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发电站废气排放控制策略,从香港情况探讨----香港环境影响评估学会主席 张振明
2005-10-28
   
 
  摘要:

  珠江三角洲地区经济的快速发展已经导致了该地区空气质量的恶化,引起了广东省和香港特别行政区政府的高度重视。根据论文“珠江三角洲空气质量研究”,发电站的废气排放也是导致空气质量恶化的主要元凶之一。本文介绍了香港特别行政区所采取的措施和香港两家多年从事控制发电站排放电力公司。本文还讨论了从过去的排放控制策略中汲取的教训,并提出在未来珠江三角洲发展中的策略供论坛讨论之用。

  背景:

  正如世界上其他的大城市一样,香港消耗着大量的能源和原材料来维持人民生活和经济发展。这些能源和材料最终也会转化成不同形式的污染进入周围的环境。香港有限的空间,珠江三角洲的居民和工业活动都使得空气污染情况更为复杂。

  从11个一般空气监测站2004年的数据来看,空气污染指数(API)一直处于高位,超过50%的每小时空气污染指数都非常高(API>50)。在冬季由于盛行风和光化学现象比较多,这种情况更为恶劣,有82%的空气污染指数较高的天数出现在10月至12月之间。这还影响人口密集地区的能见度,引起了公众的关注。有的地方能见度很低,甚至看不见几百米外的建筑。光化学烟雾是由于珠江三角洲地区污染源的扩散影响香港地区的空气质量而产生的地区现象。

  根据环保局2002年发布的“珠江三角洲空气质量研究” ( ),珠江三角洲地区发电站排放量分别占该地区二氧化硫总排放量的71%,氮氧化物的49%,微粒的30%,这些都是珠江三角洲地区长期以来废气排放的主要来源。除了发电站的排放,汽车和海运工具也给珠江三角洲增加了很多微粒和氮氧化物排放污染。

  香港特别行政区政府和广东省政府已于2002年4月签订协定,共同努力,以1997年的排放量为基准点,争取到2010年,将二氧化硫,氮氧化物,悬浮颗粒物,挥发性有机污染物的排放量分别减少40%,20%,55%和55%。同时,为了达到此目标,还起草了一份空气污染管理计划书。

  本文将主要以香港为例,聚焦热电厂的固定排放来阐明过去控制此类污染的方法,以及将来管理发电站废气排放控制的方式。

  香港废气排放控制的立法框架

  《空气污染管制条例》为控制固定来源的空气污染提供了一个框架。该条例还通过《空气污染管理(指定工序)规定》对高污染工业,例如电厂,排放量进行控制的特许计划。这些工业在运行之前必须经过特许,当局会监测、控制产生的污染。

  这些工业必须要采用最新污染控制,减少排放量的技术―“最佳实用方法”―来控制它们空气污染物的排放。当特许权需要更新或是有新的特许申请时,当局政府就可以灵活地提高排放要求。例如,利用排放控制技术来减少发电站的废气排放,像是要求南丫发电站新机组利用烟气脱硫技术来减少二氧化硫排放。还采取了一些类似的方法来控制其他的废气排放,像是新安装低氮氧化物燃烧器,先进的静电除尘器来达到更为严格的排放要求。

  空气污染控制(燃料限制)规定是在1990年被制定的,用以限制燃料中的含硫量。该规定限制燃料油的含硫量低于0.5%(重量),固体燃料含硫量低于1%(重量),在沙田区只能使用气体燃料,该区是香港限制较严的区域。在工业领域推行这项控制后,二氧化硫含量骤减80%。

  电厂废气排放

  电厂的废气排放一直是公众关注的问题。为了减少此类污染,所有1991年后建立的燃煤电厂必须安装烟气脱硫系统和低氮氧化物燃烧器,所有1996年后新批准建立的电厂必须使用天然气。结果,在1993年至2003年间,二氧化硫排放量从163,000吨下降到83,800吨;氮氧化物排放从113,000吨下降到55,200吨;微粒排放量从8,740吨下降到3,380吨。这些成绩是源于使用更干净的燃料发电以及持续改善燃煤机组的废气排放状况。目前的发电来源于核能、煤和天然气的比例差不多。除非采取进一步的排放控制措施,否则,近期的煤电产量上升将会使得废气排放增加。

  除了选用更干净的燃料,还有一些排放控制技术可以控制电厂的废气排放。对于燃煤电厂而言,最为常用的是使用湿式石灰石膏法,可以去除90%的二氧化硫;低氮氧化物燃烧器或是选择性催化还原用来减少氮氧化物含量;静电除尘器去除废气中的微粒。

  香港有两家电力公司,中华电力香港有限公司(CLP Power)和香港电力有限公司(HEC)提供全港民用和商业用电。这两家公司消耗着大量的燃料,同时也排放着许多的污染气体。

  中华电力香港有限公司

  目前,中华电力香港有限公司2004年 的发电25109十亿瓦特时来满足电力需求,这些电来自青山电厂(4108百万瓦特燃煤),黑点电厂(1875百万瓦特燃气),竹篙湾电厂(300百万瓦特燃油),总设备容量为6283百万瓦特。中华电力公司还签约购买了广东大亚湾核电站两个984百万瓦特加压水反应堆所生产电能的70%左右,并有权使用位于丛化县的广州抽水蓄能电站一期1200百万瓦特容量的50% 。自从可以从海南岛得到天然气和1996年黑点电厂试运行以来,中华电力公司废气排放量一直在减少。

  中华电力正在采取措施来进一步减少排放,采取的措施有使用更为干净的燃料,发展天然气储备以保证稳定供给。根据公司在2004年12月发布了“空气质量与气候变化声明”,公司将通过运送液化天然气到香港来改善废气排放问题,并在青山电厂(B1-B4机组)安装烟气脱硫系统和选择性催化还原来降低燃煤电厂的废气排放。随着黑点电厂燃气机组(第1,8机组)在2005-2006年试运行,中华电力将最大限度地使用天然气来减少废气排放。中华电力还在计划投入一个工业规模的风力发电机,作为在港使用可再生能源发电的范例。

  香港电力有限公司

  香港电力有限公司依靠南丫电厂(2500百万瓦特燃煤和920百万瓦特燃油)向香港岛,鸭脷洲和南丫岛供电。2002年的最大需求是2436百万瓦特,当年的电力销售是10642十亿瓦特时。目前,一个新的1800百万瓦特的燃气电厂正在南丫电厂附近修建,以满足将来的电力需要。香港电力有限公司在南丫电厂的三个现有的燃煤机组上使用湿式石灰石洗涤程序来使得烟气脱硫能够去除烟气中90%的二氧化硫。

  香港电力有限公司最近正在用烟气脱硫更新两个燃煤机组(L4,L5机组),进一步减少二氧化硫排放。计划在2006年试运行的燃气联合循环机组将采取许多环境影响评估研究号召的缓和措施来工作。这些新的机组将使用从深圳东部(秤头角)地区液化天然气终端得到的更为干净的能源尽可能地满负荷运行,在电力产量全面增加的情况下减少总排放量( )。通过在选址和环境影响评估时仔细计划、选择合适的技术和综合考虑、选择所需设备,就可以达到最终的废气排放减少。除了使用更为干净的燃料,香港电力有限公司还在调查可再生能源的发展情况。他们已经在南丫岛修建了800千瓦的风力发电机,生产的电力将会联入现有的电网,为香港电力有限公司的客户提供可再生能源。

  可再生能源的利用

  可再生能源通常都被看作是发电燃料的潜在替代品。然而,一些使用要求仍然被质疑,像是某种能源存在的地方,相关技术的成熟程度等。考虑到香港本地特色的基本因素,根据电力机械服务部( )发布的“可再生资源在港使用潜力研究”的第一步成果得出结论:太阳热电,生物量,地热能,潮力都不可能在香港大规模使用;光电系统,风能,建筑一体化燃料电池,垃圾产能是可以考虑大规模使用的技术;而太阳能热水器,小型水电系统,波浪能是可以在特定地方使用的技术。

  香港电力有限公司在南丫岛的大型风力发电站正是实验性的第一步,可以保障岛上约250户家庭的用电需求。发展光电系统相关的问题是系统安装所需要的地方和光电电池与电力税相比的高额成本。只有当成本与电网的供应相匹敌时,此项发电技术才能大规模运用。在城市地区,太阳能热水器看来是当前为居民提供热水的一个更好的选择。

  排放上限

  环保局最近根据《空气污染管制条例》,第一次更新了青山电厂的特许权,以及三种空气污染物(二氧化硫,氮氧化物和微粒)的年排放上限。通过特许机制,排放上限将一步步严格发电站的废气排放。据估计,为保证排放上限,需要采取不同的方法,像是最大限度地使用天然气和低硫煤,或是在可能时进行排放贸易。这些也适用于其他发电站,黑点电厂和南丫电厂,更新他们的特许权。在电力公司引入排放上限,将会迫使他们通过使用更干净的燃料,更加严格的排放控制系统,或是在允许的范围内购买其他操作者的排放信用额度来减少空气排放污染。排放贸易的概念很受环境、运输和工程部长的欢迎,因为它可以作为一种方法来推动珠江三角洲地区废气排放的减少。

  将来的道路

  使用清洁燃料和采用可再生技术都是减少排放的主要办法。香港的两家电力公司都倾向于使用清洁能源,天然气来发电。中华电力自1993年以来就投资从海南岛运输天然气在黑点电厂修建总容积2500百万瓦特的联合循环燃气发电机。为了保证天然气稳定供给,该公司还计划在香港修建天然气接收终端。香港的另一家电力公司,香港电力有限公司通过深圳与香港之间的海底管道,在计划2006年试运行的南丫电厂使用天然气发电,总容积为1800百万瓦特。这使得该公司通过使用清洁燃料和联合循环技术达到的排放量,与原有的燃煤机组排放量相比,彻底减少。

  两公司使燃料种类多样化并使用污染较少的清洁燃料,这一方法明显是非常正确的。逐步使用天然气会较少废气排放,但随着电力需求和清洁能源利用率的增加,这种减少是有限的。为了支持废气排放减少计划,保证天然气源,就需要修建相应的基础设施,像是前文提到的香港地区液化天然气接受终端。

  香港发电站排放上限的建立效果是有限的,所以,制定计划,鼓励珠江三角洲地区主要的污染排放源头公司参与并增强这些措施的有限性,才是至关重要的。这将减少排放成本,促进珠江三角洲地区排放控制措施的实施。服务提供特许权每两年更新一次,确保对现有电厂的严格控制,以达到排放目标。电力公司可以交易他们的排放额度,灵活地达到各自的排放标准。然而,在广阔的珠江三角洲地区没有合适的排放贸易机制,排放上限的建立将给电厂运行带来高成本,而这些成本最终将转嫁到公众的身上,由他们承担。

  个人简介

  张振明是香港环境资源管理顾问有限公司执行官,香港环境影响评估学会主席。他曾指导、管理150多个环境计划与评估研究或是在其中担任空气质量专家。这些研究包括许多对大型的火力发电站的环境影响评估。他曾负责珠江三角洲地区光化学空气质量模型的研究。他著有大量关于香港环境影响评估和空气质量管理的文章、书籍。香港环境资源管理顾问有限公司,香港太古坊英皇道979号林肯大厦21楼。电话:(852) 2271 3104,传真:(852) 2723 5660,电子邮箱:freeman.cheung@erm.com

  

     
 
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