我国脱硝市场的现状及发展建议

2010-02-15 04:48袁细宁
中国环保产业 2010年12期
关键词:氮氧化物火电厂烟气

袁细宁

(杭州三和环保技术工程有限公司,杭州 310013)

我国脱硝市场的现状及发展建议

袁细宁

(杭州三和环保技术工程有限公司,杭州 310013)

我国脱硝市场任务艰巨,政策扶持将催生爆发性机遇。脱硝产业目前存在缺乏具有自主知识产权的核心技术、绝大多数单位依靠引进技术、市场竞争处于无序状态等问题;提出了发展脱硝市场的应对措施,建议建立市场准入制度和经济补贴政策,加强排放标准制订工作。

脱硝市场;核心技术;竞争;政策规范

1 我国脱硝形势严峻

我国以煤炭为主的能源结构,导致了大气中NOx污染物较多。但我国对NOx的控制却基本处于缺位状态,NOx排放量逐年增多,危害增加。要控制NOx排放,应该从第一大污染源—火电行业入手。烟气脱硝是继烟气脱硫之后国家控制火电厂污染物排放的又一个重点领域。

电站烟气脱硝主要是处理氮氧化物,氮氧化物主要由一氧化氮和二氧化氮构成。一氧化氮原本无毒无害,当发生反应转化成为二氧化氮后,对环境造成极大的污染,并严重危害人体健康。氮氧化物的大量排放,不仅增加了空气中氮氧化物的浓度,导致城市或区域阴霾、光化学烟雾等复合型空气污染加重,而且增加了酸雨的污染程度,并且通过干、湿沉降的作用,加重了水体富营养化的影响。

随着全国各电厂脱硫设施的建设,二氧化硫的治理效果显现,氮氧化物正逐渐成为第一大酸性污染气体。据统计,2000-2005年我国氮氧化物排放从1100万吨增加到1900万吨,年均增长10%。2005年后,空气中氮氧化物浓度仍在不断上升。

我国氮氧化物排放主要集中在东部地区。据测算,全国80%以上的氮氧化物排放量来自于人口密集、工业集中、经济发展较快的中东部地区。数据显示,我国氮氧化物排放量超过100万吨的省份依次为广东、山东、河北、江苏和河南,这5省的氮氧化物排放量占全国氮氧化物排放总量的43.5%。从单位面积排放量(即排放强度)来看,最大的地区依次是上海、天津和北京。而且,这些地区大气中二氧化氮的总负荷呈快速增长的趋势。

统计数据显示,我国氮氧化物排放量主要来自火电、交通部门及工业部门。2007年火电厂排放的氮氧化物总量已增至840万吨,比2003年的597.3万吨增加了近40.6%,约占全国氮氧化物排放量的40%。我国目前火电脱硝机组只有 4000 万kW左右,占火电装机容量仅6%,未来市场前景巨大。

截止2008年底,我国发电装机规模已达79,253万kW,其中火电机组容量为60,132万kW,占总装机规模的75.87%。如果以2010年、2015年和2020年火电装机容量分别达到71,780万kW、101,700万kW和121,900万kW计,火电行业NOx排放量到2010年、2015年和2020年将分别达到1038万吨、1310万吨和1452万吨。以安装高效低氮燃烧器和SCR计,单位造价在200~250元/kW之间,则到2015年需总投资为602亿~868亿元,到2020 年总投资为634亿~934亿元。数据显示,在2015年以前,脱硝行业每年平均规模可达100亿元以上,市场容量巨大。未来5年将带来的SCR脱硝催化剂市场需求为178亿元、44.5万m3,平均每年36亿元、8.9万m3。脱硝市场容量中,36%是SCR脱硝催化剂市场。

2 国家大力推动脱硝行业的发展

随着我国对环境保护的日益重视,环保产业也迎来多次大发展。扶持环保产业发展的政策连续出台,催生了环保市场的兴旺火爆。

2004年1月1日实施的《火电厂大气污染物排放标准》,首次规定了火电厂氮氧化物的排放限值,并按时段和不同燃料及其特性分别规定了不同限值。

2009年3月23日,环境保护部办公厅印发了《2009-2010年全国污染防治工作要点》。文件第九条规定:“全面开展氮氧化物污染防治。以火电行业为重点,开展工业氮氧化物污染防治。在京津冀、长三角和珠三角地区,新建火电厂必须同步建设脱硝装置,2015年年底前,现役机组全部完成脱硝改造。研究扶持政策,提高氮氧化物污染防治技术水平。”

2009年5月12日,国务院发布了《装备制造业调整和振兴规划》(规划期为2009-2011年)。规划提出,为适应环境保护和社会民生需要,大力发展污水污泥处理设备、脱硝脱硫设备、余热余气循环再利用设备、环境在线监测仪器仪表等。规划还提出鼓励使用首台(套)的政策,即第一台(套)能满足工程需要的国产设备,在国家重点工程、重点项目优先使用。这打破了以往环保设备需要有业绩、运行多年才能参加竞标的机制。

2009年7月,国家环境保护部发布了《火电厂大气污染物排放标准》(征求意见稿)。对比新标准和旧标准(GB 13223-2003),在烟尘、二氧化硫和氮氧化物三个主要污染物的排放量限制方面,新标准均作出了更为严格的规定。在脱硝方面,新标准规定了到2015年所有火电机组都将执行氮氧化物排放浓度在重点地区不高于200mg/m3、非重点地区不高于400mg/m3的限值。重点地区的新增机组从2010年开始直接执行200mg/m3的排放限值。新标准的出台将推动脱硝行业的快速启动,政策预期开始逐渐兑现。

2009-2012年是中国脱硝脱硫设备行业发展的关键时期,也是我国从“十一五”迈向“十二五”的过渡期,在全球金融危机风暴大环境及国内严峻的经济形势下,一系列新的政策将会陆续出台,一批国家重大工程项目将陆续开工建设。而且,从长远看,钢铁厂、化工厂、垃圾焚烧炉等工业窑炉生产时也会产生大量氮氧化物,这些领域的烟气脱硝市场同样广阔。因此,尽快做强、做大有自主知识产权的烟气脱硝产业意义重大。

3 我国脱硝行业存在的问题

(1)技术水平有待提高

我国火电厂烟气脱硝装置于20世纪90年代引进日本技术在福建后石电厂的600MW机组率先建成。2006年8月,意大利TKC公司正式将技术转让给中电投远达环保工程有限公司。2008年年初,中电投远达公司的脱硝示范工程——国内首台单机百万千瓦机组上海外高桥第三发电有限责任公司燃煤机组脱硝工程投产。与中电投远达买断外国技术不同,龙净环保股份有限公司采取的是与丹麦托普索公司进行技术合作的方式,成为国内首批掌握脱硝技术的环保企业。在发电机组上应用的烟气脱硝技术,除个别单位自行开发了具有自主知识产权的核心技术外,绝大多数单位采用的烟气脱硝技术尚处于引进、消化吸收和初步应用阶段。

由于外方单独进入中国市场投资太大,成本太高,一般都会寻找境内合作者合作。一般的操作模式是,在第一次项目中,国内公司和合作外方联合投标,以外方为投标主体,在项目中标后,具体由国内工程公司负责实施,收取一定的实施费。以后的项目招标工作由国内公司单独进行,独立建设实施,但由于核心技术掌握在外方手里,每个项目都需要向外方支付高额的核心技术购买费(如某种催化剂),因此这种核心技术的价格往往非常昂贵,占到设备造价的25%以上。

国内现在已有10多家环保工程公司分别引进了美国B&W公司和燃料技术公司、德国鲁奇和FBE公司、日本三菱和日立公司、意大利TKC公司、丹麦托普索公司的烟气脱硝技术,其中,国内企业除浙江能源采用SNCR法脱硝技术之外,其余均采用SCR法脱硝技术。由于我国多数企业都采用SCR技术,则催化剂就成了未来发展的关键,但目前这一技术尚未实现国产化,中电投远达在上海外高桥项目中所使用的催化剂均购自国外。

我国脱硝企业还有待提高技术水平,拥有知识产权,才不致于受制于人。脱硝技术的重复引进,不仅会给国家及企业造成一定损失,加剧脱硝市场的无序竞争,而且不利于资源的优化配置。

(2)缺乏系统性的脱硝技术规范

火电厂烟气脱硫产业经过近十年的发展,已初步形成了相关的技术规范体系,在火电厂烟气脱硫产业发展中发挥了重要的作用。目前,我国火电厂烟气脱硝产业刚刚起步,有关技术标准和规范正在制订,尚存在一些问题。首先是根据不同技术引进方采用不同国外标准建设,使得SCR设计、设备、调试、验收以环保公司的标准为依据;其次是国家有关部门在制订技术标准或规范时,没有一个统一的体系。脱硝产业从领域看,涉及环保、电力、机械、化工、建筑等行业;从过程看,涉及设计、建设、调试、运行等各个环节,而且与除尘、脱硫紧密联系。如果缺乏系统考虑,则难以使标准间协调一致,从而容易造成混乱,阻碍火电厂脱硝产业的健康发展。

(3)缺乏火电厂脱硝市场的准入要求

由于国内的脱硝市场一开始就存在低价竞标的情况,给脱硝装置投运后的稳定运行埋下了隐患;招投标过程和招投标文件的不规范等,也给不公平竞争提供了机会。由于烟气脱硝设备的性质,尤其是采用高尘段布置的SCR工艺,对锅炉以及脱硝反应器后的烟道、除尘器、脱硫装置都有影响,这就决定了脱硝设备要与锅炉等发电设备一样具有高可靠性,需要烟气脱硝企业在具备脱硝相关技术、人才、经验、经济实力的同时,必须兼有锅炉等专业知识和相关能力,但是由于我国并没有针对这一特征的市场准入要求,导致脱硝企业良莠不齐。

(4)政策可操作性差

氮氧化物控制技术的进步和工业装置的应用状况在很大程度上取决于环保立法的健全程度。我国现有的关于氮氧化物的法规政策,主要依赖于传统的控制手段,虽然对火电厂NOx污染的控制提出了初步要求,但相关的政策标准过于原则,可操作性较差。

目前,我国已经建成的烟气脱硝装置,经有关部门现场调查后发现,这些已建成的脱硝装置只有少数电厂能坚持运行。究其原因,一是目前我国对氮氧化物排放的要求较低,火电厂只要采用低氮燃烧技术就可以达到国家要求的排放标准,没有减排压力;二是没有相应经济政策的支持,因此没有减排动力。

4 促进我国脱硝市场的良性发展

(1)建立市场准入制度

为避免恶性竞争、确保工程质量、提高运行可靠性与稳定性,建议由国家相关部门组织专家或委托行业协会对从事烟气脱硝工程建设和相关产业领域的企业从注册资金、资质、业绩、市场信誉等方面,设立脱硝的行业准入门槛,制定准入办法,进行资格准入。从事火电厂烟气脱硝工程的总承包公司,必须是具有法人资格的经济实体;所具有的脱硝技术应是先进的、完整的、成熟的,具有合法使用该项技术的权力和能力;具有相应的脱硝工程设计、工程承包的能力;具有履行项目工程承包所必需的经济实力,财务状况良好;内部组织机构完善、管理体系健全、专业技术人员和管理人员配备齐全,有组织工程建设和现场施工管理的经验,有完整的质量保证体系。

建议建立国家鼓励的脱硝工艺设备名录制度,引导脱硝产业和技术的良性发展。依托国家实施环保技术管理体系建设工程,增强脱硝技术创新能力,在相关工艺设备方面实行优胜劣汰。通过发布国家鼓励或者限制发展的脱硝装备目录,筛选推广质量较好的脱硝设备,发展脱硝设备产业链。

(2)实行经济补贴政策

要综合运用各种经济手段推进火电厂的氮氧化物控制工作,以最小的成本换取最大的环境效益,如排污权交易政策;要使脱硝的环境保护成本传导到电价中去,使电力成本真正体现资源和环境成本;收取的氮氧化物排污费要全部用于氮氧化物的治理,尤其是用于老电厂低氮燃烧器改造奖励、烟气脱硝奖励;对一时不能实现国产化的设备要有免税或减税措施;通过国家环保专项资金补助或中央预算内投资资金补助对现役电厂建设烟气脱硝装置。

烟气脱硝电价的计算是以脱除的氮氧化物多少来确定,或以地区为单位计算脱硝的社会平均成本来确定,还是按煤质(挥发分)情况来确定,需要进行系统研究,最好是纳入电价机制的改革方案之中统筹解决。在电价机制不做大的改革之前,可以像脱硫电价一样结合考虑煤质(挥发分)情况给脱硝企业每度电量一定的电价补贴;也可以地区或地市为单元计算当地脱除氮氧化物的平均成本,以平均成本和企业实际脱除的氮氧化物量为依据,计算各企业烟气脱硝成本,然后通过电价支付给脱硝企业。根据前面的计算,在目前的技术水平下,可以考虑火电厂烟气脱硝享受0.01元/度左右的脱硝电价补贴。

(3)加强排放标准制订工作

我国氮氧化物行业排放标准制订工作起步较晚,目前在工业炉窑和炼焦炉的大气污染排放标准中仍没有规定氮氧化物的排放限值。而在仅有的《火电厂大气污染物排放标准》、《水泥厂大气污染物排放标准》、《锅炉大气污染物排放标准》中,虽然规定了氮氧化物浓度限值,但这些标准普遍存在过于宽松的问题。当前迫切需要修订和完善一批行业氮氧化物排放标准,以推进我国的氮氧化物污染防治工作。

制定氮氧化物排放标准时,要给排污权交易留出足够的空间。只有这样,才能吸引企业去进行排污权交易,用最少的社会成本来推动氮氧化物的减排。同时还应给国产技术的发展留下一定的空间,支持我国环保产业的发展。

目前,国内已经有部分省市(北京、上海、山东等省市)颁布了新的有关氮氧化物的地方排放标准,其中以北京市制定的标准最为严格。对于已投运机组,北京市要求自2008年7月1日起燃煤机组氮氧化物排放浓度低于100mg/m3;上海、山东等地要求自2010年1月1日起燃煤机组氮氧化物排放浓度低于400mg/m3。

[1] 冯学泽,施新荣. 脱硫脱硝,节能减排进入新发展阶段[N]. 人民日报海外版, 2009-09-18 .

[2] 张蕾. 脱硝产业的开拓者[N]. 中国电力报, 2009-04-21.

[3] 史晓斐,夏振兴. 拿什么拯救脱硝电厂[N]. 中国能源报, 2009-08-45.

[4] 路晓冰. 脱硝市场期待立法[N]. 中国电力报, 2009-12-06.

[5] 姚伊乐. 脱硫行业需求很大问题不少[N]. 中国环境报, 2009- 08-24.

[6] 钱炜. 脱硝是否会步脱硫技术巨资引进后尘[N]. 科技日报, 2009-04-27.

Current Situation and Development Suggestions of Denitrification Market in China

YUAN Xi-ning
(Hangzhou Sanhe Environmental Protection Technology Engineering Co., Ltd, Hangzhou 310013, China)

The task of denitrification market is arduous, the policy support will produce explosive opportunities. In our country, the denitrification industry is a certain lack of core technologies with our own intellectual rights, most companies rely on import and the market competition is disorder, so the market entry certification system and economic subsidy are required, and emission standard should be strengthened.

denitrification market; core technology; competition; policy standardization

X701

A

1006-5377(2010)12-0041-04

袁细宁(1975—),男,硕士,副总工。研究方向:烟气脱硫、脱氮等废气处理工程。

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