装了湿式除尘器，环保设备和主机通过168试运行，所有煤场实施封闭煤场改造，加装防风抑尘网;建成即实现超低排放，排放指标优于燃气机组。依托该项目，目前共获得专利授权36项，其中发明专利22项，主要技术在锅炉、汽机、控制系统、高温材料等六个方面取得了重大突破。机组发电效率达47.82%，发电煤耗256.8克/千瓦时，以年利用6000小时计算，两台机组每年可节约标准煤7.56万吨，减排二氧化碳21.2万吨，烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放浓度分别为4.58、20、36毫克每标准立方米，创造了发电效率最高、煤耗指标最低、环保指标最优等三项世界纪录，成为世界领先的发电技术！

煤炭是我国基础能源，中国的发展离不开煤炭。煤炭是我国最丰富的能源资源、最可靠的能源资源、最经济的能源资源。煤炭资源的清洁高效利用，一方面指的是实现超低排放，泰州电厂燃煤机组的排放水平低于国家要求的最低排放标准，达到燃气机组的排放水平，另一方面是指高效利用煤炭资源，泰州电厂达到了发电效率高于47.82%，发电煤耗达256.8克每千瓦时。创造了发电效率最高、煤耗指标最优的世界之最。

国家能源集团宿迁发电有限公司获评宿迁市首批“绿色标杆”示范企业

宿迁电厂一期两台135兆瓦机组相按“上大压小”要求关停，二期两台660兆瓦超超临界二次再热燃煤机组于2019年6月4日全面建成投产。这两台66万千瓦机组是国家“十三五”重点研发计划科技部“高效灵活二次再热发电机组研制及工程示范”项目，代表了我国火电机组的先进水平，发电效率超过了48.1%。2021年公司全年供电煤耗265.8克/千瓦时，比全国平均供电煤耗低37克/千瓦时，如果全国火电机组煤耗均能达到这个水平，2021年全国可节约标煤2.13亿吨，减少二氧化碳排放量5.8亿吨，将下降12%。

为实现机组高效、灵活、清洁运行，宿迁电厂自主创新研发多项首创前沿技术，让我国二次再热技术处于世界领先地位。首次将新一代信息技术融入煤电生产全过程管理，将宿迁公司建设成为“安全、绿色、高效”的国内一流智能智慧火电企业，实现传统煤电向绿色、集约、高效、协同的智慧转型，形成具有宿迁特色的高质量“智能智慧+”发展道路。同时，该公司还主动加强固废治理力度，大气污染物实现超超低排放。采用低能耗高盐废水干蒸技术，实现废水零排放。在长江运河沿岸第一家采用国产封闭式螺旋卸船机，有效抑制无组织扬尘。获评宿迁市首批“绿色标杆”示范企业。

江苏宿迁公司首次在长江运河沿岸应用的国产高效环保螺旋卸船机

为打造绿色环保燃煤电厂，宿迁电厂积极开发建设多能互补智慧综合能源项目，实施污泥掺烧、城市固废耦合处置、中水利用等综合技术，提供“电热水汽（气）冷”多联供能服务，以高效灵活智慧煤机为核心，做绿色城市发展的能源动脉和无废城市建设的循环静脉，成为宿迁市“能源供应压舱石、能源革命排头兵”，在江苏公司范围内率先实现光伏项目并网发电。

目前，火电厂超低排放、大型垃圾焚烧、燃煤烟气治理技术装备达到世界领先水平，中国已建成世界上最大的超低排放火电厂群。“十三五”以来，得益于技术的进步，我国燃煤电厂超低排放改造了9.5亿千瓦，为响应国家“双碳”战略，我国环保产业体系正在向低碳、绿色、循环发展等领域快速拓展。