王志軒：消除煙囪"白煙"是舍本求末得不償失

大氣網(wǎng)訊:在全國人民抗擊新型冠狀病毒肺炎的特殊時期，有關(guān)春節(jié)期間引起嚴重霧霾天氣原因的分析文章在新媒體大量傳播。仔細一看，一些具有顯著誤導性文章（論點）卻只是換了個標題老調(diào)重談，就像換了個馬甲又重現(xiàn)江湖。這些文章發(fā)布是否合乎時宜，讀者自有評判，但如果不正本清源，必然會對社會產(chǎn)生不良影響。簡要歸納這些文章有一個集中指向，把霧霾成因說成是主要由火電廠濕法脫硫后排放的濕煙氣（簡稱“白煙”或者“有色煙羽”）所為，進而極力鼓吹“消白”，并推薦、宣傳相應(yīng)的技術(shù)或公司。就文章的寫法和內(nèi)容不難看出有以下顯著特點：一是先把自己打扮成環(huán)保專家，講一些似是而非的道理，以偏概全、移花接木，把復雜的霧霾形成問題簡單化、單一化成“白煙”所為。二是污名化中國火電廠污染控制成就，認為花費巨大經(jīng)濟代價沒有相應(yīng)效果，指責政府管理不力；三是把中國對火電廠的污染控制技術(shù)路線與發(fā)達國家對立起來，造成了中國不如國外的假象，順便給電力行業(yè)戴上一頂行業(yè)保護的帽子并貼上只講經(jīng)濟效益不重視環(huán)保的標簽；四是推薦技術(shù)設(shè)備，并宣稱取得了“輝煌”業(yè)績，造成環(huán)保技術(shù)唯我獨尊的假象。近日，有五位專家接受媒體采訪集中解答了污染成因的一些問題，對以上部分問題起到了一定正本清原的作用。但是從發(fā)電行業(yè)看，以一個長期從事電力環(huán)保專業(yè)者來看，還有一些問題必須進一步澄清，有些“鍋”電力行業(yè)、電力環(huán)保人不背！

電力結(jié)構(gòu)調(diào)整成效顯著

電力結(jié)構(gòu)向清潔低碳發(fā)展。截至2018年底，全國發(fā)電裝機容量190012萬千瓦。其中，水電35259萬千瓦、火電114408萬千瓦（其中煤電100835萬千瓦），核電4466萬千瓦，并網(wǎng)風電18427萬千瓦，并網(wǎng)太陽能發(fā)電17433萬千瓦。2018年，全國全口徑發(fā)電量69947億千瓦時。其中，水電12321億千瓦時，火電49249億千瓦時（其中煤電44829億千瓦時），核電2950億千瓦時，并網(wǎng)風電3658億千瓦時，并網(wǎng)太陽能發(fā)電1769億千瓦時。2018年，全國非化石能源發(fā)電裝機容量占全國發(fā)電總裝機容量的40.8%，非化石能源發(fā)電量占全口徑發(fā)電量的30.9%。

火電裝機占比60.2%、發(fā)電量占比70.4%（煤電裝機占比53.1%、發(fā)電量占比64.1%；燃氣發(fā)電裝機占比10.5%、發(fā)電量占比4.4%）。中國30萬千瓦及以上火電機組裝機容量占全國火電裝機容量的比重由1978年的3.8%提升至2018年的80.1%，火電單機100萬千瓦及以上容量等級機組從無到占比達10%。2018年，全國6000千瓦及以上火電機組供電標準煤耗307.6克/千瓦時，比1978年的471克/千瓦時下降了163.4克/千瓦時；單位發(fā)電量耗水量由2000年的4.1千克/千瓦時降至2018年的1.23千克/千瓦時，降幅約70%；與世界主要煤電國家相比，在不考慮負荷因素影響下，我國煤電效率與日本基本持平，總體上優(yōu)于德國、美國。

電力大氣污染物排放控制成效巨大

煤電煙塵排放量由1978年約600萬噸，降至2018年的21萬噸左右，下降超過96%；二氧化硫排放量由2006年峰值1350萬噸，降至2018年的99萬噸左右，比峰值下降約93%；氮氧化物排放量由2011年峰值1000萬噸左右，降至2018年的96萬噸左右，比峰值下降約90%。2018年與1978年相比，污染排放強度即單位發(fā)電量煤電煙塵（顆粒物）、二氧化硫、氮氧化物排放量，分別由約26、10、3.6克/千瓦時，下降到0.04、0.20和0.19克/千瓦時，這一水平達到世界領(lǐng)先水平。由1圖可以看出，隨著火電發(fā)電量的增長，污染物排放量呈現(xiàn)先升后降，并在近10多年來加快下降，表明了我國污染控制技術(shù)的不斷進步和力度不斷強化。

污染控制水平達世界先進，對環(huán)境的質(zhì)量的影響極大改善

衡量污染控制水平首先是排放標準的對比。中國對火電廠大氣污染物排放控制的污染因子主要為煙塵（顆粒物）、二氧化硫、氮氧化物3項，這與全世界對燃煤電廠的控制要求是相同的。法定控制要求主要通過大氣污染物排放標準來約束。從1974年有國家排放標準以來，國家火電廠大氣污物排放標準又經(jīng)歷了四次制定和修訂，現(xiàn)行的標準是2011修訂的。標準變化的過程就是不斷嚴格污染物控制的過程，標準的修訂頻次在世界上是最高的，標準的要求的限值及考核要求（以小時濃度均值考核）在世界上也是最嚴的。在實際執(zhí)行過程中，國家有關(guān)部門通過制定超低排放文件，對大部分電廠提出的要求比國家排放標準要求更嚴。

火電廠排放的污染物對大氣環(huán)境質(zhì)量的影響主要有直接影響和間接影響。直接影響是指由生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的煙塵、SO2、NOx等污染物（一次污染物），經(jīng)過環(huán)保設(shè)備排放到環(huán)境后，經(jīng)大氣擴散、稀釋對受影響的地區(qū)在一定時間段內(nèi)，增加了空氣中污染物濃度的現(xiàn)象；間接影響是指排放的一次污染物或者在治理過程中產(chǎn)生的新污染物（二次污染物）在大氣中發(fā)生大氣化學反應(yīng)又生成了新的污染物或者一次、二次污染物通過物理凝聚形成新的污染現(xiàn)象。顯然，要做到有效控制污染必須從減少一次、二次污染兩方面著手、不論從大氣污染控制理論還是實踐看，燃煤電廠核心和首要問題是減少一次污染物排放，同時，在選擇污染控制工藝時必須考慮減少二次污染物的產(chǎn)生?？梢哉f，幾十年來，中國火電廠大氣污染物控制的歷史和實踐就是一部不斷減少一次污染排放和限制二次污染產(chǎn)生和排放的歷史。從主流燃煤發(fā)電工藝和煙氣治理工藝特性看，燃煤電廠排放的煙氣中的顆粒物幾乎全為PM10，且其中PM2.5所占比重較大。如，國電環(huán)境保護研究院對長三角地區(qū)6個有代表性的燃煤電廠排放的煙塵、PM10和PM2.5進行了實測，結(jié)果表明：受檢燃煤電廠的煙氣經(jīng)過靜電除塵器和石灰石-石膏濕法脫硫后，PM10和PM2.5的占比分別為87.54%～95.90%，41.22%～50.31%，平均為91.57%和46.14%。近年來，火電廠大規(guī)模提高除塵、脫硫、脫硝裝置的效率，使電力行業(yè)一次污染物煙塵、SO2、NOx的排放總量和單位發(fā)電量排放量不斷下降，極大降低了一次污染物的直接影響并減少了形成二次污染的機會，這一點從我國酸雨程度的改善就可以得到證明；同時，通過污染治理工藝的選擇和技術(shù)措施以及技術(shù)規(guī)范性的限制等，盡量減少新形成的二次污染。據(jù)生態(tài)環(huán)境部公布，截至2019年底，全國實現(xiàn)超低排放的煤電機組約8.9億千瓦。中國火電廠大氣污染物控制技術(shù)與管理水平已處于世界先進行列，大幅削減了常規(guī)大氣污染物排放，對改善大氣環(huán)境質(zhì)量發(fā)揮了重要作用。

需要強調(diào)是，中國火電廠大氣污染物控制的排放標準要求、控制的技術(shù)措施等，是充分吸收了全世界大氣污染控制經(jīng)驗而形成的，其關(guān)鍵技術(shù)、核心設(shè)備也是先從發(fā)達國家引進逐步形成自有知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)的，工藝路線具有高度的同源性和可比性。如選擇石灰石濕法脫硫技術(shù)、取消GGH等也是在汲取了美國等發(fā)達國家的經(jīng)驗，結(jié)合中國的教訓和經(jīng)驗，經(jīng)過充分論證來推進的。根本不是一些人主觀臆測電力行業(yè)為了少花錢而取消的。

全面開展火電廠濕煙羽控制是盲目措施

2017年以來，全國多地相繼出臺一些地方標準和行政文件，規(guī)定對主要工業(yè)源排放濕煙羽顏色、溫度和措施進行控制。如，不同地方環(huán)保部門規(guī)定“燃煤發(fā)電鍋爐應(yīng)采取煙溫控制及其他有效措施消除石膏雨、有色煙羽等現(xiàn)象”，再如 “燃煤鍋爐應(yīng)采取相應(yīng)技術(shù)降低煙氣排放溫度，通過收集煙氣中液滴和飽和水蒸氣中水分的方式，減少溶解性鹽類和可凝結(jié)顆粒物的排放”，還有“位于環(huán)境空氣敏感區(qū)的燃煤電廠應(yīng)采取煙溫控制或其他有效措施消除石膏雨、有色煙羽等現(xiàn)象”等 。系統(tǒng)分析這些要求，結(jié)合一些發(fā)表的言論，對消除煙羽問題提出幾點上人看法。

一是對濕煙羽形成和影響認識不清，判據(jù)缺乏嚴謹性。火電廠的產(chǎn)生濕煙羽是由于普遍采用的濕法脫硫工藝（脫硫出口煙氣一般為處于飽和或接近飽和狀態(tài)，煙氣溫度一般在45～52℃）后，煙氣經(jīng)煙囪排放到大氣中，與溫度相對較低的環(huán)境空氣接觸而冷凝及凝結(jié)，所形成的大量霧狀水汽對光線產(chǎn)生折射、散射，因天空背景色和天空光照、觀察角度等原因發(fā)生顏色的細微變化，通常呈現(xiàn)出白色、灰（白）色或藍色等。其中，“白色煙羽”較為常見，飽和濕煙氣直接經(jīng)煙囪進入大氣環(huán)境，遇冷凝結(jié)成微小液滴而產(chǎn)生，對于治理設(shè)施質(zhì)量合格的超低排放機組來說，其成分以水霧為主，污染物濃度很低，對環(huán)境質(zhì)量無直接影響，屬視覺污染。“灰（白）色煙羽”是在較暗光線下，光線經(jīng)大量霧狀水汽或反射或折射，視覺上感覺“發(fā)暗、發(fā)黑”，當然也不排除是由于除塵效果不好所致。“藍色煙羽”可能是煙氣中主要含有以三氧化硫/硫酸氣溶膠為代表的可凝結(jié)顆粒物在濃度較高時形成，此種情況很少，根據(jù)發(fā)電企業(yè)測試數(shù)據(jù)，燃煤硫分約1.5%的超低排放電廠，煙氣中三氧化硫濃度已經(jīng)降至5 mg/m3左右，其它溶解鹽含量一般在1 mg/m3左右；而其它燃用更低硫分煤炭的電廠，三氧化硫排放已到1 mg/m3以下。同時，濕煙羽也會發(fā)生在燃用含水量較高的褐煤電廠；更會體出現(xiàn)在機械式濕式除塵器如在上世紀八九十年代火電廠普遍采用的文丘里濕式除塵器上。

不同地方環(huán)保機構(gòu)對數(shù)點濕煙羽的看法和治理要求并不統(tǒng)一，有的將“白色煙羽”“灰色煙羽”“藍色煙羽”統(tǒng)稱為“有色煙羽”，有的則認為治理濕煙羽只是針對“消白”。由于認識上不一致，所以提出“觀測法”和“排煙溫度法”不同的判定依據(jù)缺乏嚴謹性。如，“觀測法”要求觀察者在觀測條件下未見明顯有色煙羽即可視為有色煙羽消除，但在執(zhí)法中存在一定干擾因素，如，光線、觀察角度、觀察者主觀判斷等；而“排煙溫度法”針對不同控制措施、季節(jié)等提出排煙溫度限值，通過煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）可監(jiān)管排煙溫度，但“顏色”“控溫”與“環(huán)境質(zhì)量”不存在對應(yīng)關(guān)系，因此也無法有效反映濕煙羽控制效果。圖2中的3張圖是我在內(nèi)蒙古一個電廠所攝，電廠環(huán)保設(shè)施穩(wěn)定運行，全部滿足環(huán)保要求，但煙流在不同光線、不同時間、不同角度下呈現(xiàn)不同顏色。實際上生活常識告訴我們，即便是云有時是“白云”有些則是“烏云”有時更是“彩霞”。

二是治理措施及效果與環(huán)境質(zhì)量脫節(jié)。現(xiàn)行火電企業(yè)實施的濕煙羽治理措施，本質(zhì)上是通過調(diào)整煙氣溫度、濕度改變煙氣排入環(huán)境后水汽凝結(jié)狀態(tài)，主要目的還是消除“白色煙羽”視覺影響。其中，煙氣加熱消白的方式并不能削減煙氣中已有污染物排放，相反煙氣加熱需要消耗能量，增加能源消耗，這意味著總體上增加了污染物排放；煙氣冷凝消白的方式（包括煙氣冷凝再熱方式）通過回收煙氣中凝結(jié)水對減少煙氣中污染物排放有一定效果，但在普遍實現(xiàn)煙氣超低排放情況下這種效果有限，對改善環(huán)境空氣質(zhì)量收效甚微。有的地方執(zhí)法部門甚至規(guī)定只要電廠加裝了消白裝置并連續(xù)運行則可以免予監(jiān)督，不管是否有消白效果，顯然是為做工程而行政執(zhí)法?？梢钥闯觯痣姀S濕煙羽治理本質(zhì)上與改善環(huán)境質(zhì)量無關(guān)，從政策目標、監(jiān)管要求和治理措施上看，僅能起到消除視覺影響的作用。