浅谈雾霾与电力能源排放及应用措施

浅谈雾霾与电力能源排放及应用措施

(国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院辽宁沈阳110015)

摘要:近年来,雾霾的笼罩下,人们的生存环境越来越差。我国企业中,火力发电占主体。火力燃煤中,经过燃烧之后会释放出二氧化硫、一氧化碳,以及氮氧化物、含铅化合物等危害人类身体健康的烟气。所以,减少电力能源排放,发展清洁能源是电力企业亟待解决的问题。

关键词:雾霾;电力能源;应对措施

1.1雾霾的产生

雾、霾是气象学的名词,雾霾天气的成因并不是只有污染一种,雾霾古代就有,空气中有很多细小的颗粒物,比如尘土、海浪带起来的泡沫、花粉等等,特别是刮风带起来的土壤颗粒物,都是自然界中本来存在的。这些细小颗粒物飘浮在大气中,表面会吸附一定的水汽,重力不大,不易沉降,它就会飘浮到上空吸收大量水分后成为云或雾的凝结核。有一些细小颗粒物集聚在近地面,受地面湿度的影响,它们会吸收、折射或者反射太阳光,造成能见度下降,这个时候这些细小颗粒就参与形成霾。当大气中有大量二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机物等污染物时,它们形成的硫酸和硫酸盐、硝酸和硝酸盐及有机物等,由于它们对光的效应,造成了视程障碍使霾的程度和危害性加大。

1.2雾霾与能源排放

污染是造成严重雾霾的内因,气象条件则是外因。雾霾跟能源使用的排放有关。我们知道,二氧化硫、氮氧化物、氨气以及挥发性有机物等污染物都是气体,为什么到大气中会变成颗粒物并最终形成霾呢?因为大气具有氧化性,能源燃烧后排放的气体污染物可以说是一次污染物,进入大气中以后,产生了非常复杂的化学反应,产生了二次污染物。由于一次污染物的价态偏低,比如二氧化硫、一氧化氮都是属于还原价态,而大气中存在大量的自由基,低价态的气体很容易跟自由基产生被氧化的反应形成高价态的硫酸、硝酸、硫酸盐和硝酸盐等,有机物也有此反应。

1.3电力作为能源行业的重要组成部分,更应责无旁贷地承担起雾霾治理的重任

虽然不同地区的源解析数据略有差异,但是燃煤和机动车已基本被公认为是形成雾霾的两大元凶,两者涉及到我国能源消费中的主要品种煤炭及石油。因此,治理雾霾的重任也理所当然地落在了能源行业身上。现在新能源的动作还是太慢,一定要开发新能源,风电可以上网了,但是仍然不能做到全部上网。风电在许多地方可以发展,但是要打破许多框框,一定要解决并网问题。核电则是顾虑太多,福岛的事情给我们带来了很多影响,这是肯定的,真正要上核电必须重视选址,而且要吸取日本的经验,建在海边的要对海况足够的清楚。另外要扩大宣传,告诉大家核电怎么避免产生事故,过去切尔诺贝利影响很深,现在日本的福岛更深,媒体一定要配合,让大家不只是了解核电的表面,一定要甚解,要把人体健康安全、排放等解释清楚。能源方面不可能不用核电,但是要知道它的性质,需要什么预防措施。真正了解了,就不会对一些污染产生误解或者恐惧。

2.电力行业应对措施

2.1控制小电厂,鼓励大型火力发电企业

据测算,如果将东中部地区自备电厂的小火电机组改造为燃气发电,关停公用小火电,把西部、北部电源基地的电力通过远距离输电通道送到受端地区以弥补因小火电关停而产生的电力缺口,可减少东中部PM2.5排放量约127万吨,占目前东中部火电排放总量的12%。

目前,我国的发电厂数目众多,发电厂的规模也参差不齐,有规模庞大的装备精良的大型发电厂,也有规模很小,设备老旧的小型电厂,在低碳经济模式下,我国的火力发电行业已经站在了风口浪尖。小规模的发电厂存在运行效率低下,能源消耗较高的缺点,由于其机组相对老旧,燃煤质量较差,烟尘排放,二氧化硫、二氧化碳的处理都不能到位,地处比较偏远,人员管理难度较大,所以小规模发电厂应该予以控制,甚至是裁撤。大规模发电厂的设备比较先进,人员配比也相对合理,大规模电厂可以投入使用先进的发电设备,例如引进先进的临界发电机组,超临界发电机组,甚至超超临界发电机组,这就使得大规模大电厂的发电效率有了很大的提升。另外,针对大型的发电厂,我国的相关部门可以让检查人员进驻到发电厂内部,时刻监督着发电厂的运行,坚决做到不留死角的督查工作,这样在严厉的规章制度和检查人员面前,发电企业的违规行为将会受到遏制。我国的发电行业将小规模火力发电机组逐步裁撤,分期分批次将高能耗、低产能、高污染的落后生产设备和老旧的生产工艺进行淘汰,鼓励和提倡大规模的发电厂,并积极引入先进的发电设备,提高生产效率,降低污染物排放,力争达到用少量的煤炭发出更多的电能,并且降低对环境的污染。

2.2、使用可再生的清洁能源是可以实现节能减排低碳的有效方法

发展近乎零排放的非化石能源是治理大气污染的关键手段之一,我国近年来的非化石能源发展速度保持高速增长,总规模和每年的新增规模均居世界第一。是全球光伏发电装机增长最快的国家。目前我国电力行业所使用煤炭是属于紧缺的不可再生资源,所以要主动的去研究、开发用新的能源来发电的技术。同时要扩大核能发电与水力发电在电力行业中产电量的比例,积极的推进风力、太阳能等一些可再生的能源的发电技术。

核能现在已经成为了低碳能源的核心、支柱,全球的核能发电技术在快速的发展。随着核能发电技术的发展与应用,可以有效的改变我国目前的使用能源结构,有助于环境的改善和温室效应的缓解。但是我国目前尚且不具有能独立生产自主、规模化的核心设备的能力。

和同样随处可见的太阳能相比,风能更容易转换为电能。风能比太阳能更加具有操作性、实用性、可行性,所以风力发电的发展已经成为大势所趋。我国目前的风力发电产业还存在着许多的技术瓶颈,一些零部件无法满足发电的需求,只能向国外购买,缺少风力发电设备的专业制造技术人员。

水作为最常见的可再生资源,水力发电的开发利用更加具有使用效益。目前我国已经掌握了完整并且成熟的大型水力发电技术,并且对于水的生态保护早已经有了完整的法律法规,这样就加快了水力发电的开发与使用。

2增加可再生且清洁的能源利用,完成管理上的减排

2.3管理上的减排。

严格执行火电排放标准,降低存量火电的污染物排放。

虽然电力行业各类污染物排放绩效均呈逐年下降趋势,但与全面实施的火电厂大气污染物排放新标准的差距还较大。烟尘和二氧化硫与新标准相差3倍,氮氧化物相差7倍之多。明确提出采用先进高效除尘、脱硫、脱硝技术,实施在役机组综合升级改造,降低火电机组大气污染物排放。如果东中部12省的火电能够全部执行最新的排放标准,PM2.5的排放量将至少降低六成。

通过实施电能替代,减少分散燃煤消费。

煤炭在我国能源消费中的比重最高,其中很大一部分是通过直接燃烧的形式提供能量。由于大部分直接燃烧煤炭的方式并未采取有效环保措施,而且部分煤炭的品质不高,导致大量的污染物直接排放。据测算,东中部12省直燃煤消费量约2.6亿吨标煤,PM2.5排放量(含直排和二次生成)约为472万吨,约占东中部地区排放总量的43%。因此,加大对散烧煤的治理力度可以有效降低大气污染物的排放,实施电能替代是一种较好的途径。

综合考虑各种电能替代技术的经济性。

国家已有相关政策和现行电价水平,热泵、电动汽车、电水泵、电窑炉等设备实现电能替代经济可行。根据对各用能领域、电能替代潜力的分析,预计到2020年东中部地区最大可增加用电量6900亿千瓦时。可相应减少PM2.5排放357万吨,占目前东中部排放总量的32%。

加大跨区输电,提高受端地区的外来电比例。

前文提及的关停小火电、实施电能替代以及发展清洁能源,要得到较好的实施成效,需要向受端地区送入大量的电能。进一步明确了北电南送、西电东送的电力流向,并规划建设蒙西~天津南、锡盟~山东等12条电力外输通道,无一例外均是从西部、北部电源基地向东中部受端地区跨区输电的通道。到2017年底,向京津冀鲁、长三角、珠三角等三区域新增送电规模分别为4100万千瓦、2200万千瓦和500万千瓦。

结论

我国经济的快速发展需要电力能源作为支撑,而我国的电能主要通过火力发电的方式提供,能耗较大,环境污染也比较严重。在低碳经济模式下,我国电力行业必须重新考虑自身的发展状况。本文对低碳经济背景下电力行业节能减排的路径进行了分析,认为电力行业应该从鼓励大型火力发电企业、提高电力工业的烟气脱硫功能、扩大清洁能源规模,减少煤炭使用量三方面进行节能减排。

参考文献

[1]康重庆,陈启鑫,夏清.低碳电力技术的研究展望[J].电网技术,2010,(02):16-18.

[2]林伯强.低碳经济下的电力发展思路[J].中国电力企业管理,2010,(11):10-12.

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