电力工业的环境保护状况分析

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,中国电力工业的环境保护状况分析,主要内容,中国电力工业的发展对可持续发展的影响,1,中国电力工业环境保护状况,2,中国电力工业环境保护技术发展趋势,3,政策趋势及建议,4,中国电力工业的发展对可持续发展的影响,1,电力工业是国民经济的基础产业，也是资源密集型和技术密集型的产业。,电能是最清洁的二次能源，在促进能源（,Energy),、经济（,Economy),和环境（,Environment)“3E”,之间的平衡起着关键作用。,一次能源转换为电能的比重、电能占终端能源消费的比重、煤炭转化为电能的比重已成为衡量一个国家经济发展水平、能源使用效率乃至整个经济效率高低、环境保护好坏、人民物质文明和精神文明状况的重要、综合性标志。,电力工业的发展在能源环境经济中的作用,1.1,年全世界能源消费量为亿吨标准油，我国为亿吨，约占世界消费总量的 。,我国能源消费与全球相比，总量大、人均少。,我国的能源结构中，煤炭是主体，其消费量约占全国能源消费总量的,67%,。,中国不仅是世界第二大能源消费国，也是世界上第二大能源生产国。,项目,煤炭消费量,(,亿吨,),石油消费量,(,亿吨,),天然气消费量,(,亿立方米,),能源消费量,(,亿吨标准油,),人均能源消费量,(,吨标准油,/,人,),世界,55,38,27000,102,1.6,中国,18.7,21.4(05,年,),2.9,3.0,415,13.86,1.07,2004,年中国与世界能源消费量对比,电力工业的发展在能源环境经济中的作用,1.1,主要国家一次能源转化为电能的比重,电力工业的发展在能源环境经济中的作用,1.1,2000,年主要国家电能占终端能源消费的比重,中国在,2003,年占,13.41%,电力工业的发展在能源环境经济中的作用,1.1,中国发电供热用煤占煤炭消费的比重,2000-2004,年电力用煤分别达到,5.92,、,6.46,、,7.2,、,8.5,、,10.5,亿吨,电力工业的发展在能源环境经济中的作用,1.1,世界部分国家能源强度,随着电力比重的提高，中国能源强度（单位,GDP,能源消耗量）明显下降。,2004,年，中国的能源强度万元,GDP,能耗,1.43,吨标准煤，是世界平均水平的,3.36,倍，美国的,4,倍多，日英德法等国的近,8,倍。,电力工业的发展在能源环境经济中的作用,1.1,中国电力工业的发展,（装机容量、电源结构、技术水平）,1.2,全国发电装机,GW,508GW,与,1949,年比，到,2005,年电力装机增长了,273,倍。,自,1996,年底，中国发电装机和发电量均跃居世界第二位。,中国电力工业的发展,1.2,2004,年中国电源结构,单位：万千瓦,中国电力工业的发展,1.2,2004,年中国发电量结构,单位：亿千瓦时,中国电力工业的发展,1.2,中国风电发展状况,基本掌握了,600,千瓦和,750,千瓦风电机组制造技术。,自主研发的直驱和引进技术消化吸收研制的,1200,千瓦风电机组已经投入试运行。,1500,千瓦和,2000,千瓦级风电机组正进入研制阶段。,中国电力工业的发展,1.2,电力装备、技术水平大幅度提高。,火电,30,万千瓦、,60,万千瓦火电机组已成为电力系统的主力型机组。,60,万千瓦超临界国产机组已经投产,(,华能沁北电厂,),。,100,万千瓦超超临界机组正在建设,(,华能玉环电厂,),。,30,万千瓦的,CFBC,已经在我国投产,(,四川白马电厂,),。,水电,三峡工程设计安装,26,台单机容量,70,万千瓦的发电机组，机组全部投产后每年可发电,847,亿千瓦时 。三峡工程首台机组于,2003,年,7,月,10,日投产，截至,2005,年,9,月,15,日，已有,14,台机组运行发电，总装机容量达,980,万千瓦，相当于,3.5,个葛洲坝电站。其发电能力已位居全国第一、世界第三。,中国电力工业的发展,1.2,中国电网已初步形成西电东送、南北互供、全国联网的格局。,形成了华北、东北、华东、华中、西北、南方共,6,个跨省区电网以及海南、新疆、西藏,3,个独立省网。,截至,2005,年底，西电东送已形成输电能力,3200,万,kW,。,已拥有,220,千伏及以上输电线路,30,万公里，基本形成了,500,千伏为主的主干网架。,国内第一条,750kV,的输变电示范工程已于,2005,年,9,月份在中国西北电网正式投入运行。,中国电力工业的发展（,资源节约水平）,1.2,392g/kWh(2000,年,),374g/kWh(2005,年,),5.95%(2004,年,),电厂用电率,供电标准煤耗,7.70%(2000,年,),7.55%(2004,年,),线损率,6.28%(2000,年,),资源节约水平有较大提高,中国电力工业存在的主要问题,1.3,1,人均发电、用电水平仍然较低,2005,年底人均用电水平相当于世界平均水平的,70%,中国电力工业存在的主要问题,1.3,2,煤炭转化为电力的水平仍然较低,中国在,2004,年为,53.7%,中国电力工业存在的主要问题,1.3,3,电源和电网结构不合理,发电能源结构不合理,水电、核电比重过小。,大机组仍然过少，比重过小 。,(2004,年底，平均机组容量为,5.68,万千瓦，,30,万千瓦及以上机组占总容量,43.4,。全国,0.65,万千瓦火电机组有,3796,台，共计,4666,万千瓦，另有不上网的单机,0.6,万千瓦以下小火电机组接近,1500,万千瓦，还有燃油机组约,2500,万千瓦。,),中国电力工业存在的主要问题,1.3,发电设备技术参数相对落后。,2003,年，超临界机组只占火电总装机容量的,2.2%,（美国、日本、俄罗斯已占,50,以上）。,2004,年，中、低压参数机组占火电总装机容量的,10,。,洁净煤、新能源、可再生能源发电技术及设备与国际水平比尚有不同程度的差距。,电网的网架结构仍然比较薄弱,超高压输电线路比重偏低，变电站的站点布局不足。,输电线损率比国际先进电力公司高,2.0,2.5,个百分点，相当于一年多损耗电量,450,亿千瓦时，大体相当于我国中部地区一个省一年的用电量。,中国电力工业存在的主要问题,1.3,中国电力工业存在的主要问题,1.3,4,单位电力产品的资源消耗过高，,电力消费方式有待改进,我国新建机组的平均煤耗已与世界先进水平基本持平，但由于老机组技术水平低，使火力发电的平均供电煤耗与世界先进水平,320,克,/,千瓦时相比，相差,50,多克，也就是说，按世界先进水平，我国一年仅燃煤发电就多耗标准煤约,1,亿吨。,火电用水量占工业用水总量,40%,，火电厂平均装机耗水率比国际先进水平高,40,50,，相当于一年多耗水,15,亿立方米,。,中国电力工业存在的主要问题,1.3,5,环境保护总体水平仍然较低,（在下一章论述）,未来能源展望全球,1.4,据,世界能源统计,：,以目前开采的速度计算：全球石油储量可供生产,40,多年，天然气和煤炭则分别可以供应,67,年和,164,年。美国独占世界煤炭储量的,27.1%,，俄罗斯和中国分别居第二位（,17.3%,）和第三位（,12.6%,）。,2025,年，全球能源需求仍主要依赖化石燃料，约占初级燃料的比重的,85%,，煤炭仍然是最主要的发电燃料。,至,2025,年，,OECD,国家约有,2/3,核能机组将退役，核能的发电比例将下降，水力发电比重减少；其他可再生能源的比重将增加，由,2002,年,2%,，增加至,2025,年的,6%,，特别是风能及生物质能的增长幅度最大。,未来能源展望中国,1.4,以煤炭的为主的能源结构在较长时期不会改变，煤炭仍是主要发电能源 。,到,2020,年，一次能源的需求为,24 - 33,亿吨标准煤。采取节能措施，能源需求可能达到,30,亿吨标准煤（约为当时美国的,60 %,，印度的,3.29,倍,英国的,7,倍）。人均能源消费水平约,2,吨多标准煤（约提高一倍），但低于当时世界均值。,有关专家估计，,2010,年，我国全社会用电量将达到,3.64,万亿千瓦时以上，发电装机总量将达到,8,亿千瓦以上。其中，水电,1.64,亿千瓦，抽蓄,1762,万千瓦，煤电,5.90,亿千瓦，核电,1049,万千瓦，气电,2471,万千瓦和新能源发电,1050,万千瓦。,2020,年，全社会用电量将达到,5.64,万亿千瓦时以上，需要的发电装机容量在约,12,亿千瓦左右。其中，水电装机,2.68,亿千瓦，抽蓄,3052,万千瓦，煤电,7.76,亿千瓦，燃气,3252,万千瓦，核电,4034,万千瓦和新能源发电,4100,万千瓦。,未来展望中国,1.4,中国电力工业的污染控制状况,2,电力工业的环境保护问题,2.1,电力工业的环境保护问题有以下几个方面：,火电厂尤其是燃煤电厂污染物控制,水电厂建设和运行期的生态保护,核电厂的废料处理,输变电过程电场、磁场、电磁场的影响,其它环境保护问题（如可再生能源环保）,电力工业的环境保护问题,2.1,中国当前的重点是燃煤电厂的污染控制,大气污染控制,水污染控制,固体废物综合利用,噪声治理,其它,电力工业的环境保护问题,2.1,燃煤电厂大气污染问题是重点中的重点，而二化硫控制是重中之重：,二氧化硫（局地、区域酸雨）,氮氧化物（局地、区域酸雨）,烟尘（局地）,CO,2,（温室气体，全球环境）,PM,10,、,PM,2.5,（局地、区域）,其它：,VOC,（挥发性有机物）、汞等重金属汞,中国电力工业的污染控制现状,2.2,2.2.1,污染控制技术水平和能力明显提高,(1),燃煤电厂烟尘排放总量基本持平,烟尘排放量在二十年间仍基本持平，年排放量约,300,万,t,。,新建电厂的除尘器效率平均在,99%,以上。一批新建机组的烟尘排放质量浓度按,50mg/m,3,或更低的水平设计和建造,6000kW,及以上燃煤电厂平均除尘效率,98.5%,。,300MW,机组配套的布袋除尘器预计,2006,年,7,月份在内蒙古金桥热电厂投运。,中国电力工业的污染控制现状,2.2,(2),二氧化硫开始进入以烟气脱硫为主要措施的阶段,1,、煤的含硫量情况,中国煤炭资源动力煤中全硫的分布,中国电力工业的污染控制现状,2.2,中国商品煤动力煤中全硫的分布,中国电力工业的污染控制现状,2.2,2004,年中国电煤中全硫的分布,平均硫分含量：,1%,左右,我国平均含硫量较低，中低硫煤占绝大部分。,中国电力工业的污染控制现状,2.2,电煤煤质变化情况,近年来，由于电力供需形势紧张，电煤煤质下降。,与,2001,年相比，,2004,年电煤收到基热值下降,11%,，灰分、硫分分别上升,17%,、,15%,。,中国电力工业的污染控制现状,2.2,美国电煤含硫量变化情况,中国电力工业的污染控制现状,2.2,2,、二氧化硫排放量情况,我国二氧化硫排放总量情况,我国已成为世界上二氧化硫排放量最大的国家，其中燃煤电厂二氧化硫放量已达到总排放量的,50%,以上。预计,2005,年排放量为,2549,万吨；火电厂约为,1400,万吨,。,中国电力工业的污染控制现状,2.2,我国历年电力工业二氧化硫排放状况,电力二氧化硫排放比例升高对于不断增长的作为能源利用的煤炭来说并非坏事。说明二次能源结构向好的方面变化。,中国电力工业的污染控制现状,2.2,3,、二氧化硫排放量与环境质量及酸雨的关系,我国电力二氧化硫排放量与环境质量的变化趋势,中国电力工业的污染控制现状,2.2,新华社北京,月,日电题：,“,十五期间我国环境质量总体状况趋于好转。,新华社记者顾瑞珍、陈菲、吴晶晶,中华环保联合会的一项调查显示，的公众认为，与年前相比，自己所在城市的环境状况有了不同程度的好转。,中国电力工业的污染控制现状,2.2,高架源与其他排放源二氧化硫排放量控制效果简要分析,排放量比例,55,：,45(1200:1055),对当地环境质量的影响责任,约,10,20,：,80,90,一定的控制费用下对环境质量产生的环境效果,控制电力排放的效果要差,从经济和环境的角度应当控制的优先次序,面源、低架源、高硫煤电厂、中硫煤电厂,对区域环境的影响,(,酸雨,),的责任,与排放量线形相关,对酸雨,控制方法的选择,研究酸雨形成原因，然后有针对性对酸雨区影响大的污染源和污染物（包括,NO,X,）进行控制；,区域内排污权交易；,在环境质量达标条件下，按经济性和减排量大小的次序控制；,优先控制低架源；将高硫煤电厂烟气脱硫；将低硫煤用于其他领域。,中国电力工业的污染控制现状,2.2,美国火电厂,脱硫容量、排放量和环境质量的情况,1990,年，美国全国火电厂的烟气脱硫容量仅为,0.72,亿千瓦，占煤电机组容量的,17.3%,，但美国的环境空气中,SO,2,浓度是全部达标的。,1990,年美国,SO,2,排放总量约,2000,万吨，其中电力,SO,2,排放占,75%,，这充分说明控制低矮源,SO,2,的排放在环境空气,SO,2,达标中的重要作用。,控制火电厂的,SO,2,排放主要目的是为控制酸雨，要想使城市环境空气,SO,2,地面浓度下降，重点还是要控制低矮源,SO,2,的排放。,部分国家电力二氧化硫占全国排放总量的份额,各国趋势基本一致，电力二氧化硫排放份额不断上升。,中国电力工业的污染控制现状,2.2,中国电力工业的污染控制现状,2.2,4,、“十五”我国控制二氧化硫的主要措施及效果,换烧低硫煤,关停小火电机组,（关停了约,1300,万千瓦小火电，相应年减排,73,万吨二氧化硫 ）,“以大代小”技术改造，降低煤耗,（约减排,66,万吨二氧化硫）,烟气脱硫,（,2005,年底全国投产烟气脱硫装置超过,5000,万千瓦，年减排二氧化硫约,130,万吨。）。,进入“十五”后，尤其是近,2,年，烟气脱硫，特别是采用高效的石灰石,-,石膏湿法脱硫工艺（约,90%,以上）已成为控制火电厂二氧化硫排放的主要手段。,“十五”约减排,270,万吨二氧化硫排放。,中国电力工业的污染控制现状,2.2,5,、脱硫产业化取得巨大进展,我国已拥有大型火电厂烟气脱硫技术。,中国已有石灰石,-,石膏湿法、氨肥法、双碱法、氧化镁法、海水脱硫法、常压循环流化床法、烟气循环流化床、炉内喷钙尾部烟气增湿活化法、旋转喷雾干燥法、电子束法、活性碳吸附法等十多种方法。可以说世界上已有先进、成熟的火电厂脱硫工艺技术在中国基本都有 。,通过自主研发和在引进技术的基础上进行消化吸收再创新，我国已拥有了大型火电厂烟气脱硫自主知识产权的技术，并经过了,30,万千瓦机组配套脱硫工程一年以上的商业化运行的检验,并有,1,千万千瓦以上脱硫工程投运。,脱硫设备国产化水平大大提高。,从设备采购费用看，脱硫设备、材料的国产化率达到,90%,左右，部分工程达到了,95%,以上。原来依赖进口的关键设备，如,GGH,、烟气挡板门、浆液循环泵、真空皮带脱水机机、增压风机，国内已有研发和生产能力。如，某厂生产和系列脱硫浆液循环泵已应用于,96,个脱硫工程，某厂的增加风机用于,100,个脱硫工程，某厂的,GGH,应用于,60,个工程等。,中国电力工业的污染控制现状,2.2,脱硫工程公司的能力已完全满足烟气脱硫工程建设的需要,据中电联调查统计，目前全国针对火电厂烟气脱硫的工程公司有,100,多家，其中，具备一定的技术、资金、人员实力、且拥有,10,万,kW,及以上工程总承包业绩的公司近,50,家；具备单机,20,万,kW,及以上的烟气脱硫工程投运业绩的公司约,20,家。另外，还有上百家从事烟气脱硫设计、研究和设备制造的单位。超过,1,亿千瓦的烟气脱硫装置正在建设中。,造价及运行脱硫成本大幅度降低,由于推进烟气脱硫国产化和市场竞争的作用，烟气脱硫设备的造价大幅度降低，新建大型燃煤机组的烟气脱硫千瓦造价已由“九五”末的,500,元左右，降至,200,元左右。,中国电力工业的污染控制现状,2.2,脱硫装置单位千瓦造价水平变化趋势,价格均为当时人民价格水平。,中国电力工业的污染控制现状,2.2,(3),氮氧化物排放控制初见成效,“十五”期间，新建机组按要求同步采用低氮氧化物燃烧方式，一批现有电厂结合技术改造安装了低氮燃烧器。,单机容量,60,万,kW,的商业化烟气脱硝工程已投入运行。,约有,600,万,kW,的烟气脱硝装置进入设计及建造阶段。,约有,3000,万,kW,的新机组按环评审批要求装设烟气脱硝装置。,推进烟气脱硝国产化的,10,万,kW,等级的示范工程正在建设。,中国电力工业的污染控制现状,2.2,2.2.2,污染物排放绩效及清洁生产指标不断改善,每千瓦时排放的烟尘、二氧化硫、废水及每千瓦发电量水耗等绩效指标逐年好转,中国电力工业的污染控制现状,2.2,2.2.3,灰渣、废水等污染控制和综合利用成效显著,新建灰场基本上都采用了调湿灰碾压技术、灰场防渗技术和防扬尘技术。,全国灰渣综合利用率达到,66%,以上。,部分电厂的脱硫石膏开始用作高附加值的建筑材料。,电厂冲灰新鲜水用量及废水外排量大幅度下降。,新建机组加大了节水力度，结合节水技术改造，一批火电厂采用了工业废水“零”排放技术。,全国火电厂废水重复利用率达到,70%,以上。,脱硫石膏在我国的应用,用于水泥工业,用于建筑墙体粉刷,用于纸面石膏板制造,用于石膏建筑砌块生产,用于自流平地面、粘结石膏、装饰体及线角,中国电力工业的污染控制现状,2.2,天然石膏与脱硫石膏的化学成分及细度比较,项 目,CaO,SiO,2,Al,2,O,3,SO,3,Fe,2,O,3,MgO,Loss,筛余（）,0.045mm,天然石膏,31.5,4.3,1.73,41.1,1.15,1.30,17.2,8.8,脱硫石膏,31.6,2.7,0.7,42.4,0.5,1.0,19.2,1.0,中国电力工业的污染控制现状,2.2,天然石膏与脱硫石膏性能对比,石膏品种,水膏比（）,初凝（,min,）,终凝（,min,）,抗压强度（,MPa,）,抗折强度（,MPa,）,脱硫,/,天然石膏,50/50,6.5/7.0,11.0/11.5,9.8/8.5,4.9/3.9,脱硫,/,天然石膏,56.7/56.7,7.0/7.5,12.0/12.5,8.7/5.6,4.3/3.2,脱硫,/,天然石膏,60/60,7.25/8.0,12.8/13.0,7.2/4.2,3.9/2.4,脱硫,/,天然石膏,70/70,7.75/8.5,12.8/13.7,5.4/3.0,2.8/2.0,存在的主要问题,2.3,从总体和宏观上看,粗放型的经济增长方式尚未得到根本转变，仍普遍存在资源消耗高、浪费大、环境污染严重等问题。,与国外先进水平比其技术水平和环境保护方面的差距仍十分明显。,随着经济全球化加速、中国经济市场化程度提高、新技术对产业发展影响日益深化，资源环境约束矛盾不断加剧。,存在的主要问题,2.3,2.3.1,污染物排放的控制任务艰巨,二氧化硫,新建电厂的二氧化硫控制不断趋严。,从审批要求上看，没有十分特殊的情况，几乎全部要求烟气脱硫，包括含硫量低于,0.5%,电厂甚至是,0.2%,的电厂，而且,90%,都是采用石灰石,-,石膏湿法。,现有电厂超标排放的问题仍然较为突出。,现有超标电厂、高硫煤的电厂脱硫进行缓慢。超标电厂的烟气脱硫发展不平衡，东部发达地区的脱硫情况要好于西部、中部欠发达地区；中、低硫煤的企业脱硫好于高硫煤企业（由于新建电厂的脱硫电价都是每千瓦时,0.015,元的引导作用）；环保监督严的地区好于监督宽的地区；与新建项目捆在一起来解决老厂的脱硫企业好于单独老让老厂改造的企业。,存在的主要问题,2.3,现行的火电厂大气污染物排放标准宽严问题值得讨论。,2003,年,12,月底颁布的火电厂大气污染物排放标准，基本与发达国家处于同一水平线上。根据标准测算，,2010,年前约,26177,万千瓦现役机组须进行达标改造。超标排放是相对的，取决于排放标准宽严。,美国,日本,欧盟,中国,1971,年,8,月,17,日至,1978,年,9,月,18,日之间建成的发电机组,1.2 Ib/Mbtu,（,1480mg/m,3,）,1978,年,9,月,18,日以后建成的发电机组,1.2 Ib/Mbtu,（,1480mg/m,3,）,(90%,的脱硫效率,),；,0.6-1.2 Ib/Mbtu,（,740-1480mg/m,3,）,(90%,的脱硫效率,),；,0.6 Ib/Mbtu(740mg/Nm,3,)(,如果控制后的排放水平低于,260g/GJ,，要求最大的脱硫效率为,70%),根据国家定义公式分别确定（,170-860mg/m,3,）：,Q=K10-3He,2,He-,烟囱有效高度,m,；,Q- SO,2,的允许排放量，,m,3,/h,；,K-,地区系数，根据各地区的污染程度、地理情况而定，,m/h,新建燃烧装置 ：,100 MW 2000 mg/m,3,101-499MW,2000-400,mg/m,3,500 MW,400mg/m,3,新厂：,400,mg/m,3,（特定地区,800,，,1200,）,老厂：,2005,年,1,月,1,日起，,1,200-2100 mg/m,3,2010,年,1,月,1,日起，,40,0-1200 mg/m,3,（取值按时段、城乡区分）,不同国家燃煤电厂污染物排放标准,存在的主要问题,2.3,“,十五”二氧化硫排放总量指标没有完成。,电力行业降低,1020%,“,两控区”降低,20%,十五计划,电力二氧化硫排放,2005,年比,2000,年增长了,75%,完成情况,对火电厂二氧化硫的增长问题，应科学分析,1,、,目标定得过高，基数不一定准确，且比当时的法规要求要严，是一个不能完成的目标。,2,、电力发展速度大大超过“十五”计划速度，比原计划高出约,30%,。,3,、煤质量下降，发热量降低，硫分增高，此部分贡献约,17%,。,4,、建设脱硫装置需要一个周期，且投运规模较小、时间较短，未形成较大稳定的减排量。,5,、“十五”计划中的项目与排放标准和法规的要求不一致。,6,、配套的经济政策没有得到应有落实。,7,、电力体制改革，对脱硫项目的落实中受到一定程度的影响。,存在的主要问题,2.3,综合控制二氧化硫的排放还有很大潜力,在结构调整、节能降耗、控制其它行业的二氧化硫排放的效果上与发达国家还较大差距,排污交易有很大空间（从脱硫成本分析中可以看出）,日本综合减排,SO,2,效果,存在的主要问题,2.3,美国超标机组采取的达标方法,项目,机组台数,容量,MW,1995,年与,1985,年相比排放削减份额（,%,）,更换燃料,136,47280,59,FGD,27,14101,28,获得排放权,83,24395,9,退役,7,1342,2,其它,8,1871,2,总计,261,88989,100,存在的主要问题,2.3,中美脱硫情况对比,中国,2005,年，投运的,的烟气脱硫容量约占煤,电装机,13%,燃煤电厂二氧化硫排放,绩效约,6.5g/kWh,美国,2003,年，投运及在建的烟气脱硫机组容量占煤电装机,30%,1999,年，燃煤电厂二氧化,硫排放绩效约,4.6kg/kWh,存在的主要问题,2.3,硫含量（,%,）,单位投资,(,元,/kW),处理每千克,SO,2,费用,(,元,/kg),电价增加,(,分,/kWh),总成本,经营成本,折旧,0.2,394,7.54,4.01,2.67,1.74,0.5,398,2.79,1.50,0.97,1.77,1.0,419,1.50,0.83,0.51,1.84,1.5,450,1.21,0.67,0.41,1.96,2.0,482,0.88,0.49,0.29,2.08,3.0,503,0.69,0.39,0.23,2.12,排污交易空间分析：,脱除每千克,SO,2,费用及脱硫电价增量表,（新建,2,台,30,万千瓦测算）,表中的经营成本为总成本费用减去折旧、摊销和利息支出，相当于通常所说的运行成本，主要包括物耗费用（水、电、石灰石）、人员工资福利和修理费。,成本分析图,煤含硫量变化对脱除每千克二氧化硫费用的敏感性分析,单位投资,(,元,/kW),200,300,419,500,600,脱除每千克,SO,2,费用,(,元,/kg),1.01,1.24,1.50,1.68,1.91,电价增量,(,分,/kWh),1.13,1.46,1.84,2.12,2.45,不同动态投资的脱除每千克,SO2,的费用及电价增量（含硫量,1%,，,2300MW,）,上述规律和水平实际运行的结果也得到了证实,据测算：,我国在实现同等环境效果的前提下，投资及烟气脱硫的运行费用可下降一半，可节省静态投资,400-500,亿元，年运行费用可节约,150-200,亿元。,存在的主要问题,2.3,烟气脱硫产业化发展还存在不少问题,自有知识产权的技术还不多,200MW,及以上火电机组 烟气脱硫技术知识产权绝大部分仍是国外公司所有；,湿法工艺的一些关键设备仍需从国外进口,;,脱硫市场还不规范,投运的脱硫装置的可靠运行存在诸多问题,存在的主要问题,2.3,2.3.2,强化氮氧化物控制的问题排到议事日程,2.3.3,水电建设的生态环境保护问题和移民问题需引起进一步关注,2.3.4,国际环境问题压力不断增大,京都议定书,已经生效，尽管没有规定我国的减排义务，但对我国能源工业将产生巨大而深远的影响。,一是中国是世界第二大温室气体排放国，具有巨大的温室气体减排潜在压力，将影响到电力工业的发展；,二是在世界范围内的资源配置和产业分工中，中国作为制造业基地的角色日益形成，出口规模的不断扩大，在一定意义说上也将一种电力的出口，这势必增加我国电力的需求，从而进一步加剧电力工业对环境的影响。,有关,CDM,机制,京都议定书,第二十条的规定中，,CDM,的目的是为了达到“三赢”即协助发展中国家实现可持续发展、有益于,公约,的最终目标实现、协助发达国家遵守议定书规定的量化的限制和减少排放的承诺。根据,CDM,的原则，发达国家可以出钱在发展中国家实施减少温室气体排放项目，由此而减少的排放量经过一定的认定等程序而划转给项目的出资方。,存在的主要问题,2.3,CDM,执行情况,2004,年,5,月,30,日发布了暂行办法，,2005,年,10,月,12,日为正式办法。,第四条 在中国开展清洁发展机制项目的重点领域是以提高能源效率、开发利用新能源和可再生能源以及回收利用甲烷和煤层气为主。,截止到,2006,年,5,月,12,日，,已经有,21,个风电的,CDM,项目得到国家批准，涉及了荷兰、英国、日本、西班牙、瑞典等多个国家。,存在的主要问题,2.3,中国电力环境保护的技术发展趋势,3,电力环境保护技术的三个层面,3.1,第三层面,电力工业的污染控制,第二层面,电力工业的清洁生产,第一层面,以电力工业为核心的区域循环经济,电,力,环,境,保,护,区域层面的循环经济,按照工业生态学原理，通过企业间的物质集成、能量集成和信息集成，在企业间形成共生关系，如,卡伦堡生态工业园区模式。,电力环境保护技术的三个层面,3.1,在区域层面上，大力推进循环经济发展，电力工业将起着基础和核心作用,（区域循环经济）,3.1.1,区域循环经济层面,电力环境保护技术的三个层面（区域循环经济）,3.1,卡伦堡生态工业园区模式,3.1.1,区域循环经济层面,电力环境保护技术的三个层面,（区域循环经济）,3.1,3.1.1,区域循环经济层面,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（区域循环经济）,3.1.1,区域循环经济层面,山西安泰循环经济产业链示意图,国民经济和社会发展,“,十一五,”,规划纲要,提出 ：,大型高效清洁发电装备：,百万千瓦级核电机组、超超临界火电机组、燃气,蒸汽联合循环机组、整体煤气化燃气,蒸汽联合循环机组、大型循环流化床锅炉、大型水电机组及抽水蓄能机组、大型空冷机组、大功率风力发电机组等。,以大型高效环保机组为重点优化发展火电。建设大型超超临界电站和大型空冷电站。推进洁净煤发电，建设单机,60,万千瓦级循环流化床电站，启动整体煤气化燃气蒸汽联合循环电站工程。鼓励发展坑口电站，建设大型煤电基地。适度发展天然气发电。加快淘汰落后的小火电机组。,电力环境保护技术的三个层面,（电力工业清洁生产）,3.1,提高发电效率、降低资源消耗、减少污染物的排放、提高废物的综合利用率的电力技术创新和应用,3.1.2,电力清洁生产层面,超高压输变电设备,：,掌握,500,千伏直流和,750,千伏交流输变电关键设备制造技术，开发,1000,千伏特高压交流和,800,千伏直流输变电成套设备。,电力环境保护技术的三个层面,（电力工业清洁生产）,3.1,3.1.2,电力清洁生产层面,电力和电力环保技术发展重点,-,根据国家中长期科学和技术发展规划纲要,(2006,2020,年,),开发安全可靠的先进电力输配技术，实现大容量、远距离、高效率的电力配套。,800KV,大容量远距离直流输电技术,1000KV,级特高压交流输电技术与装备,间歇式电源并网及输配技术电能质量监测与控制技术,大规模互联电网的安全保障技术,电网调度自动化技术,高效配电和供电管理信息技术和系统,研究高效发电技术与装备。,重型燃气轮机,整体煤气化联合循环,(IGCC),高参数超超临界机组,超临界大型循环流化床,电力环境保护技术的三个层面,（电力工业清洁生产）,3.1,3.1.2,电力清洁生产层面,开发非常规污染物控制技术、废弃物等资源化利用技术、重污染行业清洁生产集成技术、建立发展循环经济的技术示范模式。,开发燃煤污染物综合控制和利用的技术与装备。,开发大型风力发电设备、沿海与陆地风电场和西部风能资源密集区建设技术与装备、高性价比太阳光伏电池及利用技术、太阳能热发电技术。,电力和电力环保技术发展重点,-,根据国家中长期科学和技术发展规划纲要,(2006,2020,年,),（续）,电力环境保护技术的三个层面,（电力工业清洁生产）,3.1,3.1.2,电力清洁生产层面,优先安排可再生、高效、污染排放低的机组发电,重点对火电机组进行优化调度，鼓励煤耗低、排放少、节水型机组发电,已到关停期限或违反国家有关规定的机组，不得进入电力市场交易，电网调度机构不得调度其发电,大电网覆盖范围内，以“以热定电名义”建设的,13.5,万千瓦以下热电联电机组不带热负荷时，原则上不得调度发电。,在电力市场交易模式中和现行电力调度规则进行调整,(,八部委文件,),电力环境保护技术的三个层面,（电力工业清洁生产）,3.1,3.1.2,电力清洁生产层面,未来能源技术发展的重点,重点研究规模化的氢能利用和分布式供能系统。,先进核能及核燃料循环技术。,开发高效、清洁和二氧化碳近零排放的化石能源开发利用技术。,低成本、高效率的可再生能源新技术。,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业清洁生产）,3.1.2,电力清洁生产层面,清洁发电技术,超超临界燃煤发电技术,(USC),日本已投运十多台蒸汽参数为,593,C,，单机容量,700,1050MW,级的超超临界发电机组，效率都达到,43%,以上。,丹麦目前正在进行的,EC Joule-THERMIE,计划，将发展蒸汽压力为,37.5MPa,，蒸汽温度为,700,C,的更先进的超超临界机组，其发电效率将超过,50%,。,2004,年,11,月，华能玉环电厂开工建设国内第一个国产,100,万千瓦超超临界机组，预计首台机组于,2007,年底投产。,电力环境保护技术的三个层面,（电力工业清洁生产）,3.1,3.1.2,电力清洁生产层面,蒸汽初参数与机组效率关系的估计,资料来源：,李 波，火力发电机组超临界化的发展趋势,.,中国科协学术年会电力分会场暨中国电机,工程学会学术年会论文集,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业清洁生产）,3.1.2,电力清洁生产层面,超超临界发电机组和常规发电机组节能和减排潜力对比,资料来源：,赵钦新,.,高能效低排放锅炉技术,.,西安交通大学热能工程系锅炉研究所,电力环境保护技术的三个层面,（电力工业清洁生产）,3.1,3.1.2,电力清洁生产层面,循环流化床燃烧发电技术（,CFBC,）,循环流化床燃烧,控制,SO,2,排放,抑制,NOx,生成,加入石灰石,850,左右的燃烧温度,分级送风方式,具有系统较简单、适应煤种范围广、综合经济、环境效益高的优点,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业清洁生产）,3.1.2,电力清洁生产层面,CFBC,应用实例,国际上在运行的,CFBC,锅炉有,240,余台。,最大的是法国,STEIN,公司制造的配,25,万千瓦机组的,CFBC,锅炉。,我国自芬兰引进配,10,万千瓦机组的,410,吨时,CFBC,锅炉，安装在四川内江火电厂，,1997,年投入运行。,东方锅炉厂生产的首台配,10,万千瓦机组的,410,吨时锅炉，安装在四川宜宾电厂运行。,一台国外引进的,30,万千瓦级,CFBC,示范工程也是世界首个,30,万千瓦循环流化床示范工程，于,2005,年底在四川白马电厂首次并网发电。,正在研究开发,60,万千瓦级,CFBC,锅炉。,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业清洁生产）,3.1.2,电力清洁生产层面,增压流化床燃烧联合循环发电技术,（,PFBC-CC,）,特点：煤炭在,10,16,个大气压和,800,900,的条件下燃烧，加入石灰石去除燃烧产生的二氧化硫。,1969,年,PFBC,技术首先在英国研究成功以来，瑞典,ABB Carbon,公司开发的,P200,型模块为基础的四座,PFBC-CC,电站已先后投运，其发电功率为,70MW,左右。,日本九州电力公司正在建设以,P800,模块组成的,350MW PFBC-CC,机组，北海道电力公司正建设由三菱公司研制的,84MW PFBC,机组。加前置煤气化装置，提高燃气轮机进口初温的第二代,PFBC-CC,机组和增压循环流化床联合循环机组还处于研究阶段。,我国目前正在进行,15MWPFBC,的示范试验，,100MW,工业示范机组正在筹备建设之中。,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业清洁生产）,3.1.2,电力清洁生产层面,整体煤气化联合循环发电技术（,IGCC,）,IGCC,发电技术通过将煤气化生成燃料气、对煤气进行净化后驱动燃气轮机发电、其尾气通过余热锅炉生产蒸汽驱动汽轮机发电，使燃气与蒸汽联合发电。,IGCC,技术具有系统效率高、环保性能好、易大型化、燃料适应性好等特点，但其投资也较一般燃煤电站高。,世界上第一台工业规模的,IGCC,机组,1972,年在德国建成，容量为,170MW,。,已运行的容量最大的,IGCC,机组为荷兰,Buggenum,电站，机组容量,253MW,，净效率,43.2%,。,规划中最大的,IGCC,机组容量为,500MW,。,我国已经已批准立项在山东烟台采用引进方式建设一座,400MW,等级,IGCC,示范电站 。,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业清洁生产）,3.1.2,电力清洁生产层面,燃气蒸汽联合循环发电技术,燃气蒸汽联合循环电站具有能源利用率高、占地面积少、造价低、建设周期短、运行和维修成本低、调峰性能好以及能适应于缺水地区等优点。,近年来燃气轮机及其联合循环技术获得突飞猛进的发展，,21,世纪初联合循环的单机功率和供电效率已经分别达到,480MW,和,60,。,2005,年,6,月,27,，我国首台国产化,35,万千瓦级燃气,蒸汽联合循环发电机组，在江苏省张家港市正式投入商业运行，发电效率可达,50%,以上 。,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业清洁生产）,3.1.2,电力清洁生产层面,热电冷多联产技术,实践证明，先进供热技术主要是常规的热电联产技术,( CHP),和区域供热,(DH),；冷凝式锅炉,(CB),供热技术，家庭微型热电联产,(Micro CHP),技术，再生能源供热技术（如太阳能供热技术、生物质供热,(BH),技术）。,冷凝式锅炉是指能够从锅炉排放的烟气中吸收水蒸气所含的汽化潜热的锅炉。常规锅炉将烟气中大部分显热传递给水或蒸汽，而冷凝式锅炉不仅将更大一部分显热传递给水或蒸汽，而且还吸收了部分烟气中的水蒸气冷凝后释放的汽化潜热。,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业清洁生产）,3.1.2,电力清洁生产层面,三种燃气电厂生产有效能量的比较,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业清洁生产）,3.1.2,电力清洁生产层面,以煤为能源先进发电技术的热效率及环境影响,资料来源：,赵钦新,.,高能效低排放锅炉技术,J.,西安交通大学热能工程系锅炉研究,2004,常规燃煤发电机组,(PC),、加压循环流化床发电技术,(PFBC),、超超临界燃煤发电技术,(USC),、整体煤气化联合循环发电技术,(IGCC),、燃气蒸汽联合循环发电技术,(ACC),的热效率及环境影响,(,按,1997,年的数值计算,),。,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业清洁生产）,3.1.2,电力清洁生产层面,各种煤清洁利用方式相对评比比较表,注：,10,分为满分,资料来源：,黄其励,(,中国工程院院士国电东北公司总工程师,) 2003-07-31,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业清洁生产）,3.1.2,电力清洁生产层面,未来电力技术展望,-,美国未来电力项目,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业清洁生产）,3.1.2,电力清洁生产层面,未来电力技术展望,-,华能绿色煤电项目,绿色煤电公司由华能集团联合大唐集团、华电集团、国电集团、中电投集团、神华集团、国家开发投资公司、中煤能源集团等国内发电、煤炭、投资骨干企业，在政府的大力支持下共同发起、投资组建，投资比例为华能占,51%,，其余,7,家各占,7%,。,计划用,15,年时间研究开发并示范推广以煤气化制氢、氢气轮机联合循环发电和燃料电池发电为主，并对二氧化碳进行收集和封存的煤基能源系统。,大幅度提高煤炭发电效率，使煤炭发电达到包括二氧化碳在内污染物的近零排放。,建成一座,40,万千瓦级氢气轮机和燃料电池发电的绿色煤电工程。,工程总投资预计,58,亿元，分三阶段进行。,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业清洁生产）,3.1.2,电力清洁生产层面,未来电力技术展望,-,华能绿色煤电项目,第一阶段，“十一五”期间，主要建成,10,万千瓦级具有自主知识产权的煤气化联合循环发电系统的示范工程；,第二阶段，“十二五”期间主要建成,40,万千瓦级煤气化联合循环发电系统的示范工程；,第三阶段，,2020,年前完成大规模煤制氢、燃料电池发电、氢气燃气轮机联合循环发电和二氧化碳分离等技术的工程化研究开发；,建成,40,万千瓦级的“绿色煤电”工程，形成系统和关键设备的设计集成技术；,达到能源转化的高效和包括二氧化碳在内的污染物近零排放，提高“绿色煤电”系统的技术经济性，为商业化作好技术准备。,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业清洁生产）,3.1.2,电力清洁生产层面,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业清洁生产）,污染物控制技术属末端控制技术，是过去、当前和今后一个时期电力工业依法减少污染物对环境影响的关键措施。,迄今为止，火电厂污染控制基本上是走发达国家污染控制模式的老路，并没有充分体现发展中国家的后发优势，实现对污染控制技术的跨越式发展。究其原因是污染控制技术主要掌握在发达国家手中，而我国没有相应的成熟技术，难以满足飞速发展的经济和环境保护的需要。如火电厂烟气脱硫。,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业污染控制）,3.1.3,电力工业污染控制层面,污染控制技术的发展方向,污染控制技术的发展方向受着环保法规变化以及人们的环境意识的影响；同时，污染控制技术对环保法规的变化和人的环境意识的提高也产生重大的影响。,发达国家环境污染控制标准，基本是依据最佳技术而制定，考虑了技术的先进性、成熟性和经济性。,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业污染控制）,3.1.3,电力工业污染控制层面,污染控制技术的发展方向,我国污染控制标准的制订，基本上是以发达国家的排放标准为引导，如二氧化硫、烟尘、氮氧化物的标准等。因此，发达国家的污染控制技术发展水平，实际成为我国环保技术发展的方向。,受环境、资源的压力和国际环保形势的压力，我国在污染控制技术引进和研发上，除了更加考虑经济性、可靠性等因素外，对技术本身的节能、不产生二次污染等体现循环经济的要素的要求将更为严格。,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业污染控制）,3.1.3,电力工业污染控制层面,污染控制技术的预测分析,二氧化硫控制技术,大型湿法脱硫技术的吸收消化和创新。,适用于低硫煤的经济可靠的二氧化硫控制技术 。,适用于副产品能够得到有效综合利用，或者能够作为区域循环经济环节中电厂下游产业的原料的脱硫技术，如氨法、硫资源回收技术。,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业污染控制）,3.1.3,电力工业污染控制层面,烟尘控制技术,现有电效除尘器稳定运行和提效改造的电源控制和本体改造技术；辅助荷电装置技术。,60,万千瓦机组布袋除尘技术。,满足,50mg/m,3,排放标准要求的，针对干法脱硫、脱硝后，由于烟尘特性改变的烟尘（颗粒物）干（湿）式电除尘（回收）技术。,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业污染控制）,3.1.3,电力工业污染控制层面,同时脱硫脱硝技术。,(SNOx,法 、,NOxSOx,法、,SOx-NOx-ROx-BOx,法等,),粉煤灰、脱硫石膏、脱硫渣大用量、高附加值综合利用技术（包括硫酸铵肥料的应用技术）。,高可靠性、便于维护的,CEMS,技术和设备。,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业污染控制）,3.1.3,电力工业污染控制层面,氮氧化物控制技术,低氮氧化物燃烧技术，尤其能够,降低贫煤、无烟煤,的低氮氧化物燃烧技术。,SCR,、,SNCR,脱硝技术吸收消化、创新。,烟气脱硝的催化剂技术。,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业污染控制）,3.1.3,电力工业污染控制层面,污染控制的前沿技术,研究通过常规大气污染控制设备（如脱硫设备）脱除汞的污染控制技术,研究,CO,2,的捕集、贮存技术。,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业污染控制）,3.1.3,电力工业污染控制层面,汞的污染控制技术研究,根据估计，环境中的汞污染大约有一半是人为造成的，燃煤发电厂仍然是汞排放问题的主要人为根源，汞排放问题引起广泛关注。,美国环保署,2005,年,3,月,10,日颁布,清洁空气洲际法案,（,CAIR,）；,2005,年,3,月,15,日颁布,汞污染排放交易法,（,CAMR,）。,存在问题,-,汞连续排放监测。,汞控制技术包括：,燃烧前脱汞洗煤技术、煤的热处理技术,燃烧中脱汞循环流化床锅炉,燃烧后脱汞吸收剂脱汞,(,活性炭吸收剂、飞灰、钙基吸收剂、螯合吸收剂,),、,利用现有的烟气控制设备脱汞,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业污染控制）,3.1.3,电力工业污染控制层面,部分现有大气污染物控制设备脱汞效率数据,控制设备,温度,（,）,烟煤,无烟煤,褐煤,合计,除汞率,除汞率,除汞率,除汞率,冷侧除尘器,130170,56%,12%,47%,42%,热侧除尘器,250400,27%,9%,20%,布袋除尘器,130170,85%,75%,58%,82%,湿法脱硫,+,冷侧除尘器,130170,51%,27%,48%,45%,湿法脱硫,+,热侧除尘器,130170,35%,35%,湿法脱硫,+,湿式洗涤,130170,12%,18%,16%,喷雾干燥,+,布袋除尘器,130170,53%,53%,喷雾干燥,+,布袋除尘,130170,83%,22%,25%,53%,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业污染控制）,3.1.3,电力工业污染控制层面,其他环境保护技术,以节水为核心的水务管理技术和以防治灰场对地下水污染的清洁生产技术和防渗技术。,研究高压（超高压）输、变电系统环境影响的评价与防治技术。,研究水电建设项目的生态保护技术水及水土保持技术。,研究能源,(,电力,),规划中环境评价与规划技术，为逐步开展区域能源规划和流域梯级电站的开发提供技术支撑，进而促进全国范围的能源资源的优化配置。,城市电厂噪声控制技术。,电力环境保护技术的三个层面,3.1,（电力工业污染控制）,3.1.3,电力工业污染控制层面,技术经济评价,不同发电方式下主要污染物控制技术组合的经济性分析,收集国内外资料,发电企业调研,科研机构调研,制造企业调研,烟气,二氧化硫,氮氧化物,PM2.5,汞,二氧化碳,常规燃煤机组,燃气蒸汽联合循环机组,CFBC,IGCC,超临界机组,超超临界机组,描述污染控制技术特征，进行技术优缺点、适用范围比较,研究分析火力发电技术动态,电力环境保护技术的综合分析研究,3.2,政策趋势分析,4,政策目标,4.1,“十一五”规划纲要对电力工业要求,注：国内生产总值为,2005,年价格；,带, ,的为五年累计数；,主要污染物指,SO,2,和,COD,。,政策目标,4.1,“,十一五”规划纲要对电力工业要求（续）,加强大气污染防治的要求,加大重点城市大气污染防治力度。,加快现有燃煤电厂脱硫设施建设，新建燃煤电厂必须根据排放标准安装脱硫装置。,在大中城市及其近郊，严格控制新（扩）建除热电联产外的燃煤。,环境治理重点工程,增加现有燃煤电厂脱硫能力，使,90%,的现有电厂达标排放。,二氧化硫,排放总量减少,10%,以上（五大电力集团公司减少幅度要大）。,平均排放绩效指标下降,20%,以上，即相当于,5.0g/(kW,h),左右。,投运及建成的烟气脱硫机组容量将达,3.2,亿,kW,，其中现役机组（指,2004,年底）脱硫约占,1.25,亿,kW,。,烟气脱硫装机容量约占燃煤机组的,60%,。,依据政策目标预测电力环保指标,4.2,氮氧化物,新建火电机组全面安装低氮燃