为应对大气污染，电力行业应当怎样做
摘要：
电力工业的快速发展和以火电为主的电源结构决定了电力行业对我国大气环境质量产生重要影响。应对大气污染，推动电力行业的可持续发展成为首要解决方法。积极响应国家政策，优化电力规划，在源头上做好脱硫脱硝，在传输中采用“四交五直”特高压技术，并利用电力电子技术治理大气污染。
一、电力行业对我国大气环境质量的重要影响（电力行业为何要有所作为）
随着我国社会经济的持续快速发展和工业化进程的加快，我国对能源生产和能源消费需求迅速增长，已成为世界能源生产和消费大国作为国民经济的动力之源, 电力工业得到了快速发展。经查阅相关统计资料，全国发电装机容量和发电量自 1996 年以来稳居世界第二位。电力工业的快速发展和以火电为主的电源结构决定了电力行业对我国大气环境质量产生重要影响。同样, 电力行业也是氮氧化物排放的最大来源。由于电力行业污染物排放量的持续增加, 导致我国酸雨污染呈加重趋势。同时排放的二氧化硫和氮氧化物在长距离输送过程中由化学反应转化成硫酸盐和硝酸盐粒子, 引起区域范围的细颗粒物大气污染。大幅度削减电力行业二氧化硫排放已成为我国改善大气环境质量的关键所在。依据国家环保总局历年的环境公报, 在ＳＯ2和ＮＯｘ的排放源中火力发电厂一直占据主导地位, 其排放量超过了我
国相关污染物总排放量的50%,火力发电厂占大气污染物排放份额很大。火力发电厂的脱硫脱硝成为我国ＳＯ2和ＮＯｘ排放治理的关键。为此, 必须建立促进清洁电力发展的保障机制, 推动电力粗放型发展模式的切实转变。
二、国家政策
2012年12月，国家三部委联合发布《重点区域大气污染防治“十二五”规划》，这是我国第一部综合性大气污染防治规划，涉及47个城市和多个行业，以解决细颗粒物（PM2.5）污染问题为立足点和重点。2013年6月14日，国务院常务会议部署大气污染防治的十条措施，从产业结构调整、淘汰落后产能、完善法律标准和区域联防等十个方面对大气治理提出要求。2013年9月12日，《大气污染防治行动计划》出台，共计十条35项具体措施（以下简称《大气十条》），给出了2017年前大气污染治理工作的详细蓝图。从“规划”到“十条措施”再到“计划”，大气污染防治目标核心化、任务明确化、措施具体化。《大气十条》既有宏观的要求，又有明确的措施；既力行短期措施治标，又注重长期举措治本，体现了国家治理大气污染的坚定决心；标志着我国大气污染管理模式由总量控制向质量改善，由单一污染物控制向多污染物协同控制，由单一污染源控制向多污染源综合防控，由属地管理向区域联防联控的全面战略性转变。
三、电力行业应如何响应国家政策，有效应对大气污染
电力行业要着眼当前、立足长远，做好大气污染防治中长期攻坚准备，加强战略和规划环评，加快结构优化效率，实施多污染物协同控制。
主要举措包括：产业结构优化、能源结构调整、煤炭消费总量控制、多污染物协同控制等。管理要求：包括加强产业规划环评、规范园区设立、重大项目布局、项目环评、总量控制、节能环保指标等。 一是电力结构。对天然气发电、水电、新能源发电等提出了不同的建设标准。二是设施改造。对化工等5个行业产业集聚区的集中热电联产设备提出改造要求，加强脱硫、脱硝、高效除尘并给出设备改造措施实施具体方案。三是环境经济措施。完善脱硝电厂定价政策，实行阶梯式电价。从具体要求看，《大气十条》要求优化电力结构，全面淘汰燃煤小锅炉，加强大气污染防治措施，完善脱硝电价实施方案，部分地区推行除尘电价。
四、优化电力规划（电力规划现有问题及优化必要性）
“十二五”以来，我国不断更新煤炭消费总量控制要求。《大气十条》只给出总量控制刚性数字要求，柔性的总量控制方式和分配格局对经济整体和各行业发展也至关重要。煤炭控制和管理是系统性工程，单一的总量控制远远不够，还需要配套明确的煤炭消费导向政策、煤炭消费总量控制中长期路线图和实施方案等。电力结构和布局仍不合理，行业战略需综合评估。因此，以推动生态文明建设为根本目标，站在国家战略高度对电力行业进行顶层设计和环境评价，是新形势和新要求下电力产业发展的必然选择。
五、ＯＩ2系列技术开发模式脱硫脱硝
ＯＩ2是精准优化(ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ) 、个性化(ｉｎｄｉｖｉｄ-ｕａｔｉｏｎ) 、集成化(ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ) 等三个
英文字母的缩写, 其支撑是过程工艺、关键设备、系统集成及优化、工程设计及项目实施等四大关键技术的开发和研发、设计、工程管理三大平台的构筑, 在大气污染治理技术领域, 以ＯＩ2系列技术开发模式为基础, 成功开发了ＯＩ2-ＷＦＧＤ烟气脱硫技术和ＯＩ2-ＳＣＲ烟气脱硝技术, 并实现了大规模的工业应用, 技术成熟可靠, 创造了可观的经济效益。
六、利用电力电子技术及设备进行高压静电除尘
静电除尘是利用高压电场的静电力, 使粉尘荷电产生定向运动而从气体中分离得到净化的方法, 在实现粉尘与气流分离的过程中, 电除尘器可分离的粒度范围为0. 02～200μm, 除尘效率为80%～90%。随着电力电子技术迅猛发展, 具有控制方便、灵敏度和精度高等优点的电力电子技术将成为影响静电除尘器除尘效果的不可分隔的必备技术。
七、空气净化类电力电子设备
空气的洁净度是人们生活水平提高到一定程度后必然予以关注的问题。在治理室内空气污染方面独领风骚的空气净化器, 近几年逐渐被人们所认识, 并且在短期内迅速成了一个国际性的新兴产业。空气净化器主要作用是清除室内空气中的粉尘; 清除室内空气中的有毒气相物及异味, 其原理是采用吸附或化学分解法; 清除室内空气中的细菌及病毒。
八、国网“四交五直”特高压建设
据了解，国家大气污染防治行动计划涉及“四交五直”特高压工
程，这些工程在解决这些地区电力短缺问题的同时，有力缓解日益严重的雾霾问题。日前，甘肃省瓜州县桥湾±800千伏换流站工程动土施工，意味着国家大气污染防治行动计划中“四交五直”特高压工程的后续特高压项目有了新进展。
按照相关规划，包括“四交五直”特高压工程在内的国家大气污染防治行动计划12条重点输电通道，到2017年将全部建成。对于“四交五直”特高压工程的后续特高压项目，国家电网公司总经理舒印彪不久前表示，国家电网将加紧启动“五交八直”特高压工程，加快构建特高压骨干网架。
目前国家电网跨省跨区输电能力约1亿千瓦，考虑在建、取得“路条”的跨区输电工程，以及国家大气污染防治行动计划提出的国网经营区内11条输电通道，预计国网跨省跨区输电能力将达1.92亿千瓦左右，远不能满足4.6亿千瓦电力流的输送需求，亟需通过进一步加大北部、西部大型能源基地的集约开发力度和加快特高压电网建设加以落实。
截至目前，国家电网已累计建成“两交四直”特高压工程，特高压输电技术不断创新和完善，并在巴西落地，中标巴西美丽山水电特高压直流送出项目。今年1—9月，国家电网公司完成特高压输电交易电量1032.42亿千瓦时，同比增长118.71%，节能减排等综合效益显著。
按照相关规划，国家电网将力争2020年建成“五纵五横”特高压交流网架和27回特高压直流工程，因此，国网持续推进国家大气污
染防治行动计划后续特高压项目势所必然。
九、总结
大气污染问题是我国现阶段重要的环境污染之一, 治理污染已成为改善人民生活水平的重要手段。综合考虑到我国经济、能源、环境平衡战略和电力行业发展特点, 电力行业大气污染物控制应坚持源头控制与末端治理相结合的控制路线; 同时, 新增大气污染物控制的成本也对电价升高产生影响。第一, 坚持源头控制。通过加强电力结构和布局调整, 减少煤电在电力结构中的比重, 扩大清洁能源发电的比重; 通过采取节能、温室气体减排和污染控制为一体的循环经济发展模式, 如提高燃煤质量、扩大洗煤配煤比重, 促进热电冷多联产发展, 提高能源利用效率, 减少污染元素进入燃煤电厂, 促进资源的循环使用; 通过发展高效的洁净煤发电技术(如超超临界发电机组) 提高燃煤发电效率和清洁生产水平。第二, 实施末端治理, 发挥污染物控制装置的作用。使最佳经济可行技术(ＢＡＴ) 成为电力污染控制的主流技术路线, 坚持以重点污染物控制为导向的多种污染物协同控制, 如脱硫、除尘、脱硝技术的统筹协调, 通过对现有污染物控制技术的升级或设备改造, 增加对多种污染物的治理功能, 如通过对脱硝催化剂的科学选择, 使烟气治理装置有较好的脱汞效果。第三，电力电子技术作为一种高新技术为大气污染治理提供了很好的机遇, 随着新的电力电子元器件的研发及现代计算机、控制技术的迅速发展, 应用领域更加广泛, 应用性能也越来越完善。新的大功率电力电子器件的研发和应用必将为大气污染治理技术的发展提供更加广阔的应用前景。
参考文献
1 孙克勤, 徐海涛, 沈凯, 周长城，徐延忠 电力工业大气污染治理技术开发的反思与模式创新
2 王鑫，卢岩，闫淑梅 电力电子技术在大气污染治理中的应用 3严刚，杨金田 电力行业二氧化硫总量控制的实施机制研究 4祝晓燕 莫华 王圣 试论电力规划中环境因素的考量
5张建宇, 潘荔, 杨帆，刘嘉 中国燃煤电厂大气污染物控制现状分析
6王志轩, 潘荔, 张晶杰, 杨帆 我国燃煤电厂“十二五”大气污染物控制规划的思考
7王志轩（国家电力公司 科技环保部， 北京） 大气污染防治法对电力工业发展的宏观影响分析
为应对大气污染，电力行业应当怎样做
摘要：
电力工业的快速发展和以火电为主的电源结构决定了电力行业对我国大气环境质量产生重要影响。应对大气污染，推动电力行业的可持续发展成为首要解决方法。积极响应国家政策，优化电力规划，在源头上做好脱硫脱硝，在传输中采用“四交五直”特高压技术，并利用电力电子技术治理大气污染。
一、电力行业对我国大气环境质量的重要影响（电力行业为何要有所作为）
随着我国社会经济的持续快速发展和工业化进程的加快，我国对能源生产和能源消费需求迅速增长，已成为世界能源生产和消费大国作为国民经济的动力之源, 电力工业得到了快速发展。经查阅相关统计资料，全国发电装机容量和发电量自 1996 年以来稳居世界第二位。电力工业的快速发展和以火电为主的电源结构决定了电力行业对我国大气环境质量产生重要影响。同样, 电力行业也是氮氧化物排放的最大来源。由于电力行业污染物排放量的持续增加, 导致我国酸雨污染呈加重趋势。同时排放的二氧化硫和氮氧化物在长距离输送过程中由化学反应转化成硫酸盐和硝酸盐粒子, 引起区域范围的细颗粒物大气污染。大幅度削减电力行业二氧化硫排放已成为我国改善大气环境质量的关键所在。依据国家环保总局历年的环境公报, 在ＳＯ2和ＮＯｘ的排放源中火力发电厂一直占据主导地位, 其排放量超过了我
国相关污染物总排放量的50%,火力发电厂占大气污染物排放份额很大。火力发电厂的脱硫脱硝成为我国ＳＯ2和ＮＯｘ排放治理的关键。为此, 必须建立促进清洁电力发展的保障机制, 推动电力粗放型发展模式的切实转变。
二、国家政策
2012年12月，国家三部委联合发布《重点区域大气污染防治“十二五”规划》，这是我国第一部综合性大气污染防治规划，涉及47个城市和多个行业，以解决细颗粒物（PM2.5）污染问题为立足点和重点。2013年6月14日，国务院常务会议部署大气污染防治的十条措施，从产业结构调整、淘汰落后产能、完善法律标准和区域联防等十个方面对大气治理提出要求。2013年9月12日，《大气污染防治行动计划》出台，共计十条35项具体措施（以下简称《大气十条》），给出了2017年前大气污染治理工作的详细蓝图。从“规划”到“十条措施”再到“计划”，大气污染防治目标核心化、任务明确化、措施具体化。《大气十条》既有宏观的要求，又有明确的措施；既力行短期措施治标，又注重长期举措治本，体现了国家治理大气污染的坚定决心；标志着我国大气污染管理模式由总量控制向质量改善，由单一污染物控制向多污染物协同控制，由单一污染源控制向多污染源综合防控，由属地管理向区域联防联控的全面战略性转变。
三、电力行业应如何响应国家政策，有效应对大气污染
电力行业要着眼当前、立足长远，做好大气污染防治中长期攻坚准备，加强战略和规划环评，加快结构优化效率，实施多污染物协同控制。
主要举措包括：产业结构优化、能源结构调整、煤炭消费总量控制、多污染物协同控制等。管理要求：包括加强产业规划环评、规范园区设立、重大项目布局、项目环评、总量控制、节能环保指标等。 一是电力结构。对天然气发电、水电、新能源发电等提出了不同的建设标准。二是设施改造。对化工等5个行业产业集聚区的集中热电联产设备提出改造要求，加强脱硫、脱硝、高效除尘并给出设备改造措施实施具体方案。三是环境经济措施。完善脱硝电厂定价政策，实行阶梯式电价。从具体要求看，《大气十条》要求优化电力结构，全面淘汰燃煤小锅炉，加强大气污染防治措施，完善脱硝电价实施方案，部分地区推行除尘电价。
四、优化电力规划（电力规划现有问题及优化必要性）
“十二五”以来，我国不断更新煤炭消费总量控制要求。《大气十条》只给出总量控制刚性数字要求，柔性的总量控制方式和分配格局对经济整体和各行业发展也至关重要。煤炭控制和管理是系统性工程，单一的总量控制远远不够，还需要配套明确的煤炭消费导向政策、煤炭消费总量控制中长期路线图和实施方案等。电力结构和布局仍不合理，行业战略需综合评估。因此，以推动生态文明建设为根本目标，站在国家战略高度对电力行业进行顶层设计和环境评价，是新形势和新要求下电力产业发展的必然选择。
五、ＯＩ2系列技术开发模式脱硫脱硝
ＯＩ2是精准优化(ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ) 、个性化(ｉｎｄｉｖｉｄ-ｕａｔｉｏｎ) 、集成化(ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ) 等三个
英文字母的缩写, 其支撑是过程工艺、关键设备、系统集成及优化、工程设计及项目实施等四大关键技术的开发和研发、设计、工程管理三大平台的构筑, 在大气污染治理技术领域, 以ＯＩ2系列技术开发模式为基础, 成功开发了ＯＩ2-ＷＦＧＤ烟气脱硫技术和ＯＩ2-ＳＣＲ烟气脱硝技术, 并实现了大规模的工业应用, 技术成熟可靠, 创造了可观的经济效益。
六、利用电力电子技术及设备进行高压静电除尘
静电除尘是利用高压电场的静电力, 使粉尘荷电产生定向运动而从气体中分离得到净化的方法, 在实现粉尘与气流分离的过程中, 电除尘器可分离的粒度范围为0. 02～200μm, 除尘效率为80%～90%。随着电力电子技术迅猛发展, 具有控制方便、灵敏度和精度高等优点的电力电子技术将成为影响静电除尘器除尘效果的不可分隔的必备技术。
七、空气净化类电力电子设备
空气的洁净度是人们生活水平提高到一定程度后必然予以关注的问题。在治理室内空气污染方面独领风骚的空气净化器, 近几年逐渐被人们所认识, 并且在短期内迅速成了一个国际性的新兴产业。空气净化器主要作用是清除室内空气中的粉尘; 清除室内空气中的有毒气相物及异味, 其原理是采用吸附或化学分解法; 清除室内空气中的细菌及病毒。
八、国网“四交五直”特高压建设
据了解，国家大气污染防治行动计划涉及“四交五直”特高压工
程，这些工程在解决这些地区电力短缺问题的同时，有力缓解日益严重的雾霾问题。日前，甘肃省瓜州县桥湾±800千伏换流站工程动土施工，意味着国家大气污染防治行动计划中“四交五直”特高压工程的后续特高压项目有了新进展。
按照相关规划，包括“四交五直”特高压工程在内的国家大气污染防治行动计划12条重点输电通道，到2017年将全部建成。对于“四交五直”特高压工程的后续特高压项目，国家电网公司总经理舒印彪不久前表示，国家电网将加紧启动“五交八直”特高压工程，加快构建特高压骨干网架。
目前国家电网跨省跨区输电能力约1亿千瓦，考虑在建、取得“路条”的跨区输电工程，以及国家大气污染防治行动计划提出的国网经营区内11条输电通道，预计国网跨省跨区输电能力将达1.92亿千瓦左右，远不能满足4.6亿千瓦电力流的输送需求，亟需通过进一步加大北部、西部大型能源基地的集约开发力度和加快特高压电网建设加以落实。
截至目前，国家电网已累计建成“两交四直”特高压工程，特高压输电技术不断创新和完善，并在巴西落地，中标巴西美丽山水电特高压直流送出项目。今年1—9月，国家电网公司完成特高压输电交易电量1032.42亿千瓦时，同比增长118.71%，节能减排等综合效益显著。
按照相关规划，国家电网将力争2020年建成“五纵五横”特高压交流网架和27回特高压直流工程，因此，国网持续推进国家大气污
染防治行动计划后续特高压项目势所必然。
九、总结
大气污染问题是我国现阶段重要的环境污染之一, 治理污染已成为改善人民生活水平的重要手段。综合考虑到我国经济、能源、环境平衡战略和电力行业发展特点, 电力行业大气污染物控制应坚持源头控制与末端治理相结合的控制路线; 同时, 新增大气污染物控制的成本也对电价升高产生影响。第一, 坚持源头控制。通过加强电力结构和布局调整, 减少煤电在电力结构中的比重, 扩大清洁能源发电的比重; 通过采取节能、温室气体减排和污染控制为一体的循环经济发展模式, 如提高燃煤质量、扩大洗煤配煤比重, 促进热电冷多联产发展, 提高能源利用效率, 减少污染元素进入燃煤电厂, 促进资源的循环使用; 通过发展高效的洁净煤发电技术(如超超临界发电机组) 提高燃煤发电效率和清洁生产水平。第二, 实施末端治理, 发挥污染物控制装置的作用。使最佳经济可行技术(ＢＡＴ) 成为电力污染控制的主流技术路线, 坚持以重点污染物控制为导向的多种污染物协同控制, 如脱硫、除尘、脱硝技术的统筹协调, 通过对现有污染物控制技术的升级或设备改造, 增加对多种污染物的治理功能, 如通过对脱硝催化剂的科学选择, 使烟气治理装置有较好的脱汞效果。第三，电力电子技术作为一种高新技术为大气污染治理提供了很好的机遇, 随着新的电力电子元器件的研发及现代计算机、控制技术的迅速发展, 应用领域更加广泛, 应用性能也越来越完善。新的大功率电力电子器件的研发和应用必将为大气污染治理技术的发展提供更加广阔的应用前景。
参考文献
1 孙克勤, 徐海涛, 沈凯, 周长城，徐延忠 电力工业大气污染治理技术开发的反思与模式创新
2 王鑫，卢岩，闫淑梅 电力电子技术在大气污染治理中的应用 3严刚，杨金田 电力行业二氧化硫总量控制的实施机制研究 4祝晓燕 莫华 王圣 试论电力规划中环境因素的考量
5张建宇, 潘荔, 杨帆，刘嘉 中国燃煤电厂大气污染物控制现状分析
6王志轩, 潘荔, 张晶杰, 杨帆 我国燃煤电厂“十二五”大气污染物控制规划的思考
7王志轩（国家电力公司 科技环保部， 北京） 大气污染防治法对电力工业发展的宏观影响分析