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煤电超低排放,路在何方?

来源:江南娱乐-意甲尤文图斯亚
时间:2024-08-16 22:49:15
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  编者按

  近期在我国煤电行业,特别是大型发电企业中,兴起了近零、超低排放之风,且有星火燎原之势。我们首先要为这种勇于探索、敢为人先的精神和创举喝彩,同时也要从理性科学的角度予以分析。我们希望就这一问题在更广泛的层面展开讨论。

  强制性的环保排放标准或者行政许可式要求的制定和推出,是一个庞大的系统性工程。对于煤电超低排放,除了科学性之外,以什么样的方式推进,同样值得关注。这是作者 “雾霾与煤电”系列的第三篇,前两篇分别发表于:6月30日本报第15版,题目为《煤电是中国治霾关键》 ,及8月18日本报第15版,题目为《煤电近零排放不科学》。希望这些文章能引导我们的讨论走向深入。

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煤电是中国治霾关键

煤电近零排放不科学

  一、依法性与科学性是开展超低排放的前提

  近来,一些燃煤电厂开展的比《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)(以下简称《排放标准》)中特别排放限值要求更严的大气污染治理工程相继建成或改造完成投入运行,还有一些电厂正在科技攻关、工业示范,有大量现役电厂正在编制技改方案。为了争取“第一”“首先”等名号,在媒体上、文件中出现了“像燃机排放一样”“近零排放”“趋零排放”“超净排放”等等名称。由于这些名称概念模糊、理解各异,不仅影响到煤电企业依法和科学治污而且对决策部门、公众、甚至在国际上造成不同程度的误解,有的甚至认为燃煤电厂二氧化碳要近零排放。(见作者在《中国能源报》2014年8月18日发表的“煤电近零排放不科学”一文)。因此,将燃煤电厂常规大气污染物超低排放的种种名称统一称为煤电“超低排放”,对其概念内涵的规范已非常迫切!

  “超低排放”并无统一定义,因为“低”是一个相对概念,本文将其定义为:“超低排放是为减少燃煤电厂常规大气污染物排放,有效改善环境质量,比排放标准中对一般情况下的污染物排放限值更严要求下的污染治理行为”。定义中至少包括四个方面的内涵:一是减少排放是针对常规大气污染物,即烟尘、二氧化硫和氮氧化物,不包括其他污染物;二是减少排放是为了“有效”改善环境质量,而不是为减排而减排,几乎没有环境效益的超低排放没有意义;三是 “更严要求”,即“超低”排放要求是明确的数量要求,不是定性要求;四是只有依法制定的排放标准规定的一般情况下的排放限值才是比较“低”与“高”的“准绳”。我国《排放标准》中规定一般情况下的标准限值与大部分国家的排放标准相比较已偏于严格,因此,《排放标准》中的“大气污染物特别排放限值”已属于“超低”排放范畴。即便是经过公正、科学评估证明了各种所谓的“超净”“趋零”等排放的确是做到了比“特别排放限值”还要低的排放,也只能是“超低”排放的一种方式。从解决现实的问题来看,实施超低排放说到底是为了从全社会角度更经济有效地改善环境质量。但是到目前为止,并没有看到有哪个为了“近零排放”的企业,令人信服地说明了巨大的经济投入产生了与之相应的环境质量改善的效果。超低排放不仅仅涉及到大气污染治理系统的问题,而且对综合污染治理系统(如废水、灰渣等)、污染监测系统、主设备(锅炉、汽机等)系统、燃料系统等都会产生不同程度的影响;而且直接涉及到法规、环保体制、经济政策、技术规范等一系列的改革和调整。超低排放是一项庞大的系统工程,依法性与科学性是开展超低排放的首要问题。

  二、法治化管理是实施煤电“超低”排放的必要条件

  1、依法治理煤电大气污染是各国普遍做法

  由于火电厂大气污染排放具有集中、量大、影响面广的特点,是最适合法治管理的领域。采用法律手段有四个基本特征:一是治理要求必须通过法律或者法律授权的程序制定和颁布;二是是否违法的限值即“红线”是明确而准确的;三是执法主体即主裁判只能是一个政府部门而不能是多部门、多级;四是用什么方法、什么监测手段来确认是否在“红线”之内,要有明确和可操作的规则。世界各国对燃煤电厂排污的法定要求主要是限定污染物排放浓度、排放速率(每小时排放量)或者是治理设施的脱除效率。美国对电厂实行过运用排污权交易手段解决酸雨问题的二氧化硫排放总量控制。监管部门大多数是政府环境保护部门,在监管的方法上一般是根据明确的技术规则,由排污者申报、第三方认可、信息公开、政府监管。根据我国依法治国的要求和《立法法》、《行政许可法》及《环境保护法》等法律规定,若要推进“超低”排放,就应当使“超低”排放限值由法律规定,治污方法由企业自主决定,排放是否达标由政府依法监管,而且三者要相辅相成。

  2、在我国实施“超低”排放有一定的法治基础

  根据现行法律确定燃煤电厂的污染物排放控制可有“两条半”法律途径,一条是污染物排放标准、一条是环境影响评价、半条是总量控制指标分配,另外排污许可证也可以看成是上述途径的综合。从排放标准来看,早在1991年国家环保行政主管部就依据环保法律制定并颁布了强制性的火电厂大气污染物排放标准,一些地方政府依法制订了比国家更严的排放标准。从环境影响评价来看,我国实际上已经开展了近30年,有完备的法定程序和要求。而总量控制,虽然从2003年修订的《大气污染防治法》中就提出要求,但并未按法律规定配套分配办法,在实际操作中是通过规划或者政府与企业签订责任状的方式进行,所以说是“半条”法律途径。相对于发达国家,我国对企业排污的法律要求要多且有重叠的地方。

  电力企业在现实中经常遇到种种难以分清法律性质环保要求,就像是有多根“红线”在管制企业排污、由多个不同部门不同级别的裁判用多个不同规则在执法(本文不讨论法律重叠、交叉问题),这是十分无奈的。实践证明,在燃煤电厂的污染控制要求中,排放标准和环境影响评价两条完整的法律途径,是完全可以满足出党中央对环保工作的政治要求和环境质量改善的本质需求。因为,所有的新建项目都必须经过环境影响报告书的审批环节,所有企业都必须执行污染物排放标准,所有的减排要求(如总量控制和规划目标的要求)都是可以通过这两个法律途径来实现的。再从《环境保护法》《大气污染防治法》对排放标准的作用和制定要求来看,只要科学制定、严格执行排放标准,这一法律途径就完全可以实现对燃煤电厂污染物排放的有效控制。如果在法律轨道外过多地通过行政手段管理燃煤电厂排污,轻者会伤及法律尊严,重者会使我国环境管理自乱阵脚。

  3、超低排放应纳入排放标准和环境影响评价的法律框架

  第一,充分发挥污染物排放标准的法律机制。政府出台相关文件或者向企业提出某种环境要求时,首先应当研究现行的法律制度,查找法律依据,寻求在法律制度内解决问题的途径。一是由于环境问题的复杂性以及政府权力划分和行使的复杂性,在环保管理上中央政府与地方政府、政府部门之间会出台发展规划、环保规划、污染物总量控制方案以及实施区域联防联控等众多措施。但是,不论有多少个部门、有多少要求,对现役燃煤电厂,都可以汇集到排放标准这个平台上实现,做到政府内部千条线,对企业只能一根针。排放标准可以而且已经做到了准确界定企业最多能够排放多少污染物、是采取浓度控制还是速率控制以及如何监测、由哪一级政府部门来监管等的问题。二是我国已经过渡到采用污染控制设施而不是通过高烟囱扩散的方式来治理煤电污染的阶段,就更应坚决依法以排放标准来管理电厂污染物排放。三是除对电厂超标排放可以做到依法处罚外,其他环境管理措施的法律处罚是难以操作的,甚至是无法律依据的。四是以排放标准管理电厂也更符合加强事后监管的改革要求,便于与其他改革措施相配套。五是《排放标准》中提出的“特别排放限值”的本质上就是“超低”排放要求,将所谓的燃机排放标准限值按照燃煤排放的含氧量修正后与特别排放限值的要求很接近。

  第二,正确发挥环境影响评价的法律机制。我国《环境影响评价法》已实施11年,环境影响评价已经由初期的建设项目环境影响评价拓展到规划环评、区域环评甚至是政策环评阶段。从法律要求和理论上讲,项目环境影响评价解决了新建电厂的污染预防问题,是“事先”性质,一个具体的煤电项目或者一个区域的项目是否需要“超低”排放,哪些需要超低排放,应当是环境影响评价的结果,而不能成为环境影响评价的依据,否则本末倒置环评失去意义。

  在实际中之所以出现了大量的环境问题,既与环境影响评价没有发挥真正的作用有关,更重要的是环境影响评价与其他环境管理制度脱节。环境影响评价中提出的问题和建议如何落实到相关法规、政策制定之中,以及经济与技术发展如何及时反馈到环境影响评价中还需要进一步加强。

  三、科学性是实施煤电“超低”排放的充分条件

  依法是强制要求煤电企业超低排放的必要条件但不是充分条件,企业是否有必要实施超低排放,达到什么程度的超低排放,能否做到超低排放,必须要经过科学论证和实践检验。科学治理是实施煤电超低排放的充分条件。

  1、改善环境质量是衡量煤电超低排放是否必要的根本依据

  环境保护不仅是一种理念,也是生活常识,更是科学,仅靠环保理念、热情、决心,靠“污染物不排放比少排放好,少排放比多排放好”的直觉是不行的。环境空气中二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物(VOC)及PM2.5等在大气化学的作用下会发生复杂的化学反应,对于燃煤电厂这样的高烟囱排放源来说,受空气污染气象特征、大气化学及环境中污染物组分浓度的影响,某种污染物(如二氧化硫)排放量的变化并不与其在环境质量中浓度变化成线性关系。因此,必须首先从本源上弄清楚超低排放到底对环境空气质量能改善多少。可以粗略地从宏观和微观两个层面分析。从宏观上看,全国或者一个区域的燃煤电厂实现超低排放对全国或者区域的环境质量会改善多少;微观上是分析一个具体的电厂或者机组对环境质量的改善作用。在已经明确电厂位置、排放要素以及污染气象特征的情况下,一个具有大气环评资质的单位按国家技术规范的要求就可以做到分析这两个层面的情况,这也正是区域环评、规划环评的基本内容。对一个具体电厂的分析更为容易,因为每一个电厂都进行过环境影响评价,都要预测电厂大气污染物对环境质量的影响,很容易估算出超低排放所减少的排放量对环境质量改善的程度。

  以加拿大某市雾霾成因研究来看,离该市中心约40km范围内有7座火电厂(其中4座燃煤电厂),排放的PM2.5、SO2、NOx占污染源总排放量的比例分别为18.5%、69.3%、43.8%,模式预测结果表明,在城市中11个空气质量监测点上的PM2.5浓度增量为1-1.5 ug/m3,占总污染源造成的浓度份额为2%左右。而商业与居民排放占20-70%,其他污染源占5-60%。由于当地空气中氨含量充沛,有利于二次颗粒物的形成,火电厂对PM2.5的贡献80%以上是由硫化物和氮氧化物转化形成。

  从宏观上看,按《排放标准》编制说明测算结果,燃煤电厂烟尘达到现行排放标准年排放量为113万吨(实际达标排放量远低于此),如按一半电厂降到5mg/m3计算,则年排放量仅为66万吨,这些减排量对全国环境质量的影响虽然需要通过环境质量评价模型估算,但与我国数以千万吨计的颗粒物年排放量相比,以及从单个电厂对环境空气质量的影响分析中,可以得出其消减幅度是难以察觉的结论。初步估算,如果全国一半燃煤电厂超低排放,按照平均投资水平需在现有达标排放的基础上额外再投入600亿元人民币(下同)以上,年运行成本在现有环保成本的基础上再增加300亿元以上。一个电厂投放入几千万乃至数亿元、全国每年需要几百亿元的运行成本来获得这种难以察觉的改善是极大的浪费!

  当然,对于特定环境质量要求的地区或在特定气象情况下需要超低排放,这也正是研究超低排放在特殊情况下应用的必要性所在。但是,对于特殊情况下的要求,有必要采用巨大的设备投入吗?为什么不可以在特殊情况下采取调整运行的方式甚至临时停运的方式?美国对于烟气脱硝曾经采用过季节性控制的方法,对我国当前的污染控制是个启示。我们从大量的报道中只看到了污染物排放浓度或者绝对减排量减少了多少,反而看不到环境质量到底改善了多少的报道,不以环境质量改善为导向的措施,不能不说是一个巨大“疏忽”!

  2、与时俱进,以“最佳可行技术”作为超低排放的依据

  “最佳可行技术”(BAT)经过长期生产实践被全世界证明是有效控制燃煤电厂常规污染物的最佳方法。燃煤电厂的污染控制是由一系列科学技术构成的系统工程,忽视整体效益、片面追求更低排放量的治理技术的做法是不可取的。我国新修订的《环境保护法》在排放标准的制订原则仍然是坚持环境、技术、经济协调发展的原则,而且国家环保部门也有专门的技术路线的规定。最佳可行技术是随着技术的发展和环境的要求发展而发展的,尤其是针对灰霾环境问题和中国燃煤电厂当前污染物排放特点要与时俱进。大量实践证明,PM2.5是复合型污染,而且一次污染物转换为二次污染物对灰霾的贡献要显著大于烟尘排放的直接影响,在燃煤电厂烟尘排放限值明显低于二氧化硫、氮氧化物的情况下,就应当允许对三项污染物的总量加和进行考核,即要求超低排放时,可以将气态污染物的减排替代烟尘的减排,达到既有利于环境空气质量的改善又有利于经济地控制污染物排放的目的。

  对绝大部分电厂而言,实现特别排放限值要求已超越技术和经济条件,在环境改善上无实际意义,在技术上难实现。真正要实现特别排放限值,就像是要求特定的演员、在特定的气象环境条件下表演的走纲丝,变成一种常态表演,其难度可想而知,而更低要求的超低排放则是要在“刀刃”上行走,只能是要求特殊的新电厂和现役电厂的示范性改造的情况。

  3、应修订燃煤电厂污染物达标考核的时间间隔

  我们清楚,如果一门课的多次考试中,任何一次考试不及格就是不及格,要比多次考试的平均分数不及格才算不及格要严格的多。同样,衡量火电厂排放浓度是否超标,任何一个小时浓度超标就算超标,要比一日24小时平均浓度超标才算超标要严格地多。虽然按小时浓度考核和日平均浓度考核可能对应的“标准限值”(如同分数线)不同,但是用较长的时间间隔考核比较短的时间间隔考核要科学合理。时间间隔过短,企业为防止短时超标违法风险,会加大设备裕量造成投资、运行成本过大、资源及能源消耗过多的情况,也会给监测、监管带来困难。合理的考核时间间隔取决于三个方面:一是污染物对健康的影响。如《环境空气质量标准》的臭氧(O3)污染有短期急性健康效应,故规定了1小时、8小时和24小时限值;颗粒物(包括PM10及PM2.5)对身体健康的影响要有一段时间的积累才能显现,规定了24小时平均和年平均限值。二是煤电大气污染扩散特征对浓度分布的影响。电厂排放的污染物有一个扩散稀释过程,尤其是远距离高烟囱排放主要体现的是对环境中污染物日平均浓度、年平均浓度的影响。三是受机组运行特性的影响。电厂受煤质、负荷特性、污染去除设备技术特性的影响,应当允许污染物排放物浓度的合理波动。因此,针对以灰霾为主要特征的较长时间累积影响健康的煤电大气污染物排放的考核,用任何1小时排放浓度的时间间隔来判断是否超标是不科学的。我国现行《排放标准》不仅在限值的“数值上”要比国际上偏严,而且在时间间隔上更严格得多。如欧盟对燃煤电厂大气污染物排放标准是按照月均值进行考核的,同时规定了小时均值不应超标准200%,日均值不超110%的要求;美国排放标准以30天的滚动平均值来考核,煤矸石机组则是以12个月的滚动平均值进行考核。因此,我国应当加快对排放标准中考核时间间隔进行修订,特别是在推进更严要求的超低排放试点中,更应加大考核的时间间隔。

  4、“超低”排放的限度应有监测技术作支撑

  正如要在一台体重称上要准确称出几克重量的盐办不到一样,在电厂的烟道上要准确测量出几毫克每标准立方米的浓度也是难以办到的,也可以说用现有规范规定的监测技术是做不到的。如果只有严格的要求而没有实现这种要求的监测方法,这个要求实际上是落实不了的,只能成为摆设——因为你无法通过监测证明他的设备是否达到了要求——成为环保产业者逃避责任的保护伞。例如即便在测点、各种条件都理想的状态下,对于烟尘,其自动监测系统的绝对误差也在±15mg/m3。因此,“超低”排放限值的大小虽然主要由环保要求来确定,但前提是要配套相应的监测方法。

  四、超低排放应注意的问题

  1、更高要求的超低排放不宜在现役电厂中盲目推行

  对煤电企业规定的一般性情况下的排放限值是依据“最佳可行技术”(也即环境、技术、经济相适应)的原则来制订的,而特别排放限值已是按照“环境优先”原则来制订的。且我国《排放标准》的每次修订基本上都对现役电厂提出新要求,近几年企业花费巨资进行了多次改造。如果再轻率提出实施超低排放改造要求,从全社会高度看环境效益极小、经济代价太大,必须慎之又慎。从理论上讲,污染治理政策制定的基本原则首先是从对环境质量影响最大(而不是污染物排放量最大)的污染源着手,当污染源对环境质量影响相差不大时,应先从污染控制边际成本更低的污染源开始治理。针对我国灰霾污染,这一基本原则在绝大部地区仍然有现实意义。当一个地方通过环境质量评价确认达标排放的燃煤电厂仍然是环境影响的主要原因时(此种情况极少),需要进一步超低排放时,可以通过政府与企业通协商方式或者开展探索性试点,取得经验后修改排放标准加以强制推行。

  2、鼓励企业积极采用低费用或者无费用的超低排放技术和方法

  一些电力企业和环保产业、科研机构为了自身市场竞争战术或者发展战略的需要提出并实施了超低或者近零排放的做法,如果不损害社会利益或者第三方利益则政府不应干预,但是如果影响了规则或者社会利益政府则应当干预。如果说经过严密论证一些特定的超低排放的电厂建设是合理的话,那么大面积没有进行严密科学论证的电厂超低排放则是会影响全社会利益的。世界和我国大气污染控制的经验都证明,一方面加大环保要求会增加排污企业负担降低经济活力,但另一方面会促进环保产业的发展减少环境损失从而促进社会财富的经济增长,总收益的大小取决于污染控制的时机和力度的大小。全社会的效益只能是在合适的污染控制水平中实现,像一些为了单一追求超低排放效果,过度增加污染投资、增大污染控制成本的做法,造成投入产出比过低,甚至成为无效经济活动,对环保产业也是很大的损害。通过单位污染物控制边际成本的比较可以较容易判断出是进一步控制煤电的污染成本低还是控制其他污染源更为合算,真正做到把好钢用到刀刃上。

  节能与环保是电力发展的永恒主题,而不断追求更清洁、更经济是企业进行节能环保的不竭动力。要保护企业自觉节能减排的积极性,更应鼓励企业在提高经济效益的同时提高节能环保水平。政府和社会应当鼓励一切无费用或者低费用的污染控制技术和环保管理技术的发展,但要反对鞭打快牛的做法。

  3、要正确处理超低排放与资源节约、应对气候变化的关系

  从当前在实践中和一些指导文件中提出的超低排放的技术路线来看,主要是通过增加湿式电除尘器来降低烟尘排放浓度,烟气处理的整体工艺基本无改变。超低排放的效果更多是通过增加能耗、电耗、物耗的方式来减少污染物的排放。因此,应对超低排放所产生的各种影响用全生命周期评价方法,对生产运行(如对电厂可靠性的影响可能带来的损失)、直接减少的污染和可能带来的二次污染(如湿式电除尘的污水)变化、物耗的增减、二氧化碳增减、环境质量变化等进行全面评估,根据评估情况决定超低排放的要求。

  4、要建立和完善科学的决策机制

  超低排放涉及到法规、政策、技术多个方面,涉及到大量的交叉学科知识,“超低”一词本身就说明靠直觉、靠常识、靠一般性工作远远是满足不了正确决策的要求。例如,从媒体报道看,不清楚火电污染控制法规、不清楚煤电和燃机污染物排放限值内涵、不清楚污染源监测误差限的电力专家、环保专家是大量存在的,也说明了这一领域相关政策、技术分类已经很细。若不是专家熟悉的领域,德高望重的著名专家并不一定比普通人的看法更高,但对社会和决策产生的误导作用却大大超过常人。因此,在制定超低排放相关的法规、政策、规划、标准中,要充分听取各方面、各层次群体专家的意见并开展政策辩论;要防止被打着环保旗号的利益集团的专家所忽悠;要进行成本和体现环境本质属性的环境效益(环境质量改善)及经济效益分析;要紧绷法律之弦,遵照李克强总理最近又强调的对市场主体“法无禁止皆可为”,对政府“法无授权不可为”的要求推进污染控制工作。

  (作者系中国电力企业联合会秘书长)

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