中国火力发电行业减排污染物的环境价值标准估算

中国火力发电行业减排污染物的环境价值标准估算
目前，火力发电已成为我国环境污染的主要污染源之一，由此引起的环境污染损失非常可观。

为此，应当合理制定出我国火电行业污染物减排的环境价值标准，而这一标准制定的前提和基础是减排污染物的环境价值标准估算。

基于此点，本文首先分析了中国火力发电行业污染物排放对环境造成的影响，并在此基础上对我国火力发电行业污染物减排的环境价值标准估算进行研究。

标签：火电厂；燃煤；污染物；环境价值
1 中国火力发电行业污染物排放对环境造成的影响分析
一直以来，由于煤炭用于发电的能源效率较高，所以燃煤电厂成为了燃煤消耗大户，其二氧化碳、二氧化硫和烟尘的排放量位居各行业排放量之首，对我国环境造成了严重影响。

2010年，我国十大发电集团的煤耗量超过了6.3亿吨，约耗用了全国20%的煤炭产量。

这说明，燃煤火力发电企业作为我国电力能源结构的主体，仍然采用传统的粗放式生产模式，在节能减排方面的力度不足。

同时，我国大部分火力发电厂基于成本效益考虑，通常会选用成本相对较低的劣质煤，如高硫、高灰的中煤以及矸石等。

在这种情况下，致使我国火力发电的二氧化硫和烟尘排放量始终位居全国首位，尤其二氧化硫的排放量占”两控区”排放量的60%左右。

2008年发布的《煤炭的真实成本》报告中手首次对我国煤炭使用对环境的破坏进行了系统量化。

报告中指出，我国每使用一吨原煤会带来相当于150元人民币的环境损失，主要包括生态退化、水污染、空气污染和对人体健康的影响。

若火力发电企业煤耗量越大，则二氧化碳的排放量也会随之增大，其产生的温室效应会对气候造成严重影响。

2010年，我国燃煤电厂的二氧化碳排放量为15.82亿吨、二氧化硫排放量为890万吨、烟尘排放量为300万吨、氮氧化物排放量为290万吨，分别约占全国总排放量的42%、45%、25%、19%。

随着我国火力发电行业对煤炭需求量的不断加大，其自身的发展必然会受到煤炭资源储量、煤炭开发速度以及环境承载力的影响，所以，火力发电行业必须处理好经济发展与环境保护之间的关系，探索和实践火力发电行业的可持续发展路径。

2 我国火力发电行业污染物减排的环境价值标准估算研究
2.1 火电厂污染物排放率测算
火电厂生产过程中的污染物排放率具体是指燃烧单位质量的燃料所排放出来的污染物总量。

依据我国环保局公布的《燃煤电厂大气污染物排放标准》，选取二氧化硫（SO2）、二氧化碳（CO2）和氮氧化物（NOX）等主要污染物进行分析，下面分别对这几种污染物的排放率进行测算。

2.1.1 二氧化硫排放率的测算。

燃煤当中的硫分是影响二氧化硫排放量的主要因素之一，除此之外煤炭燃烧过程中烟气硫的转化率也对排放量有所影响。

据此可获得火电厂二氧化硫排放率的计算公式：
（1）
上式中，GSO■代表二氧化硫的排放率，单位（kg/t）；Sy表示燃煤应用基硫分（%）；KSO■表示燃煤硫向烟气硫的转化率（%）；?姿SO■代表二氧化硫与硫的摩尔质量比，约等于2；?浊表示脱硫效率（%）。

根据我国的环保要求，煤耗量为1000kg时，硫分不应超出1%，而我国煤炭平均硫分为1.74%，该值与实际值较为接近，故此本文的Sy取1.74%，则火电厂平均烟气硫的转化率为90%。

由此便可以计算出无脱硫装置的火电厂二氧化硫的排放量为31.32kg，若是增加脱硫装置，二氧化硫的排放量为1.253kg。

2.1.2 二氧化碳排放率的测算。

在火电厂生产过程中，二氧化碳作为一种温室气体，它的排放率计算公式如下：
（2）
上式中，GCO■表示二氧化碳的排放率（%）；Q代表燃煤的单位热值（MJ/kg）；E表示单位热值喜爱潜在的碳排放量（t/TJ）；KCO■表示燃煤中的碳氧化率；?姿CO■表示二氧化碳与碳元素之间的摩尔质量比，约等于3.667。

我国煤炭的实测平均数据如下：Q=21.2MJ/kg；E=24.74t/TJ；KCO■=0.9。

按照这些数值便可计算出每吨燃煤的二氧化碳排放量，计算结果为1730.97kg。

2.1.3 氮氧化物排放率的测算。

在火电厂中，氮氧化物属于第二大污染物，在排放的氮氧化物中，一氧化氮所占的比例最高约为90%，由于氮氧化物中含有的气体种类较多，从而排放率的测算非常复杂。

为此，本文仅以一氧化氮的排放率来间接测算氮氧化物的排放率。

可采用多变量回归法得出1t煤燃烧过程中一氧化氮的排放量公式：
（3）
上式中，CR代表一氧化氮的排放量（kg）；N表示燃煤当中氮的质量分数；V表示燃煤当中的挥发分；?姿表示氧分子与燃煤的化学当量比；Tmax表示炉火最高温度；RO■代表空气当中初始氧的质量分数。

按照有关资料的研究结果显示，CR=8，故此氮氧化物的排放量为8kg。

火电厂生产过程中其它污染物的排放率计算，可取燃煤质量单位热值=21.2MJ/kg，飞灰为15%，硫分为1%，静电除尘率为99%，便可得出其它主要污染物的排放量。

表1为火电厂燃烧1吨煤排放出各主要污染物的量。

表1 火电厂燃煤1吨煤排放出的主要污染物的量
2.2 主要污染物的环境价值标准制定
由于在对污染物环境价值进行评估时难以直接获取造成环境损失的数据，所以通常情况下选用防护费用等作为污染物环境价值间接评估的数据。

2.2.1 二氧化硫的环境价值。

火电行业排放出来的二氧化硫的环境价值可用煤电烟气脱硫的费用进行间接估算。

由于石灰石脱硫工艺是目前全球应用最为广泛的一种方法，因此，本文以石灰石脱硫工艺产生的费用进行间接估算，经研究将6元/千克作为火电行业二氧化硫的环境价值是可以接受的。

2.2.2 二氧化碳的环境价值。

按照世界观察研究所的有关研究结果表明，发展中国家每削减1吨二氧化碳排放量的成为约为5-10美元，而从温室效应的损失上看，碳排放的经济价值约为20美元/吨，为此，二氧化碳的环境价值约为0.132元/千克按1美元=6.59的汇率换算）。

2.2.3 其它污染物的环境价值。

参照总量排污收费标准对环境价值的估算结果如下：氮氧化物为8.00；一氧化碳为1.00；TSP为-12.20；粉煤灰为0.12；炉渣为0.10，上述结果的单位均为元/千克。

参考文献
[1]董志香.火力发电企业环境成本核算体系研究[D].长沙：长沙理工大学，2012.
[2]白牡丹.火力发电企业环境成本核算体系构建与应用研究[D].内蒙古大学，2010.
[3]丁淑英.张清宇.郭慧，等.火力发电环境成本计算模型研究[J].上海环境科学，2007(4).
[4]徐卫国.熊生龙.潘丽娜.电力生产环境成本计算方法的研究[J].热力发电，2007(2).。