張慧+范珊珊

坐落于浙江省平湖市乍浦鎮(zhèn)，緊靠杭州灣乍浦港的嘉興電廠，最近因其8號機組而名聲大震。因為這臺百萬千瓦的機組，在安裝了號稱“我國首套煙氣超低排放裝置”后，達到了煙氣的超低排放。

但令其沒有想到的是，這一“超低排放”的事件，會激起業(yè)界對火電節(jié)能減排的再次大討論，以至于引發(fā)了一場關于“火電超低排放”的大范圍爭議。

2014年7月1日，我國對2012年之前建成的火電廠開始執(zhí)行被稱為“史上最嚴”的新版大氣污染物排放標準。然而，就在6月12日，環(huán)保部針對火電企業(yè)在減排方面存在的種種問題，開出了有史以來最大的4億元罰單。

火電的排放問題，成為一直套牢在電廠頭上的緊箍咒。也正是受制于此壓力，國家部門出臺多項措施，其中之一便是“上大壓小”政策。在這一目前仍在執(zhí)行的政策影響下，我國火電機組開始向大功率、大容量邁進。

一時間，被寄希望于更高效率、更低排放的超超臨界百萬千瓦火電機組在我國拔地而起。百萬千瓦火電機組總體能效水平優(yōu)于小機組，但由于較短時間內上馬了眾多機組，目前，已經開始暴露出多種弊端。

在熬過了“煤價高企”的時期后，火電廠結束了之前的虧損局面，進入盈利期，但電廠的經營之路并不平坦。

機組設備利用小時數(shù)低，發(fā)電負荷上不去，設備與技術的難題短時間內難以解決，但迫于更嚴格的排放限值，在原先脫硫脫硝的改造基礎上，仍需投入不菲資金來進行技術升級。

機組規(guī)模擴容后帶來的后遺癥，以及環(huán)保標準的不斷升級，讓電廠陷入一場為應對容量和環(huán)保雙重升級的困局之中。

追捧百萬機組

我國對百萬千瓦超超臨界火電機組的研究始于2002年。當年，國家“十五”863計劃專門成立了有關“超超臨界燃煤發(fā)電技術”課題的技術攻關，研究國產首臺百萬千瓦超超臨界燃煤機組建設的可行性。

資料顯示，就全球而言，當時只有美國、日本等少數(shù)發(fā)達國家的十幾臺超超臨界燃煤機組投入商業(yè)運行，單臺百萬千瓦機組更是寥寥無幾。

位于浙江省的華能玉環(huán)電廠，成為我國第一個開始建設并投產國產百萬千瓦超超臨界燃煤機組項目的電廠，其規(guī)劃了裝機4臺國產百萬千瓦超超臨界機組，一期工程2臺百萬千瓦超超臨界機組于2004年6月開工建設，并于2006年12月建成投產。二期工程連續(xù)建設2臺百萬千瓦超超臨界機組，于2007年11月全部建成投產。

2006年12月4日，華電國際鄒縣發(fā)電廠7號機組順利完成168小時滿負荷試運行，它是國內首批百萬千瓦超超臨界火電機組引進技術國產化依托工程。

同為國家“863”計劃依托項目和“十一五”重點建設工程，華能玉環(huán)電廠和華電國際鄒縣電廠這兩大工程項目的投產，開啟了我國百萬千瓦火電機組的建設序幕。

隨后，也就是在2007年的1月，國務院下發(fā)《關于加快關停小火電機組若干意見的通知》，文件中明確提出，要鼓勵各地區(qū)和企業(yè)關停小機組，集中建設大機組，實施“上大壓小”。鼓勵通過兼并、重組或收購小火電機組，并將其關停后實施“上大壓小”建設大型電源項目。

這一政策大大激勵了百萬千瓦火電機組的發(fā)展，根據(jù)2010年時統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，當時在建的百萬千瓦火電機組達到68臺。

根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會對全國火電機組信息統(tǒng)計的資料，截止至2013年底，全國在運百萬千瓦超超臨界火電機組達到63臺，合計6337萬千瓦，規(guī)模居世界第一；已知在建百萬千瓦火電機組是15臺，合計1500萬千瓦。

“百萬千瓦火電機組，具有大容量、高參數(shù)、高效率等優(yōu)勢，單位造價優(yōu)于小機組。在節(jié)能減排等問題上，大機組更是具有自身的優(yōu)勢，環(huán)保投入可以相對集中，單位環(huán)保成本也會低。”中電聯(lián)秘書長王志軒肯定了百萬千瓦火電機組的優(yōu)勢。

隨著我國對火電環(huán)保的要求日趨嚴格，火電項目的審批遭受前所未有的難度。根據(jù)“等量替換”原則，淘汰小機組，再申請百萬千瓦火電機組，成為電廠其中擴容方式之一。2014年上半年，就有多臺百萬千瓦火電機組獲得“路條”。

2014年6月19 日，國家發(fā)展和改革委員會印發(fā)了《關于湖北國電漢川三期第2臺機組擴建工程項目核準的批復》，同意國電漢川電廠建設第2臺100萬千瓦機組。

2014年8月12日，國電寧夏公司收到《關于加快方家莊電廠項目前期工作的通知》，同意將國電寧夏方家莊電廠2×1000MW等6個總裝機規(guī)模928萬千瓦煤電項目作為寧東至浙江±800kV特高壓直流輸電工程配套電源，分別由各項目單位開展前期工作。這標志著國電方家莊電廠項目也正式得到了“路條”。

對于電廠而言，申請大容量機組的動力在于，除了單位建設成本低等原因外，發(fā)電量的分配是其考慮的重要因素。根據(jù)我國節(jié)能發(fā)電調度的原則，百萬千瓦火電機組獲得的電量要高于普通機組。

“百萬千瓦的火電機組的上網電量指標會略高于普通機組。這就直接關系著電廠效益。”浙江北侖電廠一工作人員告訴《能源》雜志記者。

根據(jù)中電聯(lián)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2013年全國百萬千瓦火電機組利用小時數(shù)為5766小時，高于火電平均利用小時數(shù)5021小時，更高于發(fā)電設備累計平均利用小時數(shù)4521小時。

在能耗方面，以供電標準煤耗指標進行對比，中電聯(lián)對63臺百萬千瓦火電機組的供電標準煤耗情況進行了調查，其供電標準煤耗為291克/千瓦時，較全國火電機組平均供電標準煤耗321克/千瓦時低30克/千瓦時。

但在《能源》雜志記者采訪中發(fā)現(xiàn)，我國多臺百萬千瓦火電機組的能耗以及排放水平并未達到預期?！皳?jù)我所知，國內最早建設的一批電廠，比如鄒縣電廠和海門電廠，能耗水平并不是很低，供電標準煤耗都在300克/千瓦時以上，與小機組比，體現(xiàn)不出優(yōu)勢。”一不愿透露姓名的業(yè)內人士對記者表示。

記者了解到，大唐集團下屬的廣東潮州三百門電廠，作為大唐首臺投產的百萬千瓦火電機組，在一段時間內，因為技術、設備等原因，能耗和排放上均未達到理想狀態(tài)。后在投入了大量人力、物力后才得以解決。

“大容量機組，并不就意味著更低的煤耗、更低的排放。這其中跟運行管理水平、采用的技術和燃料的質量都有關系?！鄙鲜霾辉妇呙娜耸勘硎尽?/p>

難題重生

雖然百萬千瓦火電機組的利用小時數(shù)高于火電平均利用小時數(shù)，但對于建有百萬千瓦火電機組的電廠而言，設備利用率的狀況并不讓人滿意。

“目前，我們電廠的百萬千瓦火電機組均不能滿負荷運行，嚴重情況下，有的機組負荷率甚至低于50%?！倍嗉译姀S工作人員向記者如此表示。

低負荷不僅影響了電廠的利潤率，還造成鍋爐效率下降和煤耗指標的上升。

相關研究表明，當百萬千瓦等級的超超臨界機組在50%負荷下運行時，供電煤耗比額定負荷時要增加20克/千瓦時；根據(jù)機組實際運行情況，機組負荷率提高10%，不同等級的機組影響供電煤耗也在5克/千瓦時以上。

“負荷率是影響機組運行煤耗的最大外部因素之一?！蓖踔拒幈硎镜?。

但是在目前形勢下，由于我國經濟總體增長緩慢，電源裝機總量的增長率高于全社會用電量的增長率，大容量機組不能滿負荷發(fā)電的問題在短期內難以解決。

拿浙江省來說，由于今年實現(xiàn)“川電東送”，溪洛渡—金華±800千伏特高壓工程投運，對浙江省火電機組的影響巨大。

“浙江省內擁有多座百萬千瓦火電機組。在目前情況下，電源結構矛盾就非常突出?！鄙鲜鲭姀S人士感概到，“大機組只能低負荷下運行，在很大程度上說是一種資源浪費。”

這一現(xiàn)象在我國其他地方亦十分普遍。且隨著六十萬、百萬千瓦等大容量火電機組的增多，矛盾只會愈演愈烈。

相比于小機組，百萬千瓦火電機組在調峰上具有劣勢。由于容量大，對于地方電網的影響也會更大。對于上馬大型火電項目，理應更為充分的研究和論證。但我國的實際情況是，在較短的一段時間內，批準了大規(guī)模的百萬千瓦火電機組。

“在理想的狀況下，百萬千瓦火電機組應該是帶基本負荷的，不參與或少參于調峰，用容易調峰的中小機組。但是，在實際中考慮到多種因素是難做到的，如我國缺少靈活的燃機調峰機組，而新建大機組的調峰性能優(yōu)于老舊的中小機組?！蓖踔拒帉Α赌茉础冯s志記者表示?！耙Ｕ想娋W安全穩(wěn)定經濟運行，應當根據(jù)地區(qū)的負荷特性、能源資源的配置情況，合理配置容量大小不同的機組，而不是光有大機組。”

但現(xiàn)實是，我國在運大多數(shù)百萬千瓦火電機組都參與調峰，只能低負荷運行，大容量機組并沒有充分發(fā)揮其能耗、排放和效率的優(yōu)勢，這就體現(xiàn)出電源規(guī)劃的不合理性。

另一方面，由于當前火電項目審批考慮的最大因素之一是機組的煤耗水平和環(huán)保水平。因此，大容量機組似乎更易獲得路條。

但王志軒認為，火電項目的審批，不應該只從節(jié)能、環(huán)保等角度考慮，而是需要在滿足節(jié)能、環(huán)保的基本要求下，考慮整體區(qū)域電力的平衡和安全性。不能光強調“上大壓小”，而把一些本來適合調峰的中小機組拆除，到最后又用大機組來調峰。中小機組可采取降低運行小時數(shù)的方法提高行業(yè)的整體節(jié)能減排效果。

此外，王志軒提出了另一值得考慮的問題，那就是目前我國火電廠正在形成“鎖定效應”。舉例而言，當美國頁巖氣取得大發(fā)展時，天然氣供應充足，上馬大量的燃氣電廠剛好可以取代之前運行了幾十年的老火電機組。

但反觀我國，由于實行“上大壓小”政策，在這幾年中，大規(guī)模小機組被淘汰，又新建了大批容量頗大的火電機組，目前我國火電機組的平均服役年限只有六、七年。如果未來我國的頁巖氣、天然氣或者其他新能源等獲得大發(fā)展，想要取代一部分火電裝機，會陷入“難以淘汰”的局面。

因為我國火電機組中，新建機組和大容量機組的占比會越來越高，新的能源技術很難替換它們，一旦被替換，則浪費巨大。“到那種情況，小機組和老機組反而成為一種資源。”王志軒指出。

短時間上馬大規(guī)模百萬千瓦火電機組帶來的另一個后遺癥，則是機組出現(xiàn)技術和設備硬傷難以解決，百萬千瓦火電機組的部分材料和關鍵設備尚需從國外進口，國內材料研制和裝備制造水平也有待提高。

記者采訪的電廠均表示，目前，百萬千瓦火電機組的效率下降問題非常嚴重，部分原因是因為系統(tǒng)設計及啟動方式的不當，還在于所使用的材料難以承受使用壓力。

百萬千瓦火電機組由于爐膛容積大，爐膛內氣體分布不均，并且在低氧量情況下運行，在爐膛內產生還原性氣體，出現(xiàn)高溫腐蝕現(xiàn)象。且百萬千瓦機組爐內溫度和壓力都較高，爐內的金屬材料容易達到了極限值，極易產生氧化皮。

但我國基礎材料基礎比較薄弱，目前百萬千瓦火電機組中，管道的蒸汽側氧化，氧化皮阻塞引起的爐管超溫和爆管等事故呈頻發(fā)之勢。氧化皮破碎形成的固體顆粒，又引起汽輪機葉片及旁路閥芯侵蝕等，直接導致機組效率下降。這些已經成為電廠面臨的技術難題。更為嚴重時，需要機組停機檢修。

“這一百萬千瓦超超臨界火電機組面臨的突出問題，已經困擾多年。我國近年來投產的百萬千瓦超超臨界機組中，90%已經出現(xiàn)這方面較嚴重的傾向，若不加以重視，相當部分的節(jié)能減排成果就會被這一個原因吞噬掉?！鄙鲜鋈耸繉τ浾哒f。

“近零排放”躍進

百萬千瓦機組之所以受政策和運營企業(yè)的雙重推崇，一個重要的原因是其環(huán)保指標遠好于小容量機組。近期一系列有關火電廠污染物排放達到或優(yōu)于燃氣排放標準的報道中，涉及的燃煤機組大都是大機組。一時間，火電廠“近零排放”、“超低排放”和“趨零排放”的提法也甚囂塵上。

據(jù)報道，今年5月投產的首臺清潔排放改造的現(xiàn)役機組嘉興電廠8號百萬千瓦級發(fā)電機組投產以來，經西安熱工院等單位煙氣抽樣測試，得到機組滿負荷運行時煙囪排放口主要煙氣污染物的排放均值：煙塵2.12毫克/立方米，二氧化硫17.47毫克/立方米，氮氧化物38.94毫克/立方米。

國華舟山電廠4號機組在試運行期間，浙江省環(huán)境監(jiān)測中心現(xiàn)場取樣監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示：粉塵排放2.46毫克/立方米、二氧化硫排放2.76毫克/立方米、氮氧化物排放19.8毫克/立方米。8月4日，經廣州市機電工業(yè)環(huán)境監(jiān)測站現(xiàn)場監(jiān)測顯示，廣州華潤熱電公司1號機組氮氧化物排放23毫克/立方米、二氧化硫6毫克/立方米、粉塵排放濃度為2.56毫克/立方米。

以上三臺機組排放數(shù)據(jù)都遠遠低于正在執(zhí)行的《火電廠大氣污染排放物標準》。該《標準》規(guī)定今年7月1日起，新建火力發(fā)電鍋爐執(zhí)行煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放限值分別為每立方米30毫克、100毫克、100毫克；以天然氣等氣體為燃料的鍋爐或燃氣輪機組排放限值分別為每立方米5毫克、35毫克、50毫克（天然氣鍋爐為100毫克）；對重點地區(qū)的火力發(fā)電鍋爐排放標準排放限值分別為每立方米20毫克、50毫克、100毫克。

雖然以上三個電廠機組都處在重點區(qū)域，但改造后的排放標準已經遠低于上述《標準》中的重點地區(qū)火力發(fā)電鍋爐排放限值。而他們的成功無形之中給其他剛剛完成改造或者還在新一輪脫硝改造中的機組增加了無形的壓力。

據(jù)《能源》雜志記者到地方電廠調研了解，各發(fā)電集團內部已經給重點區(qū)域的火電機組下發(fā)了消息，未來可能會對機組提出更低排放的標準。令他們疑惑的是，現(xiàn)在關于“近零排放”、“超低排放”和“超潔凈排放”三個概念具體標準是什么，還沒有厘清。

在記者查閱相關資料中發(fā)現(xiàn)，5月份，在浙江省經濟和信息化委員會制訂的《浙江省統(tǒng)調燃煤發(fā)電機組新一輪脫硫脫硝及除塵改造管理考核辦法 （征求意見稿）》中也已明確，“超低排放”是指燃氣輪機組排放限值，即為煙塵排放濃度不大于5毫克/立方米、二氧化硫排放濃度不大于35毫克/立方米、氮氧化物排放濃度不大于50毫克/立方米。

由此可以看出，浙江省是更嚴苛火電機組排放標準的發(fā)源地之一。并且在上述《辦法》中還規(guī)定“2017年底前，所有新建、在建及在役60萬千瓦及以上省統(tǒng)調燃煤發(fā)電機組必須完成脫硫脫硝及除塵設施進一步改造，實現(xiàn)煙氣超低排放。

為鼓勵火電機組“超低排放”改造，提出“省統(tǒng)調燃煤發(fā)電機組當年可達到超低排放標準的，年初按超低排放機組平均容量預安排獎勵年度發(fā)電計劃200小時。

對于火電機組而言，200小時額外獎勵確實吸引力巨大。但巨額的投入更讓他們頭疼不已。在以上三家機組對外公布的信息，雖然沒有透露具體的改造費用，但動輒幾個億的投入也是一筆很大的數(shù)字。

特別是神華方面表示，國華電力到2017年底實現(xiàn)對現(xiàn)役3480萬千瓦、61臺燃煤機組中的48臺進行近零排放技術改造，投入資金計劃超100億元。基本上每臺機組改造費用在2個多億。

據(jù)一位不愿具名的電廠人士透露，嘉興電廠8號這臺百萬機組改造費用高達3.95億元。

雖然高額投入令電廠難以承受，浙江的做法在全國范圍內掀起了推廣熱潮。江蘇、廣東、山東等地的電廠也做好了再一輪改造的準備。

令這些建成機組比較無奈的是，每次國家環(huán)保政策的出臺，都要將部分環(huán)保設施進行拆除重建，造成了重復投資。更為尷尬的是，隨著環(huán)保標準的提升，都需要新增環(huán)保旁路，但是由于已經建成機組預留場地有限，增加新的設備對于場地的占用是新的挑戰(zhàn)。

在《能源》雜志記者調研中，發(fā)現(xiàn)一些正在進行改造的電廠由于可能出臺的新的政策，放慢甚至停止改造，觀望新的政策出臺，一旦新政策出臺，之前的改造設計方案都要推翻重做。

“即使進行了改造，能否達到標準還有待檢驗，特別是對煤種的要求過高。舟山電廠主要使用的是神華煤，煤質較好且供應穩(wěn)定。而一般電廠煤種都相對復雜，所以想達到標準也比較困難?！鄙綎|一電廠負責人對記者表示。

而在中國電力聯(lián)合協(xié)會秘書長王志軒看來，目前火電企業(yè)爭先改造達到“超凈排放”有著不同的出發(fā)點。“有的是為了新的煤電項目的審批，有的是害怕政府讓企業(yè)實施燃氣替代煤電?！?/p>

但始料不及的是，企業(yè)的這種“戰(zhàn)術”在環(huán)保產業(yè)界、媒體、專家的共同熱捧下，在部分地方政府的行政要求下，逐步演變成了企業(yè)主動或者是被動但表現(xiàn)出的是爭先恐后搞“近零排放”的局面。這種“正反饋”式的機制，使中國正上演著一場讓全世界為之瞠目結舌的火電廠“近零排放”大躍進。

“現(xiàn)在的情況是，要達到國家的火電排放標準，已經是非常不容易了，這個標準，還有一些機組沒有完成呢。如果真要做‘超凈排放，要站在全社會的高度，充分論證其環(huán)境效益和經濟效益，不能盲目?！蓖踔拒幙偨Y道。