火力发电排放物的环境成本评价.ppt

火力发电排放物的环境成本评价 第十二届全国大气环境学术会议 1 前言 2 环境与环境成本 3 火力发电污染物排放 3.1 常规燃煤发电 3.2 洁净煤发电 3.3 天燃气发电 3.4 各类火电厂污染物排放的对比 4 火力发电的环境成本评价 4.1 火力发电环境成本的货币化 4.2 环境成本评价 5 结论和建议 1 前言 胡锦涛总书记指出： “ 要研究绿色国民经 济核算方法，探索将发展过程中的资源消 耗、环境损失和环境效益纳入经济发展水 平的评价体系 ” （在中央人口资源环境工 作座谈会上的讲话， 2004年 3月 10日） 研究各种发电技术环境成本的评价方法， 对落实总书记的讲话精神，探索将发电过 程中的环境损失和环境效益纳入经济发展 水平的评价体系是非常必要的 2 环境与环境成本 2.1 环境问题 人类面临着四大环境问题： 大气烟尘 /酸雨 /温室效应 /臭氧层破坏 电力工业是污染物排放较多的行业，突出的是火电 厂污染物排放带来的环境问题 2004年底全国发电装机容量达到 440GW， 年发电量 达到 2187TWh 全国装机容量中火电占 75%，发电量中火电占 82% 电力工业环境有十分重要的影响 环境问题 电力可持续发展的主要制约因素之一 2.2 环境成本 在比较各种能源 及各种发电技术 的决策中 ， 经济 的考虑常常是决定性的 目前这种考虑仅限于能源利用 及发电 过程中的内 部成本 ， 而未考虑外部成本 环境控制和环境 治理成本 根据这种观点作出的决策 ， 不完全符合可持续发 展战略的要求 在进行各种能源 及发电技术 的比较评价时 ， 应该 既计算内部成本 ， 也计算外部成本 2.2 环境成本 比较评价 应该是系统的 、 全面的 系统的比较 基于整个能源燃料链进行比较 ， 而不仅仅是应用的终端 以火电厂为例 ， 是指包括从能源燃料链的开采 预处理 加工 运输 贮存 发电转 化 排放及废物处臵 消费的全过程 全面的比较 不仅限于电厂本身的比较 ， 而且 包括建造这些电厂所用原材料的比较 ， 即考虑整 个生命循环 2.2 环境成本 能源链的外部成本 在能源生产和消费过程中 对社会和环境影响产生的代价 这种代价或损害在市场价格中没有反映出来，在 市场中没有得到补偿，包括： 对自然和人工环境的物质损伤 对休闲、娱乐、美学和对个人利益的其他影响 我国现在的经济评价还没有考虑这些影响 欧盟 “ 走向 21世纪 ” 计划的一个主要目标是把环 境外部成本计算在市场机制之内 空气质量恶化 全球气候变化 臭氧层破坏 酸雨 有害费弃物 （ 灰 、 渣 、 痕量重金属等 ） 污染 地下水污染 海洋和海岸污染 占用大片土地 运输量大 资源退化和枯竭 生态平衡的破坏 噪音 开采、制造过程的污 染 开采、制造、生产过 程对工作人员健康的影 响及伤亡 景观的破坏 2.2 环境成本 火力发电对环境的影响 3 火力发电污染物排放 3.1 常规燃煤发电 SO2排放 NOX排放 CO2排放 3.2 洁净煤发电 脱硫技术 脱硝技术 超临界及超超临界发电技术 （ SC&USC） 循环流化床发电技术 （ CFBC） 增压流化床联合循环发电技术 （ PFBC-CC） 煤气化联合循环发电技术 （ IGCC） 污染物 S02 NOx CO 2 CO TSP 灰渣 常规亚临界、超临界、 超超临界燃煤发电 排放率 18 8 173 1 0.26 0.4 140 常规亚临界、超临界、 超超临界燃煤发电 (带 FGD) 排放率 1.08- 2.16 1.44- 7.2 185 2 0.28 0.04- 0.10 168- 280 百分比 (%) 612 1890 107 107 1025 12020 0 PFBC-CC 排放率 1.54. 0 1.33. 8 171 3 0.065 0.040. 08 13384 0 百分比 (%) 822 1748 99 25 1020 95600 IGCC 排放率 1.35 1.32. 5 169 6 0.039 0.04 70126 百分比 (%) 7.5 1732 98 15 10 5090 表 1 燃煤发电的污染物排放率 ( kg t) 3.3 天燃气发电 表 2 天然气发电的污染物排放 (kg 106m3 ) 污染 物 S02 NOx CO2 CO TSP 灰 渣 排放 物 11.6 3.6 103 2.01 106 0 46 0 0 3.4 各类火电厂污染物排放的对比 电厂装机容量 1000MW， 年运行 6000小时 ， 年供电 量 60亿 kWh 煤质单位热值 Qnet.ar为 21.2MJ kg 天然气的低位热值取 36MJ m3 作为考核单元，以各类火电厂在相同输出量 供电量 的基础上进行对比 表 3 各类发电技术的效率和年耗煤 (耗气 )量 发电技术 发电效率 (%) 供电效率 (%) 发电耗煤量 (万 t/a) 供电耗煤量 (万 t/a) 常规燃煤电厂 38 35.72 268.123 285.237 常规燃煤电厂 (带 FGD) 38 35.34 268.123 288.304 超超临界燃煤电厂 45 42.3 226.415 240.867 超超临界燃煤电厂 (带 FGD) 45 41.85 226.415 243.457 PFBC-CC 43.5 42 234.223 242.588 IGCC 51 45 199.778 226.415 天然气联合循环 54 52.5 11.111* 11.429* * 耗气量 (亿 m3/a) 污染物排放量 SO2 NOX CO2 CO TSP 灰渣 常规亚临界 燃煤电厂 104t/a 5.1343 2.2819 493.75 0.0074 2 0.1141 39.933 g/(kWh) 8.5571 3.8032 822.91 0.1236 0.1902 66.555 常规亚临界 燃煤电厂 (带 FGD) 104t/a 0.4671 1.2455 533.94 0.0807 0.0202 65.580 g/(kWh) 0.7784 2.0758 889.90 0.1345 0.0336 107.63 排放比 (%) 9.10 54.58 107.53 107.54 17.67 161.72 超超临界 燃煤电厂 104t/a 4.3897 1.9477 421.43 0.0633 0.0974 34.084 g/(kWh) 7.3161 3.2461 702.38 0.1056 0.1623 56.806 排放比 (%) 85.35 85.35 85.35 85.35 85.35 85.35 超超临界 燃煤发电 (带 FGD) 104t/a 0.3944 1.0518 450.88 0.0681 0.0171 55.379 g/(kWh) 0.6574 1.7529 751.47 0.1136 0.0284 92.298 排放比 (%) 7.68 46.09 90.80 90.80 14.92 136.56 表 4 各类电厂供电的污染物排放对比 (1/2) 污染物排放量 SO2 NOX CO2 CO TSP 灰渣 PFBC-CC 104t/a 0.4769 0.6186 415.55 0.0016 0.0146 118.02 g/(kWh) 0.0791 1.0310 692.59 0.0263 0.0243 196.70 排放比 (%) 9.25 27.11 84.16 21.26 12.75 295.54 IGCC 104t/a 0.3057 0.4302 384.00 0.0088 0.0091 22.189 g/(kWh) 0.0509 0.0717 640.00 0.0147 0.0151 36.981 排放比 (%) 5.955 18.85 77.77 11.91 7.94 55.56 天然气 联合循环 104t/a 0.0013 0.4114 229.71 0 0.0052 0 g/(kWh) 0.0022 0.6857 38.285 0 0.0088 0 排放比 (%) 0.026 18.03 46.52 0 4.61 0 表 4 各类电厂供电的污染物排放对比 (2/2) 0 20 40 60 80 100 120 超超临界 + F G D PFBC-CC IGCC 天 然气联合循环 污染物排放比（% ） SO2 NOX CO2 CO TSP 常规亚临界 电厂 常规亚临界 + F G D 超超临界 电厂 各类电厂供电的污染物排放对比 4 火力发电的环境成本评价 4.1 火力发电环境成本的货币化 常规燃煤发电 、 洁净煤发电 、 天然气联合循环发 电等按照同一规则竞价上网 未考虑或不完全 考虑环境成本 洁净发电在降低环境成本方面 的贡献被全部或部分地无偿占有 环境成本的货币化将使评估各种发电方案的环境 成本和环境价值成为可能 4.1 火力发电环境成本的货币化 评估各种发电方案的环境成本首先要确定污染物 单位排放的环境成本 可采用排污收费对污染损失的 补偿度方法 间接评 估火力发电污染物排放的环境成本 环境成本是指污染物本身对环境带来的损害 ， 排 污收费只是环境成本的一种外在货币表现 排污收费并不等同于环境成本 目前 ， 排污收 费远小于环境成本 4.1 火力发电环境成本的货币化 一些文献估计 ， 我国由于环境污染所造 成的损失约占 GDP的 2% 6.75%， 按普 遍接受的数据 以 2.5%计 ， 即至少每年为 2500亿元 按新的排污收费标准 ， 每年的排污收费 为 500亿元 ， 排污收费对污染损失的 补偿 度只有 20% 4.1 火力发电环境成本的货币化 按世界银行的估算数据 ， 环境污染造成的损失约 占 GDP的 （ 支付意愿价值法 8%；人力资本 估值法 3.5%） 斯德哥尔莫环境研究所和 UNDP发表的 中国人 类发展报告 ， 2002 2003年中国环境污染造成 的损失占 GDP的 3.5% 8% 山西省 2003年发布： 绿色 GDP为 GDP的 66.6% 其中 :资源损耗 GDP的 18.6% 环境损失 GDP的 15% 实际补偿度更低 4.1 火力发电环境成本的货币化 准确计算污染物的环境成本是困难的 ， 但仍然可 以估算出污染物环境成本的范围 将污染物的排污收费与补偿度的比值定义为污染 物的环境成本 这种方法是容易理解和可以接 受的 参考我国污染物排放总量收费标准 ， 并认为各单 项排污收费的补偿度大致相等 ， 均为 20%；借鉴 国外相应环境成本数据 初步给出目前我国电 力行业各种污染物单位排放的环境成本 表 5 我国电力行业污染物单位排放环境成本（元 /kg） 污染物 SO2 NOx CO2 CO TSP 灰 废水 环境 成本 7.50 10.00 0.03 1.25 2.75 0.15 0.001 表 6 各类电厂的环境成本 项 目 SO2 NOX CO2 CO TSP 灰渣 合计 常规亚临界 燃煤电厂 104元 /a 38500 22819 14813 92.75 313.78 5990.0 分 /(kWh) 6.417 3.803 2.469 0.015 0.0523 0.998 13.75 常规亚临界燃煤 电厂 (带 FGD) 104t/a 3503.3 12455 16018 100.88 55.55 9837.0 分 /(kWh) 0.584 2.076 2.670 0.017 0.0093 1.640 7.00 超超临界 燃煤电厂 104t/a 32923 19477 12643 79.13 267.85 5112.6 分 /(kWh) 5.487 3.246 2.107 0.013 0.0446 0.852 11.75 超超临界燃煤 电厂 (带 FGD) 104t/a 2958.0 10518 13526 85.13 47.03 8306.8 分 /(kWh) 0.493 1.753 2.254 0.014 0.0078 1.384 5.91 PFBC-CC 104t/a 3561.6 6186.0 12467 19.75 40.15 17703 分 /(kWh) 0.594 1.031 2.078 0.003 0.0067 2.951 6.66 IGCC 104t/a 2292.4 4302.0 11520 11.00 25.03 3328.4 分 /(kWh) 0.382 0.717 1.920 0.002 0.0042 0.555 3.58 天然气联合循环 104t/a 9.75 4114.0 6891.3 0.0 14.30 0.0 分 /(kWh) 0.002 0.686 1.149 0.0 0.0024 0.0 1.84 各类电厂的环境成本 常规亚临界燃煤电厂 13.75分 /(kWh) 常 规 亚 临 界 燃 煤 电 厂 （ 带 FGD） 7.00分 /(kWh) 超超临界燃煤电厂 11.75分 /(kWh) 超超临界燃煤电厂 （ 带 FGD） 5.91分 /(kWh) PFBC-CC 6.66分 /(kWh) IGCC 3.58分 /(kWh) 天然气联合循环 1.84分 /(kWh) 各类电厂的环境成本 0 2 4 6 8 10 12 14 16 超超临界 + F G D P F B C - C C I G C C 天然气联合循环 各类电厂供电的环境成本 分/ (k W h) 灰渣 TSP CO CO2 NOX SO2 常规亚临界 电厂 常规亚临界 + F G D 超超临界 电厂 5 结论和建议 5.1 环境价值和环境成本不容忽视 按补偿度 20%计 ， 相对于常规亚临界燃煤电厂的 环境成本： 超超临界燃煤电厂 低 2.00分 /(kWh) 带 FGD燃煤电厂 低 6分 /(kWh)-7分 /(kWh) PFBC 低 7.09分 /(kWh) IGCC 低 10.17分 (kWh) 天然气联合循环 低 11.91分 (kWh) 单位电量下的 环境成本具有平均和普遍的参考价 值 5 结论和建议 5.1 环境价值和环境成本不容忽视 与常规燃煤发电相比，洁净煤发电和天然气发电 的环境成本显著较低，具有不容忽视的环境价值 考虑环境成本后，电能被贴上了不同的环境标签 洁净煤发电和天然气发电可以被称之为绿色 电能 5.2 考虑环境价值和计入环境成本将促进洁净 发电技术的应用 、 发展和推广 目前，洁净煤发电和天然气发电的平均上网电价 要高于常规燃煤发电 计入环境成本后，洁净煤发电和天然气发电的社 会成本 (生产成本 +环境成本 )已低于常规燃煤发电： 有利于推动发电企业按市场经济规律来减排发 电污染物 有利于推动洁净发电技术的发展、应用和推广 有利于保护环境，促进电力可持续发展 5.3 建议完善相应的政策和标准 当发电的环境成本高于对污染物排放的控制和 治理成本时 ， 发电企业才会有投资控制和治理 污染物排放的积极性 建议国家有关部门制定更完备的发电排放环保 政策 、 法规和标准 ， 并我国电力市场中引入和 完善排污权交易制度 ， 形成激励洁净发电技术 发展的新机制 热工研究院