煤電環(huán)保改造需要巨大的成本投入。所以，為了調(diào)動電廠環(huán)保改造積極性，國家相繼出臺了脫硫、脫硝、除塵等電價補貼。近年來，隨著排放標準趨嚴，環(huán)保電價補貼標準也相應(yīng)調(diào)高，因為排放標準越嚴，意味著改造成本越高。
目前我國煤電廠執(zhí)行的大氣污染物排放標準已經(jīng)是“史上最嚴”、“世界最嚴”。奇怪的是，近期不少發(fā)電企業(yè)卻主動請纓、自我加壓，要做到“燃機排放標準”或者“近零排放”等。這到底意欲何為?“燃機排放標準”比燃煤發(fā)電的排放標準真的更嚴嗎?“近零排放”是環(huán)保問題，也是經(jīng)濟問題，要達到真正的“近零”要求，需要大量的資金投入并增加運行成本，又到底值不值?
在“近零排放”被越來越多的地方政府和發(fā)電企業(yè)主動或被動的推廣開來的時候，本文對此明確地說出了“不”。《中國能源報》本期推出此文，希望給讀者提供更多的角度和信息，來審視、品評當下的煤電“近零排放”。
近一年多來，燃煤電廠大氣污染物“近零排放”已成為能源、電力、環(huán)境、科技甚至社會上的熱點話題。部分電力企業(yè)爭先恐后為自己企業(yè)的機組“首先”、“率先”、“第一個”、“首臺”實現(xiàn)了“近零排放”、“比燃機排放還低”(本文的“燃機”特指“以氣體為燃料的燃氣輪機組”，因為它比以液體為燃料的燃氣輪機組環(huán)保要求高)、“超潔凈排放”等報喜。某些新建電廠已按“近零排放”進行建設(shè)，為數(shù)不少的現(xiàn)役燃煤機組已列入“近零排放”改造計劃，科研管理部門抓緊攻關(guān)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)界緊緊跟進、媒體持續(xù)跟蹤、專家學者紛紛解讀、宏觀經(jīng)濟調(diào)控部門也正在研究是否把“近零排放”納入到宏觀決策之中……
一時間，“近零排放”建設(shè)或者改造之風，正由浙江、廣東、江蘇、山東、山西、陜西、四川等省市向全國漫延。然而，不論“近零排放”之聲多么美妙，伴隨著“近零排放”推進過程中的困惑也越來越多，那就讓我們試著撥開這些團團迷霧。
1、對“近零排放”概念存在的
若干糊涂認識
(1)“近零排放”的概念不清，一般是以“燃機排放標準”作為判據(jù)，對排放標準的表面化錯誤理解造成荒謬的結(jié)果
國內(nèi)外并沒有公認的燃煤電廠大氣污染物“近零排放”的定義，實際應(yīng)用中多種表述共存，如“近零排放”、“趨零排放”、“超低排放”、“超凈排放”、“超潔凈排放”、“低于燃機排放標準排放”等等。從各種表述和案例中分析得出的共同特點，是把燃煤電廠排放的煙塵、二氧化硫和氮氧化物三項大氣污染物(未包含二氧化碳等)與《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)(以下簡稱“排放標準”)中規(guī)定的燃機要執(zhí)行“大氣污染物特別排放限值”(以下簡稱“特別排放限值”)相比較，將達到或者低于燃機排放限值的情況稱為燃煤機組的“近零排放”。
在“標準”中，根據(jù)燃煤機組是“新建鍋爐”還是“現(xiàn)有鍋爐”、是否為W火焰爐、循環(huán)流化床鍋爐、是否位于高硫煤省份(廣西壯族自治區(qū)、四川、重慶、貴州)的不同情況，以及是否位于國務(wù)院環(huán)境保護行政主管部門劃定的執(zhí)行“特別排放限值”的地區(qū)，提出不同檔次的大氣污染物排放限值。如，煙塵排放限值為30、20、5mg/m3，二氧化硫排放限值分為400、200、100、50、35 mg/m3，氮氧化物(以二氧化氮計)分為200、100、50 mg/m3。“近零排放”就是要使燃煤電廠排放的污染物，在“表面上”達到或低于最嚴檔的燃機特別排放限值的要求，即煙塵5 mg/m3、二氧化硫35 mg/m3、氮氧化物50mg/m3。然而，從以下的分析中可以看出這也只是表面化的嚴格。
我國火電廠大氣污染物的排放限值是采用“濃度”來表示的，因此，“達標排放”是指煙氣中的污染物濃度不超過標準規(guī)定的濃度限值。由于污染物的“濃度”是由污染物的質(zhì)量和煙氣體積兩個因素構(gòu)成，煙氣中的氧含量越高，說明燃燒過程中過?？諝庠蕉啵廴疚餄舛染驮降?。為防止用空氣稀釋濃度達標的現(xiàn)象，“排放標準”規(guī)定了用“基準含氧量”折算的方法。“基準含氧量”是根據(jù)典型的燃料和典型的燃燒技術(shù)來規(guī)定的，規(guī)定燃煤鍋爐為6%、燃氣輪機為15%。
經(jīng)粗略換算，可以理解為在典型情況下，燃煤鍋爐燃燒所用的實際空氣量是理論空氣量的1.4倍(也即空氣過剩系數(shù)α=1.4)，而燃氣輪機所用的實際空氣是理論空氣的3.5倍(α=3.5)。雖然在實際工作中不論燃煤還是燃機，往往都是非典型情況，所以都必須要以各自的“基準含氧量”進行折算，但由于“基準”本身就不同，折算后的污染物濃度也是不可直接相比的。如果將燃機和燃煤的排放限制按相同“基準含氧量”折算的話，燃機排放限值的數(shù)值是原來值的2.5倍，即煙塵、二氧化硫、氮氧化物的排放限值分別由5、35、50 mg/m3，變?yōu)?2.5 mg/m3、87.5 mg/m3、125 mg/m3。換句話說，除了燃機的煙塵的排放限值稍低于燃煤煙氣的特別排放限值外，二氧化硫、氮氧化物反而更寬松，將三項污染物合起來計算，燃機比燃煤排放限值要寬松32.4%。這就是“表面”上看起來更嚴的燃機排放限值實則不然的原因。
再從排放總量看，經(jīng)測算，典型300MW燃煤鍋爐(標態(tài)煙氣量100萬m3/h，空氣過剩系數(shù)α=1.3)，煙塵、二氧化硫、氮氧化物分別按5、35、50 mg/m3排放時，每小時排放量分別大約為5.4、37.8、54 千克;而300MW級燃機(標態(tài)煙氣量185萬m3/h，空氣過剩系數(shù)α=3.5)，依排放限值要求每小時可以排放9.25、64.25、92.5千克，可見，每小時燃機排放總量是燃煤排放的1.7倍。顯然，這樣的“近零排放”的要求是荒謬的。
還有，燃機的煙囪一般在80米且不會超過百米，而煤電機組的煙囪一般為180、210、240米，同等排放量由于煙羽抬升高度和擴散條件的不同，燃煤機組對環(huán)境質(zhì)量的影響要遠低于燃機。
但是，燃機排放限值寬于燃煤排放限值，并不能說明燃機排放標準比燃煤機組排放標準要寬，因為“限值”只是數(shù)字大小的比較，而“標準”是“價值”內(nèi)涵的比較。對火電廠污染控制而言，排放標準的寬嚴只能用同類發(fā)電技術(shù)和相匹配的污染控制技術(shù)是否達到了最佳技術(shù)、經(jīng)濟條件來衡量。這也是“排放標準”為何要劃分不同檔次的原因。同世界各國一樣，我國《環(huán)境保護法》、《大氣污染防治法》都明確規(guī)定，污染物排放標準是依據(jù)環(huán)境質(zhì)量標準和國家的技術(shù)、經(jīng)濟條件制定的。美國、歐盟等制定火電廠大氣污染物排放標準所依據(jù)的技術(shù)原則為“最佳可行技術(shù)”(BAT)。因此，不論是燃機還是燃煤機組，科學合理的大氣污染物排放限值與最佳可行技術(shù)是相一致的，而且排放限值的大小也是隨著技術(shù)、經(jīng)濟條件的變化而變化的。如，我國從1973年《工業(yè)“三廢”排放試行標準》對火電廠大氣污染物排放有要求以來，1991年、1996年、2003年、2011年已經(jīng)多次修訂。由于不同地區(qū)對環(huán)境質(zhì)量的要求不同，技術(shù)、經(jīng)濟條件也有所不同，我國法律規(guī)定了地方政府可以制定嚴于國家排放標準要求的地方排放標準，況且2011的“排放標準”中提出了重點地區(qū)執(zhí)行特別排放限值的新規(guī)定。
燃氣用于民用的環(huán)保性能和便捷性要遠遠優(yōu)于直接燃煤，而煤炭集中發(fā)電的優(yōu)越性大大優(yōu)于散燒煤。所以，不同品種的能源應(yīng)當擔當不同的功能，采用不同的排放標準，如果硬要把燃機排放標準當成燃煤電廠的“近零排放”來衡量，就是要驢當戰(zhàn)馬、馬拉磨。
(2)煙氣連續(xù)監(jiān)測技術(shù)難以支撐“近零排放”監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性，用日平均濃度或者多日平均濃度的監(jiān)測數(shù)據(jù)與排放限值直接比較是概念性錯誤，運行時間不足也難以證明“近零排放”系統(tǒng)的穩(wěn)定性
根據(jù)環(huán)保部頒布的《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T75-2007) 中“7.4參比方法驗收技術(shù)指標要求”規(guī)定：煙塵濃度小于50mg/m3時，絕對誤差不超過15 mg/m3;二氧化硫濃度等于或低于57mg/m3時，絕對誤差不超過17mg/m3;氮氧化物小于或等于41mg/m3時，絕對誤差不超過12mg/m3。再根據(jù)環(huán)保部《固定污染源廢氣 二氧化硫的測定 非分散紅外吸收法》(HJ629-2011)、《固定污染源廢氣 氮氧化物的測定 非分散紅外吸收法》(HJ692-2014)、《固定污染源廢氣 氮氧化物的測定 定電位電解法》(HJ693-2014)，二氧化硫的測定下限10mg/m3;一氧化氮(以NO2計)和二氧化氮的測定下限12mg/m3。一些試點項目的監(jiān)測值低于測定下限甚至低于檢出限，結(jié)果的可靠性值得懷疑。而這只是測定方法誤差而不是自動監(jiān)測系統(tǒng)的全部誤差。如果考慮到監(jiān)測儀器裝設(shè)斷面和監(jiān)測點選取的誤差，尤其是對于老廠改造由于客觀條件的限制，監(jiān)測斷面選取很難做到按技術(shù)規(guī)范的要求，考慮煙氣中含濕量(水分)、溫度、含氧量等因素，尤其是濕度的影響對監(jiān)測精度也會產(chǎn)生較大影響，監(jiān)測系統(tǒng)的總誤差要大大高于分析測定方法的誤差。
因此，在客觀上和技術(shù)上，現(xiàn)有監(jiān)測手段不支持“近零排放”，說的更清楚一點“近零排放”的監(jiān)測數(shù)據(jù)是不可信的。
另外，一些電廠的“近零排放”的數(shù)據(jù)是以日平均濃度或者多日平均濃度與排放標準中的限值進行比較的，這種比較是概念性錯誤。我國的污染物濃度排放標準從產(chǎn)生以來，一直堅持“任何時候”不能超標的準則(盡管我一直認為這個準則對常規(guī)污染物來說是不科學的，會付出過多的經(jīng)濟代價，但它目前仍然是強制性要求)。“任何時候”不超標一般是指無論長期監(jiān)測還是隨意監(jiān)測中，任何一個小時的平均濃度都不超過標準規(guī)定限值，而不是用日平均或者多日均值與標準比較看是否超標。
同時，為了保障機組波動運行和遇到各種不利情況下企業(yè)仍然能夠不超標，電廠在環(huán)保設(shè)施招標、設(shè)計、建設(shè)時都要保留一定裕度。由于特別放限值本身的數(shù)值已經(jīng)很低，加上留有的裕度，很多實際運行中的機組能到達“近零排放”的要求。如，外高橋三廠二氧化硫和氮氧化物盡管沒有按近零排放設(shè)計，但因煤質(zhì)好、裕量大等因素，基本達到了近零排放。所以目前的“近零排放”也只能說是滿足了特別排放限值要求。
由于典型火電廠的脫硝、除塵、脫硫設(shè)備是依次串聯(lián)在煙道上的，影響某種污染治理設(shè)備的治理效果不僅取決于設(shè)備自身，而且取決于上下游設(shè)備的情況。如上游的脫硝會影響到下游的除塵和脫硫，下游的設(shè)備狀況也會影響到上游的煙氣流場，加之機組負荷調(diào)整、煤質(zhì)變化等各種因素都會對煙氣脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響。要想長期保持在“近零排放”狀態(tài)，至少需要一年以上各種可能條件的考驗，而現(xiàn)在并沒有這么長時間的實踐證明。因此，即便“近零排放”監(jiān)測的數(shù)據(jù)不是以折算后的燃機標準相比，這樣的結(jié)果也是不可信的。
(3)“近零排放”在技術(shù)上并沒有重大創(chuàng)新，且嚴苛的條件并非一般燃煤電廠都能達到
我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)界特別是為燃煤電廠直接服務(wù)的主流環(huán)保產(chǎn)業(yè)界，在強力環(huán)保要求下火電廠不斷進行的大氣污染控制設(shè)備建設(shè)和改造中立下了汗馬功勞，也使我國火電廠污染控制水平總體達到了國際先進，一些電力企業(yè)自身通過技術(shù)創(chuàng)新，也實現(xiàn)了世界領(lǐng)先的節(jié)能減排成效。
在“近零排放”方面，環(huán)保產(chǎn)業(yè)界在強大的機遇和壓力下迎難而上，加強了技術(shù)創(chuàng)新力度和提高了服務(wù)水平，這也都是值得尊敬和贊賞的。但是，大型燃煤電廠大氣污染控制所采用的除塵、脫硫、脫硝主流技術(shù)和主體工藝、設(shè)備，近幾十年來并沒有重大突破，世界范圍內(nèi)基本上都是采用上世紀中后期開發(fā)的成熟技術(shù)。從已經(jīng)“實現(xiàn)”“近零排放”所采用的技術(shù)看，主要是對已有技術(shù)和設(shè)備潛力(或者裕量)的挖掘、輔機的改造、系統(tǒng)優(yōu)化、大馬拉小車式的設(shè)備擴容量、材料的改進、昂貴設(shè)備的使用等。如，除塵要采用的濕式電除塵器已在我國冶金等行業(yè)有廣泛應(yīng)用，但在電力行業(yè)，除了日本個別電廠采用之外，并不是普遍采用;二氧化硫控制采用的石灰石-石膏濕法脫硫主要是增加系統(tǒng)的裕度和復雜度，如原來脫硫吸收塔噴淋層為3層，現(xiàn)改為5層或者增加一個吸收塔;氮氧化物控制仍采用常規(guī)選擇性催化還原法，但是增加了催化劑用量。這從達到“近零排放”的其他條件也可以看出一些規(guī)律。如，要求煤質(zhì)含硫量低、灰份較低、揮發(fā)份高、低位發(fā)熱量高、機組負荷運行相對平穩(wěn)等實現(xiàn)“近零排放”的重要條件。而這些條件對于中國目前平均含硫量超過1%、灰份近30%、以及大量低揮發(fā)份的電煤來講，即便是實現(xiàn)特別排放限值都是非常困難的。
所以，雖然大量的小的創(chuàng)新都是實實在在的創(chuàng)新，而且取得了一定的效果，但總體來說，主要還是常規(guī)技術(shù)外延的擴大，不是重大和突破性創(chuàng)新。非創(chuàng)新驅(qū)動的“近零排放”，必然逃脫不出以過高的投資和運行成本實現(xiàn)很低的減排量目標，使污染物減排邊際成本呈指數(shù)式增長的規(guī)律。
(4)“近零排放”的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益的投入產(chǎn)出比太低
不論是從現(xiàn)有的環(huán)保技術(shù)進展來看，還是從二十多年前的環(huán)保技術(shù)來看，如果不考慮成本的話，理論上都是可以做到真正的“近零排放”。因此，從環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和綜合效益來評價污染控制技術(shù)選擇是否正確，是環(huán)境經(jīng)濟管理的核心，也是“近零排放”能否大面積實施的關(guān)鍵。
首先看環(huán)境效益。環(huán)境效益可以從排放總量減少和環(huán)境質(zhì)量改善兩個方面來分析。假設(shè)兩臺600MW機組，在燃用優(yōu)質(zhì)煤的條件下(灰分約10%、硫含量約0.8%、揮發(fā)份約30%)，并采用了低氮燃燒方式，鍋爐出口的煙塵、二氧化硫、氮氧化物濃度分別為15g/m3、200 mg/m3、300mg/m3，按特別排放限值要求，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度在分別達到20、50、100 mg/m3時，每小時脫除量約為65912、8580、880千克，合計脫除75372千克，對應(yīng)的脫除效率分別為99.7%、97.5%、66.7%?？梢姡瑑膳_600MW機組，即便是在折算為6%含氧量時，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放分別達到5、35、50 mg/m3時，排放量每小時可再減少約66千克、66千克、220千克，合計352千克。“近零排放”比起特別排放限值要求，三項污染物合計可多脫除0.47個百分點?？紤]到電廠高架源排放對環(huán)境影響要小的特點，多脫除的部分對環(huán)境質(zhì)量改善作用輕微。
再看經(jīng)濟效益。主要用單位污染治理成本與全社會平均污染治理成本的大小來分析。仍以兩臺60萬千瓦機組為例，目前脫除三項污染物的綜合環(huán)保電價為2.7分/kWh，從不同電廠的測算情況看，實現(xiàn)“近零排放”的環(huán)保成本在原有電價的基礎(chǔ)上增加1～2分/kWh，則增加的352千克污染物削減增量的成本達到1.2-2.4萬元/h。粗略估算多脫除的污染物平均成本為34-68元/kg，遠高于全社會平均治理成本(按制定排污收費標準時測算的全社會平均成本，二氧化硫、氮氧化物約為1.26元/kg)。
最后看綜合效益。主要從環(huán)保系統(tǒng)對資源、能源消耗方面和對機組的可靠性影響方面進行分析。“近零排放”增加了更多的環(huán)保設(shè)備，系統(tǒng)阻力增大，能耗水平提高，設(shè)施整體技術(shù)可靠性降低。如，脫硫設(shè)施需要設(shè)計更多層的吸收塔噴淋層甚至需要吸收塔串聯(lián)或并聯(lián)，脫硝設(shè)施需加裝三層催化劑甚至在爐內(nèi)再加裝SNCR，除塵方面必須加裝濕式電除塵器等。
從以上三個效益分析來看是得不償失，甚至是勞民傷財。
2、企業(yè)為什么要
主動開展“近零排放”
近一二年，電力企業(yè)對執(zhí)行世界最嚴的《火電廠大氣污染物排放標準》中存在的標準過嚴難以達標的問題，以及要求出臺相關(guān)經(jīng)濟政策等方面都有強烈訴求。而且隨著霧霾問題的嚴重，國家進一步加大了污染控制的力度，特別排放限值提前實施，要求電力加快治理步伐，而很多企業(yè)一直苦于難以選擇合適的技術(shù)路線，難以在2014年7月1日最后期限仍難達到排放標準要求。
在國家有關(guān)部門對電力排放的監(jiān)管中，一部分機組因不能滿足環(huán)保要求被通報限期改正。但是，在這樣困難的條件下，為什么一部分電力企業(yè)又“主動”提出了比特別排放限值更嚴要求的“近零排放”呢?
雖然我們不用懷疑企業(yè)對環(huán)保貢獻的自覺性和主動性，但我們更不應(yīng)拋開科學機制去完全相信企業(yè)環(huán)保主動性，如果這樣，就不需要環(huán)保法規(guī)的約束，就不需要政府的監(jiān)管，甚至不需要推進市場經(jīng)濟。
但是，為什么“近零排放”的運動是由企業(yè)挑起而不是政府發(fā)起?
當我們認真追尋某些企業(yè)為什么要“近零排放”的動因時，就會發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律。有的是為了獲得對企業(yè)當前或者未來發(fā)展有利的新的煤電項目的審批，有的是為了現(xiàn)有煤電的生存，以防止過度關(guān)停還處于“青壯年”且有良好效益的煤電機組，有的是害怕政府讓企業(yè)實施燃氣替代煤電從而付出比“近零排放”高出約數(shù)十倍的成本，還有的是因為種種原因與地方政府達成某種協(xié)議。
但始料不及的是，企業(yè)的這種“戰(zhàn)術(shù)”在環(huán)保產(chǎn)業(yè)界、媒體、專家的共同熱捧下，在部分地方政府的行政要求下，逐步演變成了企業(yè)主動或者是被動但表現(xiàn)出的是爭先恐后搞“近零排放”的局面。這種“正反饋”式的機制，使中國正上演著一場讓全世界為之瞠目結(jié)舌的火電廠“近零排放”“大躍進”。
目前我國煤電廠執(zhí)行的大氣污染物排放標準已經(jīng)是“史上最嚴”、“世界最嚴”。奇怪的是，近期不少發(fā)電企業(yè)卻主動請纓、自我加壓，要做到“燃機排放標準”或者“近零排放”等。這到底意欲何為?“燃機排放標準”比燃煤發(fā)電的排放標準真的更嚴嗎?“近零排放”是環(huán)保問題，也是經(jīng)濟問題，要達到真正的“近零”要求，需要大量的資金投入并增加運行成本，又到底值不值?
在“近零排放”被越來越多的地方政府和發(fā)電企業(yè)主動或被動的推廣開來的時候，本文對此明確地說出了“不”。《中國能源報》本期推出此文，希望給讀者提供更多的角度和信息，來審視、品評當下的煤電“近零排放”。
近一年多來，燃煤電廠大氣污染物“近零排放”已成為能源、電力、環(huán)境、科技甚至社會上的熱點話題。部分電力企業(yè)爭先恐后為自己企業(yè)的機組“首先”、“率先”、“第一個”、“首臺”實現(xiàn)了“近零排放”、“比燃機排放還低”(本文的“燃機”特指“以氣體為燃料的燃氣輪機組”，因為它比以液體為燃料的燃氣輪機組環(huán)保要求高)、“超潔凈排放”等報喜。某些新建電廠已按“近零排放”進行建設(shè)，為數(shù)不少的現(xiàn)役燃煤機組已列入“近零排放”改造計劃，科研管理部門抓緊攻關(guān)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)界緊緊跟進、媒體持續(xù)跟蹤、專家學者紛紛解讀、宏觀經(jīng)濟調(diào)控部門也正在研究是否把“近零排放”納入到宏觀決策之中……
一時間，“近零排放”建設(shè)或者改造之風，正由浙江、廣東、江蘇、山東、山西、陜西、四川等省市向全國漫延。然而，不論“近零排放”之聲多么美妙，伴隨著“近零排放”推進過程中的困惑也越來越多，那就讓我們試著撥開這些團團迷霧。
1、對“近零排放”概念存在的
若干糊涂認識
(1)“近零排放”的概念不清，一般是以“燃機排放標準”作為判據(jù)，對排放標準的表面化錯誤理解造成荒謬的結(jié)果
國內(nèi)外并沒有公認的燃煤電廠大氣污染物“近零排放”的定義，實際應(yīng)用中多種表述共存，如“近零排放”、“趨零排放”、“超低排放”、“超凈排放”、“超潔凈排放”、“低于燃機排放標準排放”等等。從各種表述和案例中分析得出的共同特點，是把燃煤電廠排放的煙塵、二氧化硫和氮氧化物三項大氣污染物(未包含二氧化碳等)與《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)(以下簡稱“排放標準”)中規(guī)定的燃機要執(zhí)行“大氣污染物特別排放限值”(以下簡稱“特別排放限值”)相比較，將達到或者低于燃機排放限值的情況稱為燃煤機組的“近零排放”。
在“標準”中，根據(jù)燃煤機組是“新建鍋爐”還是“現(xiàn)有鍋爐”、是否為W火焰爐、循環(huán)流化床鍋爐、是否位于高硫煤省份(廣西壯族自治區(qū)、四川、重慶、貴州)的不同情況，以及是否位于國務(wù)院環(huán)境保護行政主管部門劃定的執(zhí)行“特別排放限值”的地區(qū)，提出不同檔次的大氣污染物排放限值。如，煙塵排放限值為30、20、5mg/m3，二氧化硫排放限值分為400、200、100、50、35 mg/m3，氮氧化物(以二氧化氮計)分為200、100、50 mg/m3。“近零排放”就是要使燃煤電廠排放的污染物，在“表面上”達到或低于最嚴檔的燃機特別排放限值的要求，即煙塵5 mg/m3、二氧化硫35 mg/m3、氮氧化物50mg/m3。然而，從以下的分析中可以看出這也只是表面化的嚴格。
我國火電廠大氣污染物的排放限值是采用“濃度”來表示的，因此，“達標排放”是指煙氣中的污染物濃度不超過標準規(guī)定的濃度限值。由于污染物的“濃度”是由污染物的質(zhì)量和煙氣體積兩個因素構(gòu)成，煙氣中的氧含量越高，說明燃燒過程中過?？諝庠蕉啵廴疚餄舛染驮降?。為防止用空氣稀釋濃度達標的現(xiàn)象，“排放標準”規(guī)定了用“基準含氧量”折算的方法。“基準含氧量”是根據(jù)典型的燃料和典型的燃燒技術(shù)來規(guī)定的，規(guī)定燃煤鍋爐為6%、燃氣輪機為15%。
經(jīng)粗略換算，可以理解為在典型情況下，燃煤鍋爐燃燒所用的實際空氣量是理論空氣量的1.4倍(也即空氣過剩系數(shù)α=1.4)，而燃氣輪機所用的實際空氣是理論空氣的3.5倍(α=3.5)。雖然在實際工作中不論燃煤還是燃機，往往都是非典型情況，所以都必須要以各自的“基準含氧量”進行折算，但由于“基準”本身就不同，折算后的污染物濃度也是不可直接相比的。如果將燃機和燃煤的排放限制按相同“基準含氧量”折算的話，燃機排放限值的數(shù)值是原來值的2.5倍，即煙塵、二氧化硫、氮氧化物的排放限值分別由5、35、50 mg/m3，變?yōu)?2.5 mg/m3、87.5 mg/m3、125 mg/m3。換句話說，除了燃機的煙塵的排放限值稍低于燃煤煙氣的特別排放限值外，二氧化硫、氮氧化物反而更寬松，將三項污染物合起來計算，燃機比燃煤排放限值要寬松32.4%。這就是“表面”上看起來更嚴的燃機排放限值實則不然的原因。
再從排放總量看，經(jīng)測算，典型300MW燃煤鍋爐(標態(tài)煙氣量100萬m3/h，空氣過剩系數(shù)α=1.3)，煙塵、二氧化硫、氮氧化物分別按5、35、50 mg/m3排放時，每小時排放量分別大約為5.4、37.8、54 千克;而300MW級燃機(標態(tài)煙氣量185萬m3/h，空氣過剩系數(shù)α=3.5)，依排放限值要求每小時可以排放9.25、64.25、92.5千克，可見，每小時燃機排放總量是燃煤排放的1.7倍。顯然，這樣的“近零排放”的要求是荒謬的。
還有，燃機的煙囪一般在80米且不會超過百米，而煤電機組的煙囪一般為180、210、240米，同等排放量由于煙羽抬升高度和擴散條件的不同，燃煤機組對環(huán)境質(zhì)量的影響要遠低于燃機。
但是，燃機排放限值寬于燃煤排放限值，并不能說明燃機排放標準比燃煤機組排放標準要寬，因為“限值”只是數(shù)字大小的比較，而“標準”是“價值”內(nèi)涵的比較。對火電廠污染控制而言，排放標準的寬嚴只能用同類發(fā)電技術(shù)和相匹配的污染控制技術(shù)是否達到了最佳技術(shù)、經(jīng)濟條件來衡量。這也是“排放標準”為何要劃分不同檔次的原因。同世界各國一樣，我國《環(huán)境保護法》、《大氣污染防治法》都明確規(guī)定，污染物排放標準是依據(jù)環(huán)境質(zhì)量標準和國家的技術(shù)、經(jīng)濟條件制定的。美國、歐盟等制定火電廠大氣污染物排放標準所依據(jù)的技術(shù)原則為“最佳可行技術(shù)”(BAT)。因此，不論是燃機還是燃煤機組，科學合理的大氣污染物排放限值與最佳可行技術(shù)是相一致的，而且排放限值的大小也是隨著技術(shù)、經(jīng)濟條件的變化而變化的。如，我國從1973年《工業(yè)“三廢”排放試行標準》對火電廠大氣污染物排放有要求以來，1991年、1996年、2003年、2011年已經(jīng)多次修訂。由于不同地區(qū)對環(huán)境質(zhì)量的要求不同，技術(shù)、經(jīng)濟條件也有所不同，我國法律規(guī)定了地方政府可以制定嚴于國家排放標準要求的地方排放標準，況且2011的“排放標準”中提出了重點地區(qū)執(zhí)行特別排放限值的新規(guī)定。
燃氣用于民用的環(huán)保性能和便捷性要遠遠優(yōu)于直接燃煤，而煤炭集中發(fā)電的優(yōu)越性大大優(yōu)于散燒煤。所以，不同品種的能源應(yīng)當擔當不同的功能，采用不同的排放標準，如果硬要把燃機排放標準當成燃煤電廠的“近零排放”來衡量，就是要驢當戰(zhàn)馬、馬拉磨。
(2)煙氣連續(xù)監(jiān)測技術(shù)難以支撐“近零排放”監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性，用日平均濃度或者多日平均濃度的監(jiān)測數(shù)據(jù)與排放限值直接比較是概念性錯誤，運行時間不足也難以證明“近零排放”系統(tǒng)的穩(wěn)定性
根據(jù)環(huán)保部頒布的《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T75-2007) 中“7.4參比方法驗收技術(shù)指標要求”規(guī)定：煙塵濃度小于50mg/m3時，絕對誤差不超過15 mg/m3;二氧化硫濃度等于或低于57mg/m3時，絕對誤差不超過17mg/m3;氮氧化物小于或等于41mg/m3時，絕對誤差不超過12mg/m3。再根據(jù)環(huán)保部《固定污染源廢氣 二氧化硫的測定 非分散紅外吸收法》(HJ629-2011)、《固定污染源廢氣 氮氧化物的測定 非分散紅外吸收法》(HJ692-2014)、《固定污染源廢氣 氮氧化物的測定 定電位電解法》(HJ693-2014)，二氧化硫的測定下限10mg/m3;一氧化氮(以NO2計)和二氧化氮的測定下限12mg/m3。一些試點項目的監(jiān)測值低于測定下限甚至低于檢出限，結(jié)果的可靠性值得懷疑。而這只是測定方法誤差而不是自動監(jiān)測系統(tǒng)的全部誤差。如果考慮到監(jiān)測儀器裝設(shè)斷面和監(jiān)測點選取的誤差，尤其是對于老廠改造由于客觀條件的限制，監(jiān)測斷面選取很難做到按技術(shù)規(guī)范的要求，考慮煙氣中含濕量(水分)、溫度、含氧量等因素，尤其是濕度的影響對監(jiān)測精度也會產(chǎn)生較大影響，監(jiān)測系統(tǒng)的總誤差要大大高于分析測定方法的誤差。
因此，在客觀上和技術(shù)上，現(xiàn)有監(jiān)測手段不支持“近零排放”，說的更清楚一點“近零排放”的監(jiān)測數(shù)據(jù)是不可信的。
另外，一些電廠的“近零排放”的數(shù)據(jù)是以日平均濃度或者多日平均濃度與排放標準中的限值進行比較的，這種比較是概念性錯誤。我國的污染物濃度排放標準從產(chǎn)生以來，一直堅持“任何時候”不能超標的準則(盡管我一直認為這個準則對常規(guī)污染物來說是不科學的，會付出過多的經(jīng)濟代價，但它目前仍然是強制性要求)。“任何時候”不超標一般是指無論長期監(jiān)測還是隨意監(jiān)測中，任何一個小時的平均濃度都不超過標準規(guī)定限值，而不是用日平均或者多日均值與標準比較看是否超標。
同時，為了保障機組波動運行和遇到各種不利情況下企業(yè)仍然能夠不超標，電廠在環(huán)保設(shè)施招標、設(shè)計、建設(shè)時都要保留一定裕度。由于特別放限值本身的數(shù)值已經(jīng)很低，加上留有的裕度，很多實際運行中的機組能到達“近零排放”的要求。如，外高橋三廠二氧化硫和氮氧化物盡管沒有按近零排放設(shè)計，但因煤質(zhì)好、裕量大等因素，基本達到了近零排放。所以目前的“近零排放”也只能說是滿足了特別排放限值要求。
由于典型火電廠的脫硝、除塵、脫硫設(shè)備是依次串聯(lián)在煙道上的，影響某種污染治理設(shè)備的治理效果不僅取決于設(shè)備自身，而且取決于上下游設(shè)備的情況。如上游的脫硝會影響到下游的除塵和脫硫，下游的設(shè)備狀況也會影響到上游的煙氣流場，加之機組負荷調(diào)整、煤質(zhì)變化等各種因素都會對煙氣脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響。要想長期保持在“近零排放”狀態(tài)，至少需要一年以上各種可能條件的考驗，而現(xiàn)在并沒有這么長時間的實踐證明。因此，即便“近零排放”監(jiān)測的數(shù)據(jù)不是以折算后的燃機標準相比，這樣的結(jié)果也是不可信的。
(3)“近零排放”在技術(shù)上并沒有重大創(chuàng)新，且嚴苛的條件并非一般燃煤電廠都能達到
我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)界特別是為燃煤電廠直接服務(wù)的主流環(huán)保產(chǎn)業(yè)界，在強力環(huán)保要求下火電廠不斷進行的大氣污染控制設(shè)備建設(shè)和改造中立下了汗馬功勞，也使我國火電廠污染控制水平總體達到了國際先進，一些電力企業(yè)自身通過技術(shù)創(chuàng)新，也實現(xiàn)了世界領(lǐng)先的節(jié)能減排成效。
在“近零排放”方面，環(huán)保產(chǎn)業(yè)界在強大的機遇和壓力下迎難而上，加強了技術(shù)創(chuàng)新力度和提高了服務(wù)水平，這也都是值得尊敬和贊賞的。但是，大型燃煤電廠大氣污染控制所采用的除塵、脫硫、脫硝主流技術(shù)和主體工藝、設(shè)備，近幾十年來并沒有重大突破，世界范圍內(nèi)基本上都是采用上世紀中后期開發(fā)的成熟技術(shù)。從已經(jīng)“實現(xiàn)”“近零排放”所采用的技術(shù)看，主要是對已有技術(shù)和設(shè)備潛力(或者裕量)的挖掘、輔機的改造、系統(tǒng)優(yōu)化、大馬拉小車式的設(shè)備擴容量、材料的改進、昂貴設(shè)備的使用等。如，除塵要采用的濕式電除塵器已在我國冶金等行業(yè)有廣泛應(yīng)用，但在電力行業(yè)，除了日本個別電廠采用之外，并不是普遍采用;二氧化硫控制采用的石灰石-石膏濕法脫硫主要是增加系統(tǒng)的裕度和復雜度，如原來脫硫吸收塔噴淋層為3層，現(xiàn)改為5層或者增加一個吸收塔;氮氧化物控制仍采用常規(guī)選擇性催化還原法，但是增加了催化劑用量。這從達到“近零排放”的其他條件也可以看出一些規(guī)律。如，要求煤質(zhì)含硫量低、灰份較低、揮發(fā)份高、低位發(fā)熱量高、機組負荷運行相對平穩(wěn)等實現(xiàn)“近零排放”的重要條件。而這些條件對于中國目前平均含硫量超過1%、灰份近30%、以及大量低揮發(fā)份的電煤來講，即便是實現(xiàn)特別排放限值都是非常困難的。
所以，雖然大量的小的創(chuàng)新都是實實在在的創(chuàng)新，而且取得了一定的效果，但總體來說，主要還是常規(guī)技術(shù)外延的擴大，不是重大和突破性創(chuàng)新。非創(chuàng)新驅(qū)動的“近零排放”，必然逃脫不出以過高的投資和運行成本實現(xiàn)很低的減排量目標，使污染物減排邊際成本呈指數(shù)式增長的規(guī)律。
(4)“近零排放”的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益的投入產(chǎn)出比太低
不論是從現(xiàn)有的環(huán)保技術(shù)進展來看，還是從二十多年前的環(huán)保技術(shù)來看，如果不考慮成本的話，理論上都是可以做到真正的“近零排放”。因此，從環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和綜合效益來評價污染控制技術(shù)選擇是否正確，是環(huán)境經(jīng)濟管理的核心，也是“近零排放”能否大面積實施的關(guān)鍵。
首先看環(huán)境效益。環(huán)境效益可以從排放總量減少和環(huán)境質(zhì)量改善兩個方面來分析。假設(shè)兩臺600MW機組，在燃用優(yōu)質(zhì)煤的條件下(灰分約10%、硫含量約0.8%、揮發(fā)份約30%)，并采用了低氮燃燒方式，鍋爐出口的煙塵、二氧化硫、氮氧化物濃度分別為15g/m3、200 mg/m3、300mg/m3，按特別排放限值要求，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度在分別達到20、50、100 mg/m3時，每小時脫除量約為65912、8580、880千克，合計脫除75372千克，對應(yīng)的脫除效率分別為99.7%、97.5%、66.7%?？梢姡瑑膳_600MW機組，即便是在折算為6%含氧量時，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放分別達到5、35、50 mg/m3時，排放量每小時可再減少約66千克、66千克、220千克，合計352千克。“近零排放”比起特別排放限值要求，三項污染物合計可多脫除0.47個百分點?？紤]到電廠高架源排放對環(huán)境影響要小的特點，多脫除的部分對環(huán)境質(zhì)量改善作用輕微。
再看經(jīng)濟效益。主要用單位污染治理成本與全社會平均污染治理成本的大小來分析。仍以兩臺60萬千瓦機組為例，目前脫除三項污染物的綜合環(huán)保電價為2.7分/kWh，從不同電廠的測算情況看，實現(xiàn)“近零排放”的環(huán)保成本在原有電價的基礎(chǔ)上增加1～2分/kWh，則增加的352千克污染物削減增量的成本達到1.2-2.4萬元/h。粗略估算多脫除的污染物平均成本為34-68元/kg，遠高于全社會平均治理成本(按制定排污收費標準時測算的全社會平均成本，二氧化硫、氮氧化物約為1.26元/kg)。
最后看綜合效益。主要從環(huán)保系統(tǒng)對資源、能源消耗方面和對機組的可靠性影響方面進行分析。“近零排放”增加了更多的環(huán)保設(shè)備，系統(tǒng)阻力增大，能耗水平提高，設(shè)施整體技術(shù)可靠性降低。如，脫硫設(shè)施需要設(shè)計更多層的吸收塔噴淋層甚至需要吸收塔串聯(lián)或并聯(lián)，脫硝設(shè)施需加裝三層催化劑甚至在爐內(nèi)再加裝SNCR，除塵方面必須加裝濕式電除塵器等。
從以上三個效益分析來看是得不償失，甚至是勞民傷財。
2、企業(yè)為什么要
主動開展“近零排放”
近一二年，電力企業(yè)對執(zhí)行世界最嚴的《火電廠大氣污染物排放標準》中存在的標準過嚴難以達標的問題，以及要求出臺相關(guān)經(jīng)濟政策等方面都有強烈訴求。而且隨著霧霾問題的嚴重，國家進一步加大了污染控制的力度，特別排放限值提前實施，要求電力加快治理步伐，而很多企業(yè)一直苦于難以選擇合適的技術(shù)路線，難以在2014年7月1日最后期限仍難達到排放標準要求。
在國家有關(guān)部門對電力排放的監(jiān)管中，一部分機組因不能滿足環(huán)保要求被通報限期改正。但是，在這樣困難的條件下，為什么一部分電力企業(yè)又“主動”提出了比特別排放限值更嚴要求的“近零排放”呢?
雖然我們不用懷疑企業(yè)對環(huán)保貢獻的自覺性和主動性，但我們更不應(yīng)拋開科學機制去完全相信企業(yè)環(huán)保主動性，如果這樣，就不需要環(huán)保法規(guī)的約束，就不需要政府的監(jiān)管，甚至不需要推進市場經(jīng)濟。
但是，為什么“近零排放”的運動是由企業(yè)挑起而不是政府發(fā)起?
當我們認真追尋某些企業(yè)為什么要“近零排放”的動因時，就會發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律。有的是為了獲得對企業(yè)當前或者未來發(fā)展有利的新的煤電項目的審批，有的是為了現(xiàn)有煤電的生存，以防止過度關(guān)停還處于“青壯年”且有良好效益的煤電機組，有的是害怕政府讓企業(yè)實施燃氣替代煤電從而付出比“近零排放”高出約數(shù)十倍的成本，還有的是因為種種原因與地方政府達成某種協(xié)議。
但始料不及的是，企業(yè)的這種“戰(zhàn)術(shù)”在環(huán)保產(chǎn)業(yè)界、媒體、專家的共同熱捧下，在部分地方政府的行政要求下，逐步演變成了企業(yè)主動或者是被動但表現(xiàn)出的是爭先恐后搞“近零排放”的局面。這種“正反饋”式的機制，使中國正上演著一場讓全世界為之瞠目結(jié)舌的火電廠“近零排放”“大躍進”。
