中国燃煤电厂大气污染物排放及环境影响评价评价研究.docVIP

·附件2 论文中英文摘要 作者姓名：赵瑜 论文题目：中国燃煤电厂大气污染物排放及环境影响研究 作者简介：赵瑜，男，1981年10月出生，2003年09月师从于清华大学郝吉明教授，于2008年7月获博士学位。 中 文 摘 要 燃煤电厂是我国大气污染和区域酸沉降控制的重点。开展对燃煤电厂污染物排放水平及其环境影响的研究，对我国未来大气污染控制和能源、环境与社会发展的综合决策具有重要意义。本研究建立了综合排放特征、污染控制情景、空气质量影响和生态风险评价于一体的燃煤电厂污染控制决策方法，对我国燃煤电厂的二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）和PM（颗粒物）排放的时空分布，及其对区域空气质量和生态系统酸化的影响进行了全面的分析和评价。 研究采用以烟气分析仪和低压荷电捕集器（ELPI）为主体的固定源大气污染物排放采样系统，通过现场测试获得全国6个典型电厂9台机组的SO2、NOx和PM的排放特征基础数据和烟气处理设施的污染控制效果。结果表明，大多数燃用烟煤的煤粉炉的硫释放率在90%-95%之间，循环流化床锅炉在燃煤过程中能够降低约25%的SO2排放，“十一五”期间普遍使用的湿法脱硫装置（WFGD）对SO2的去除效率可达95%以上。NOx排放水平与燃烧器布置型式和煤种等因素有关，使用墙式对冲燃烧器和燃用低挥发分煤种更易于炉内NOx的生成。低氮燃烧器（LNB）对NOx生成仅有30%左右的控制效果。燃煤电厂产生的可吸入颗粒物（PM10）的质量浓度约占总烟尘的9.9%-28.1%；经除尘器作用后，该比例上升至27.9%-83.6%，且质量浓度呈双模态对数正态分布，峰值分别出现在粒径0.2-0.3(m和2.0-3.0(m处。静电除尘器（ESP）对总烟尘去除效率超过99%，但对细微颗粒物（PM2.5）的去除效率较低，约90.9%-96.8%；WFGD对颗粒物也有一定协同去除作用；各除尘器对PM10的最大穿透率均出现在粒径0.1-1.0(m范围内。根据现场实测和文献统计结果，本研究建立了涵盖各类机组，具有合理源分类方式的中国燃煤电厂大气污染物排放因子库。按美国AP-42排放因子库的标准，各类机组的NOx排放因子可靠度达到B级，使用ESP的煤粉炉机组的PM排放因子可靠度达到A级。 根据我国燃煤电厂详细调查信息，本研究建立了“基于机组” 的电厂活动水平统计及污染物排放清单研究方法，用以深入揭示锅炉类型、燃烧方式、燃料质量及控制技术对污染物排放特征及地理分布的影响；并基于节能减排政策的需要，使用该方法完成全国煤电行业大气污染物排放清单的测算。2000-2005年，全国燃煤电厂SO2、NOx和PM的排放分别增长了47%、61%和22%。2005年，全国煤电装机容量约356 GW，电力部门的煤炭消耗量约1069百万吨（Mt），约占全国煤炭消耗总量的49%；SO2、NOx和PM排放总量分别为16097、6965和2774千吨（kt），分别占全国人为源排放的53%、36%和9%。由于人口密度和经济发展程度对我国电力建设的布局影响很大，东部、中南、华北和东北地区燃煤电厂的SO2、NOx和PM排放总量分别占全国煤电行业排放量的78%、84%和85%。预计“十一五”期间，我国电力行业将持续高速发展，燃煤量年均增长率将超过10%。2010年，全国煤电装机容量将达到680 GW，其煤炭消耗量将达到1700 Mt。随着WFGD在全国大型燃煤机组普遍使用以及污染控制技术落后的高能耗机组逐步关停（电力规划情景），2010年全国煤电行业的SO2排放量将下降至11801 kt，WFGD对颗粒物的协同捕集作用使煤电PM的排放也减少至2540 kt，煤电SO2和PM的排放分别占全国人为源排放总量的42%和10%。与此同时，电厂NOx的排放缺乏相应政策和有效控制，预计2010年全国煤电行业NOx排放量将达到9680 kt，占全国人为源排放的39%。如果关停小火电和“酸雨和二氧化硫控制区”（两控区）政策得到严格执行（电力控制情景），SO2、NOx和PM的排放量将分别进一步下降至7956、9059和1901 kt，分别占全国人为源排放总量的33%、38%和7%。 由于缺乏2010年后全国电力建设详细规划，本研究设置高、中、低三种经济与能源发展情景和基准、参考、强化政策三种污染控制方案，对2010- 2020年全国燃煤电厂的污染物排放趋势进行预测。在不同经济社会发展速度和发电能源清洁化程度的假设下，预计2015和2020年我国煤电发电量分别为4197-4732 TWh和4640-5905 TWh，煤电机组装机分别为823-926 GW和967-1230 GW，耗煤量分别为2009-2281 Mt和2176-2769 Mt。基准方案下，2015和2020年煤电行业的SO2和PM排放量有所上升；