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中国火电厂发电绩效的框架构思 371 资源能源 中国火电厂发电绩效标准的框架构思 ‹ ‹ 中国的能源与环境：2020 年 372 资 源 能 源 中国火电厂发电绩效标准的框架构思 373 中国火电厂发电绩效标准的框架构思① A Framework for Generation Performance Standard for Utility Sector of China 王金南 曹 东 葛察忠 杨金田 摘 要 发电绩效标准（GPS）是以火电厂单位发电量所排放的污染物作为基准的新的火电厂污染 物排放标准，在中国电力行业引入 GPS 机制，对于完善火电厂的污染物排放标准、加快电力行业结 构调整、促进火电厂技术进步、实行污染物排放总量控制以及推行排污交易等都有积极的作用。本 文的主要目的是提出一个基于发电排放绩效的火电厂大气污染物排放标准框架。本文的主要内容有 介绍美国应用的 GPS 标准及其特点，评述中国现行的火电厂大气污染物排放标准，制定新排放标准 的基本原则与方法，以及提出新排放标准框架和 GPS 标准建议等。 关键词 发电绩效标准 污染物排放标准 Abstract performance standard (GPS) is a new pollution emission standard for power stations, If we introduce the GPS mechanism to the power generation sector in China, there will be of great contribution to completing the pollution emission standard of generation sector, accelerating the structural adjustment of the sector, promoting technical progress, and carrying out pollutants overall control and pollutants emission trade. This article aims to raise a framework for generation performance standard for Utility Sector. The contents of this article is to introduce the standard of GPS applied in United States and its specialty, to estimate the air pollutants emission standard of generation sector at present in China, to establish the basic principle and method of the new emission standard, to suggest the framework for the new emission standard and the GPS standard, and so forth. Keywords performance standard Pollution emission standard ① 本文的主要目的是为读者提供一个关于电力行业排放绩效标准的概念及其标准制定方法框架的参考。鉴于时间和 数据资料的可得性，本文并没有按照文中提出的方法和步骤来制定电力行业的排放绩效标准。由于预测和测算工作 的缺乏，本文提出的排放绩效标准的标准值仅供参考，同时也不代表作者所在单位机构的意见，仅代表作者本人的 观点。文中出现的任何错误全部由作者本人负责。 374 资 源 能 源 0 引言 发电绩效标准（GPS）是以火电厂单位发电量所排放的污染物作为基准的新的火电厂污 染物排放标准，通常以g/（kW·h）或 1b/（kW·h）形式表示②。GPS已经在美国的麻萨诸 塞州得以实施。在制定第二期酸雨中，美国国会计划采用GPS方法分配SO2和NOx配额， 并在此基础上扩展SO2交易计划，把NOx纳入交易计划中。我们认为，在中国电力行业引入 GPS机制，对于完善火电厂的污染物排放标准、加快电力行业结构调整、促进火电厂技术进 步、实行污染物排放总量控制以及推行排污交易等都有积极的作用。目前，国家环保总局正 在修订《火电厂污染物排放标准》。为此，我们建议国家环保总局应充分利用这一时机进行 标准改革创新，制定一个基于排放绩效的火电厂污染物综合排放标准。 污染物排放标准的制定是一项政策性和技术性都很强的工作，不但要满足国家主要污染 物排放总量控制目标，而且还要考虑火电行业的技术发展水平、污染治理技术水平以及标准 实施操作等问。本文的主要目的是提出一个基于发电或排放绩效的火电厂大气污染物排放 标准框架。本文主要内容有：①介绍美国应用的 GPS 标准及其特点；②评述中国现行的火 电厂大气污染物排放标准；③制定新排放标准的基本原则与方法；④新排放标准框架以及 GPS 标准建议；⑤实施 GPS 排放标准的影响分析；⑥电厂执行 GPS 标准的报告制度。 1 GPS 标准的应用与功能 GPS 标准不同于以往的火电厂排放标准。GPS 以给定时期的电力产出以及相应允许的 污染物排放总量为基础，即平均每单位电力产出所允许排放的污染物量。GPS 标准并不考 虑发电厂的燃料特性以及排放的污染物浓度，主要考虑发电厂发电时的污染物排放强度。 因此，GPS 标准有其自身的一些特点。 1.1 应用范围 （1）适合于多种污染物。GPS标准不仅适合于单一的污染物，就火电厂而言，由于火 电厂的大气污染物排放和电力生产存在直接的相关性，因此，火电行业的GPS标准适合于多 种污染物。从技术经济方面来考虑，同时为不同的污染物提出排放标准要求，有利于企业从 污染控制的整体出发解决环境问题。因此，在可能的情况下，应当对不同的污染物提出GPS ② 准确地说，发电绩效标准 （Generation Performance Standard, GPS）是燃煤电厂排放绩效标准 （Emission Performance Standard, EPS）的一种具体形式。由于EPS首先在美国的电力行业中应用，因此，习惯上都称为发电绩效标准。排放绩效 标准也可用在其它行业，如水泥、钢铁、炼焦和造纸等行业。实际上，中国的一些行业污染物排放标准，如现行的《水 泥工业污染物排放标准》（GB 4915—1996）和《炼焦炉大气污染物排放标准》（GB 16171—1996），已经应用排放绩效标准 的概念，其表达形式为吨产品污染物排放量（kg/t）。一般来说，也称它们为污染物产生控制系数或污染物排放控制系数。 中国火电厂发电绩效标准的框架构思 375 标准。美国麻萨诸塞州的GPS标准主要考虑SO2、NOx、Hg、CO以及CO2等。 表 1 美国麻萨诸塞州的火电厂 GPS标准 污染物 排放绩效标准/1b/(MW·h） g/(MW·h）* NOx 1 0.5 SO2 4 2.0 CO2 1 100 499.0 汞 实际排放强度（率） 实际排放强度（率） CO 保留 保留 *1 b/(MW·h）换算为 g/(MW·h）的数据，为编者所加。 （2）适合于不同的控制对象。GPS 标准不仅适用于一个发电机组，而且也适用于一 个发电厂、一个发电公司以及一个发电集团公司，甚至适用于区域性的电力管理部门。换 言之，可以根据 GPS 判断一个机组、一个电厂、一个发电集团公司甚至一个电管局是否达 到排放绩效标准。随着控制对象范围的扩大（从发电机组向地区电管局），控制对象选择 政策措施的灵活性也要增大，GPS 标准执行的严格性则要降低。 （3）与浓度排放标准的衔接。由于火电厂污染物排放一般均为高架源排放，对局地 小环境的大气环境质量影响并不十分显著，因此，选择基于污染物排放总量的 GPS 标准是 一种比较好的选择。从排放标准实施和管理的角度来看，由于完全采用 GPS 标准有一定的 困难，因此，新制定的 GPS 标准不能够完全取代现行的浓度排放标准。比较理想的模式是， 以现行的浓度排放标准为基础，辅之以不同时期甚至不同地区的发电绩效标准。 1.2 作用与功能 采用 GPS 不仅能够提高能源利用效率、促进清洁能源的使用以及减少污染物排放，而 且还有利于推动污染物排放总量控制、污染物排放总量收费、污染物排放交易等，同时， 提高污染源选择排放控制措施的灵活性和费用有效性。 （1）促进发电技术进步。GPS 标准是以产出为基础的，它是将经济发展与环境紧密 结合起来的最佳选择，也能够兼顾电力行业的污染控制和生产技术水平的提高。GPS 与现 行标准的差异在于其不考虑燃料的使用、电厂的建设年限和建设地点。GPS 的实施要求发 电厂将单位电力产出的污染物排放强度降至最小，一方面，排除了以燃料输入为依据的高 排放、低效率电厂运行所带来的负面影响，鼓励电厂采用新型和清洁设备，迫使工艺落后、 污染严重的企业进行技术改造，这对步入具有竞争性的电力市场是非常重要的。GPS 的引 入将促进电力行业技术进步，企业环境管理水平提高，使电力工业走可持续发展的道路； 另一方面，GPS 标准的实施是将促进污染严重的企业进行治理，或者通过调整电力产出结 构（如利用可再生能源发电）减少污染物排放总量，发挥企业削减污染排放的积极性，从 而实现改善环境质量和发展绿色电力经济的“双赢”目标。 （2）促进能源结构的改善。由于 GPS 是以提高能源利用效率、促进清洁能源的使用、 减少污染物的排放为目的的，因此，GPS 排放绩效标准的实施为制定电力行业的发展政策、 可持续的能源发展政策和面向市场的环境保护政策奠定了基础。GPS 的实施可以和中国目 376 资 源 能 源 前实行的污染物总量控制计划、拟实施的污染物排放交易计划和污染物的总量收费计划紧 密相结合，为电力行业的污染控制开辟了一条新路。 GPS的引入能够促进清洁能源、热电联产和可再生能源的发展。从能源结构的整体分 析，中国火电的比重过大，1998 年全国发电装机容量中，水电占 23.5%，核电和新能源发 电仅占 0.9%。从长远考虑，要加大开发水电、核电和新能源发电的力度，到 2020 年火电 的装机容量要控制在 70%以内。中国已制定了一系列法规标准、经济鼓励措施和优惠政策， 但没有形成系统的经济鼓励政策；另外由于资金和技术等原因使其发展缓慢。国外的经验 对电力供应者规定必须购买一定比例的可再生能源电量，来促进可再生能源的发展，中国 也可借鉴这一做法。根据美国的经验，对于热电联产的电厂，在分配SO2配额时，除按GPS 核准的排放量外，对于供热部分给予一定的份额。这就在某种程度上对热电联产的企业起 到了鼓励作用。 （3）有利于推行污染物总量收费政策。中国目前采用的环境经济手段只有排污收费， 而且SO2收费费率远低于SO2的治理成本（脱硫设施的建设和运行成本），对污染企业的刺 激作用不大。不仅如此，征收的排污费有 90%返还给企业用于污染治理。如果SO2费率不 提高，通过这项经济手段促使企业治理SO2污染的目的就不能有效地实现。 排放标准是实施排污收费制度的基础。总量收费的实施要求有相应的污染物排放标准 与其相适应。因此，过去实施的浓度排放标准已经不能够完全适应总量收费的要求，必须 制定和实施能够满足总量收费要求的新的电力行业的排放标准。因为 GPS 实际上是以单位 产出的污染物排放强度作为标准值的，确定一个企业是否满足 GPS 标准的两个前提是该企 业的生产产品量和污染物的排放量，这就为按照企业污染物的排放量进行收费提供了依 据。在新的《大气污染防治法》中，已经明确了大气污染物的总量收费政策，因此，GPS 的制定和实施可以促进污染物排放总量收费的实施和推广。 （4）有利于推行污染物排放总量控制。在大气污染控制方式方面，将从浓度控制变 为总量控制，包括实行总量控制制度、排污许可证制度和排污总量收费的制度。目前正在 加紧制定《污染物排放总量控制管理条例》，对总量控制实施过程中的若干基本问题如确 定总量、指标分解、考核监督等做出了明确的规定，能够使SO2总量控制在推行中有章可 循，促进SO2总量控制的化、法律化，确保SO2总量控制的有效施行。 电力工业在“十五”期间将重点控制SO2排放量。GPS标准的实施，能够促进电力污 染控制整体水平的提高；实现总量控制排放分配方法的变革，不仅为总量分配提供了一种 新的方法，而且使得总量分配更加科学合理；GPS标准的实施使得污染物的总量控制政策 和措施与国家产业政策、技术政策有机结合；同时，由于GPS标准是以产出为基础的，不 考虑地域等差异，因此能够将总量控制由重点控制区向全国范围扩展。基于GPS的总量分 配方法将污染物总量控制与电力工业的发展紧密结合起来，更便于操作，且促进能源效率 的提高和电力结构的调整。 （5）有利于推行污染物排放交易。基于 GPS 的污染物排放交易主要是将污染物排放 配额的分配和 GPS 相联系，以 GPS 排放标准作为配额分配的依据。基于 GPS 的电力行业 配额分配是以企业的污染物排放和发电量为基础的，是一种从下而上的配额确定方式，与 目前中国采取的自上而下的排放总量指标分配方法有所不同。如果在中国全面推行 GPS 排放标准，将有利于污染物排放配额的科学、公平和公正的分配以及排污交易制度的推行。 中国火电厂发电绩效标准的框架构思 377 如果根据 GPS 分配污染物排放量，那么对于那些排放强度低于 GPS 标准的发电厂，将得 到剩余排放量配额，这样就可以出售这些剩余配额，或者作为排放信用储存以后使用；而 对于那些排放强度高于 GPS 标准的发电厂，将必须通过削减或者从有剩余排放的火电厂购 买配额，这样才能达到排放绩效标准。 2 现行《火电厂大气污染物排放标准》存在的问题 2.1 电力行业排放标准实施历程 1973 年中国发布实施了国家的第一个环境保护标准，即GBJ 4—73《工业“三废”排 放试行标准》，该标准对电站排放的烟尘和SO2是根据烟囱的不同高度，制订了不同的排放 量限值。 1991 年中国发布了第一个行业性的燃煤电厂排放标准，即GB 13223—91《燃煤电厂 大气污染物排放标准》。该标准规定了燃煤电厂和SO2排放量限值及烟尘排放浓度限值。在 SO2排放量限值上，仿照日本的电厂排放标准，即按烟囱高度限定SO2排放总量，加上排烟 释热等条件给出许多修正系数，并对城市、丘陵、平原农村区别要求。在烟尘排放浓度限 值上，标准根据燃煤的灰分含量，考虑电厂所处位置及采用的除尘器类型，并采用不同炉 型的折算系数区别要求。 1996 年发布GB 13223—1996《火电厂大气污染物排放标准》，对 1991 年的燃煤电厂 标准予以修订。该标准的第I、II时段基本继承了 1991 年标准的规定，增加了烟气黑度限 值，第III时段烟尘排放浓度限值已不考虑燃煤的灰分含量。在SO2的控制限值上虽然考虑 了排放量和排放浓度的双重控制，但这仅限于第III时段位于两控区内的新、改、扩电厂。 该标准在第III时段增加了对 1 000 t/h及以上锅炉的NOx排放浓度限值，并正确地将标准实 施改为县级以上环境保护行政主管部门负责。 2.2 现行排放标准存在的主要问题③ 目前，GB 13223—1996 标准仍在实施。该标准发布至今已有近 5 年的历史，对中国 燃煤电厂大气污染控制起到了一定的作用。但是，由于该标准存在着一些难以解决的技术 问题，所以在国家环境保护总局科技标准司 2000 年组织的环境标准工作实施调研中，各 地方对改标准的反映意见最多，认为这一标准过于宽松，缺乏明确的政策导向，不利于火 电厂大气污染控制。存在的主要问题有： （1）SO2最高允许排放量指标值过宽。GB 13223—1996 标准中SO2排放量的限值，是 ③ 在本小节中，我们参考了中国环境科学研究院环境标准研究所葛大陆《火电厂大气污染物排放标准的修订与GPS在中 国的实施研究》（未发表，2000 年 12 月）一文所提出的一些观点，在此表示感谢。我们认为，尽管这些观点并不完全 代表葛大陆对电厂排放标准的最新观点，但基本上与我们的看法相一致。 378 资 源 能 源 照搬日本的同类标准，采用公式和修正系数计算允许排放量的标准。该标准的缺点是：可 操作性差，计算公式烦琐，只考虑高空稀释排放，充分利用大气自净能力，忽略了SO2最 终进入大气层，并未减轻对大气污染负荷和长距离传输的问题。另外，排放标准过于宽松， 如，对于一个装机容量 600 MW、总排烟量 240×104 m3/h的电厂，如果采用 1 根 200 m烟 囱排放，在城市燃用含硫 1.65% 的煤（SO2初始排放质量浓度约为 3 600 mg/m3），或在丘 陵地区燃用含硫 2.66% 的煤（SO2初始排放质量浓度约为 5 900 mg/m3），在不采取任何脱 硫措施的情况下，均可以达到排放标准要求。更为甚者，在平原农村燃用 3.95%的高硫煤 （SO2初始排放质量浓度约为 8 700 mg/m3）情况下，不采取任何脱硫措施也可以达标排放。 总体上说，中国火电厂SO2的排放标准与国外火电厂标准差距甚大，国外SO2排放质量浓度 限值通常在 400～700 mg/m3，宽松一些的为 1 200～2 500 mg/m3。因此，GB 13223—1996 标准对火电厂的SO2排放控制几乎不起作用。 （2）缺乏对采用优质燃料和先进燃烧技术的导向作用。GB 13223－1996 标准对第I、 II时段的烟尘排放浓度限值，是按不同煤中灰分含量和使用不同除尘器而分档规定的。 使用的煤的灰分含量越高，使用的除尘装置越落后，其排放烟尘的浓度就可以越高。例 如，采用＞40% 灰分的煤，安装多管或大旋风等除尘器，烟尘排放质量浓度可以高达 3 300 mg/m3。很显然，该标准鼓励电力行业使用高灰分含量的燃料，这与严格控制火电厂 烟尘的政策背道而驰。 GB 13223—1996 中在第III时段虽然规定剩余寿命 10 年（及以上）的锅炉应执行严格 的烟尘排放浓度标准（600 mg/m3），而剩余寿命 10 年以下的锅炉执行的排放浓度标准极 为宽松。根据该标准，剩余寿命低于 10 年的锅炉到 2006 年前还可以达标排放，而且烟尘 排放标准高达 3 300 mg/m3。这种标准显然不利于淘汰落后的电厂锅炉。另一方面，近几 年循环流化床发电锅炉发展很快，尤其是高循环倍率的循环流化床技术是各国争先发展的 炉型。标准中把高循环倍率的流化床锅炉与固态排渣煤粉炉的烟尘排放浓度限值等同起 来，对发展循环流化床发电锅炉显然也起不到鼓励作用。 GB 13223—1996 标准中，采用≤1.0%硫分的煤，SO2最高允许排放质量浓度是 2 100 mg/m3，而采用＞1.0%硫分的煤，SO2最高允许排放质量浓度却变为 1 200 mg/m3。由 此可见，现行排放标准实际上是在提倡发电厂使用高硫煤④。又如，第I、II时段采用的过 量空气换算系数是 1.7，第III时段采用的 1.4。火电厂锅炉一般过量空气系数为 1.4～1.5。 这无疑是对第I、II时段建设的电厂本来已宽松的烟尘排放浓度限值再放宽 10%～20%。最 后，GB 13223－1996 标准缺乏燃油、燃气以及燃烧生物质燃料的火电厂大气污染物排放 限值，同时也没有明确以生活垃圾为燃料的火电厂所适用的排放标准。 （3）与现行的SO2控制政策不协调。2000 年新颁布的《大气污染防治法》要求在“两 控区”实行SO2排放总量控制以及大气排污许可证制度。《大气污染防治法》还规定实行污 ④ 关于燃煤电厂应该使用高硫煤还是低硫煤，这是一个争议非常大的政策话题。从中国煤炭消费的长远观点来看，应该 鼓励燃煤电厂使用高硫煤，从而便于电厂集中脱硫，提高脱硫效率。但是，这一点似乎与《大气污染防治法》相矛盾。 2000 年新颁布的《大气污染防治法》鼓励燃煤电厂使用低硫煤。我们认为，由于GPS主要考虑发电厂的污染排放绩效， GPS并不考虑燃煤电厂的燃料差异，因此，采用GPS标准可以克服这一弊端。GPS的宗旨是让发电厂自己选择减排SO2的 措施，既可以选择低硫煤，也可以选择安装脱硫装置，甚至通过交易市场购买SO2的排放配额。 中国火电厂发电绩效标准的框架构思 379 染物排放总量收费制度。而现行的GB 13223—1996 标准完全是一个基于浓度控制的排放 标准，对控制发电厂的SO2排放总量基本上不起作用，同时，也不能为SO2排放总量收费提 供标准依据。 关停小火电将依然是“十五”期间中国控制SO2排放的重要措施。从火电行业的结构调 整来看，10 万kW以下的火力发电机组将是淘汰和关停的重点，而装机容量 60 万kW以上的 发电机组将得到提倡和发展。作为火电厂的污染排放标准，应该对火电行业的结构调整给出 清晰的政策导向，对高污染、高能耗和低效率的发电机组实行严格的排放标准。 （4）缺乏对火电厂NOx的排放控制。国外发达国家早已经把对NOx的控制放到防治酸 雨的首位，并纷纷制订和实施严格的火电厂NOx排放质量浓度标准。GB 13223－1996 标准 虽然对第III时段制订了NOx排放质量浓度标准，但仅限于 1 000 t/h及以上的锅炉，而且排 放限值比国外NOx排放质量浓度平均值 400～500 mg/m3也较宽松。随着中国SO2排放逐步 得到控制，NOx对酸雨的贡献影响将越来越突出。目前，中国正在逐步采用较为成熟的控 制煤粉炉NOx排放的技术以及低氮循环流化床发电锅炉。这些都为制订严格NOx排放标准 提供了坚实基础。 3 制定 GPS 标准的原则与方法 GPS 标准的制定在中国是首次进行尝试，科学的理论指导和规范化的制定方法是非常 必要的。GPS 标准制定方法学的研究将为今后制定污染物总量排放标准提供系统的、科学 的方法，并将丰富和完善环境标准制定的方法学体系。 3.1 制定原则 火电厂 GPS 标准的制定将主要遵从以下 5 个原则： 原则 1：满足污染物排放总量控制目标要求。排放标准的主要功能就是控制污染物的 排放总量，达到国家或地区污染物排放总量的控制目标。由于环境质量需求随着时间不断 提高，因此相应的污染物排放总量控制目标也在不断地提高。因此，不同时期的火电厂GPS 标准就要与相应时期的SO2和烟尘总量控制目标相对应。从这一原则出发，合理的GPS标 准应该根据不同的阶段来制定，如分为 2005 年以前、2006 年至 2010 年、2011 年以后 3 个标准执行时段。给出不同时段的GPS标准，也有利于电厂尽早作出污染控制措施的安排， 体现排放标准的“预警”作用。 原则 2：促进发电和污染控制的技术进步。新制定的火电厂地区污染物排放标准和发电 绩效标准必须要鼓励发电厂的技术革新。从排放标准上要明确地给出政策信号，指出属于“发 展、提倡、限制、淘汰”的各类发电技术和发电机组规模。同样，对发电厂的SO2削减技术 选择，也尽可能地给出“标准”信号。特别要注意的是，尽可能避免给出与现行SO2控制政 策以及电力行业结构调整政策不一致的“混乱”信号。新制定的标准总体上要有利于发电行 业的技术进步和结构调整。对燃烧生物质燃料的火电厂、以生活垃圾为燃料的火电厂以及热 电联产的火电厂，应该在排放绩效标准方面给予鼓励型的“优惠”待遇。 380 资 源 能 源 原则 3：充分考虑电力行业的远期发展目标。在“十五”期间，中国的能源需求将依 然稳步增长。根据国家计委预测，2005 年全国一次能源需求总量将达到 15.4 亿t标煤，发 电装机容量达到 35 000 万kW，需发电量 15 000 亿kW·h⑤。预计在“十一五”期间，电 力行业依然保持这种增长趋势，而且发电燃煤占总煤炭使用的比例继续上升。在这种情况 下，一方面，火力发电的装机规模和电力需求依然逐步增长，但同时又要控制SO2和NOx的 排放，则单位电力产出的污染物排放强度必须下降。 原则 4：考虑NOx和其它污染物的控制。目前，中国的酸雨污染主要是硫酸盐型污染。 随着SO2的逐步下降和排放量的下降，酸雨污染将逐步转化成硫硝酸盐混合型的污染。预 计“十一五”期间，NOx的排放削减将得到重视。因此，新制定的排放标准必须对NOx、 CO以及Hg等污染物给予考虑。鉴于温室气体控制是一个长远的目标对象，因此，也可以 把CO2的排放绩效作为一个推荐标准，或者作为 2011 年以后执行的排放控制要求列入新制 定的排放标准中。 原则 5：表达形式简洁、易于操作实施。新制定的排放标准应该突破现行标准的表达形式， 调整排放标准的表述方式，避免或减少公式计算标准的实施时段尽可能简化，同时与现行的 国家大气污染物排放总量控制阶段划分相适应。排放标准应尽可能体现“一视同仁”的公平 性和公正性，不要按燃料类型、燃料灰分含量、燃料硫分含量、除尘器种类以及发电厂建成 投产时间等分别制定排放绩效标准。火电厂建设位置、烟囱高度以及锅炉容量等尽可能在排 放标准的“总则”中加以规定，并与有关“两控区”对火电厂的控制规定相一致。 3.2 制定方法 总量排放标准制定的理论和方法研究在国内尚属空白，总量控制标准和浓度控制标准 的关系以及相互作用和影响都是在制定 GPS 标准时所应当考虑的问题。建立总量控制排放 标准制定的理论体系和方法体系，不仅能为火电厂的 GPS 标准制定提供指导，而且也能为 今后制定其它污染物和其它行业的总量控制标准提供指导和借鉴。 火电厂 GPS 标准的制定技术流程如附图所示。不过，需要指出的是，本文所描述的过 程是一个简化的过程。 在制定 GPS 标准中，除了要遵循前面规定的 5 条原则外，还要特别注意以下 6 点：① 需要清楚地了解发电厂目前的污染排放绩效情况。可能的情况下，要对全国的火电厂的污 染排放绩效作一个全面的调查评估，确定出不同条件和类型下的发电排放绩效。目前的发 电排放绩效是未来 GPS 实施可行性的重要基础；②要对给定时期（例如 2001 年至 2005 年）的国家能源发展、火电机组发展、火力发电量需求等做出科学准确，并具有一定权威 性的预测。很显然，未来能源结构变化对排放绩效标准的影响非常大。为了 GPS 标准的实 施，未来火力发电的比重应选择比较保守的预测量；③同样，也要对给定时期（例如 2001 年至 2005 年）的国家大气污染物排放总量控制目标以及相应电力行业排放总量控制目标 ⑤ 另据国家电力公司预测，2005 年发电量预计达到 16 140 亿kW·h，年均增长 5%，发电装机容量达到 3.5 亿～3.55 亿kW，其中火电装机容量为 25 700 万kW，占总装机容量的 72.4%。预计到 2010 年和 2015 年，全国发电装机分别达 到 4.36 亿kW和 5.4 亿kW。 中国火电厂发电绩效标准的框架构思 381 等做出权威性的预测；④既要考虑污染物削减技术和清洁燃料的可达性，又要充分考虑发 电技术进步以及能源效率提高的效果；⑤要对制定的 GPS 标准从技术和社会经济等方面做 出预评估，运用费用效益分析方法对标准实施进行评估；⑥要充分考虑与浓度排放标准的 结合，两者之间不能出现矛盾。 火力发电行业污染物 排放总量控制目标 国家污染物排放 总量控制目标 火力发电装机容量 和发电需求量 国家能源发展 目标和需求 给定时期火电厂 发电绩效标准 SO2 烟尘 NOx CO Hg CO2 达标技术可得性分析 脱硫技术 清洁煤技术 低硫煤供应 发电厂结构调整 发电技术进步 社会经济可行性分析 达标经济成本 对火电成本影响 标准实施操作成本 对国家财税影响 对就业影响 实施 GPS 标准的费用 效益分析 火电厂 GPS 标准及其 编制说明 火电厂 GPS 标准实施 技术指南 火电厂 GPS 标准应用 指南 征求工业 部门意见 征求社会 公众意见 附图 火电厂发电绩效标准制定技术路线 4 火电厂GPS标准的初步⑥ 下面将根据前面确定的制定原则和方法，对火电厂的排放绩效标准作一个初步的研究 ⑥ 鉴于时间和数据资料的可得性，有关本节中的预测和测算并不完全准确和正确，再次声明仅供参考。 382 资 源 能 源 分析，并在此基础上提出一个发电绩效标准的框架。为了方便起见，暂时不考虑浓度排放 标准问题，污染物指标也暂时考虑SO2和烟尘两个污染物指标。GPS标准的实施时段分为 2005 年以前、2006 年至 2010 年、2011 年以后 3 个标准执行时段。 4.1 火电行业SO2总量控制目标分析 从目前来看，国家环保总局提出的污染物排放总量控制目标中包含工业行业的SO2排放 控制目标，但没有具体行业的污染物排放总量控制目标。从国家的角度，要近期单独制定电 力行业的污染物排放总量控制目标，而且使这种目标具有法律效果的可能性不大⑦。 这里，只能对电力行业SO2排放控制目标作一个预测性的分析。分析所依据的假设有 3 点：①每相隔 5 年（例如从 2001 年到 2005 年），全国SO2的排放总量相对上一基准年（如 2000 年）削减 10%⑧。换言之，“十五”和“十一五”期间SO2排放量都比前一时期平均削 减 10%⑨；②全国工业和民用排放的SO2比重正在发生变化，总体来看，由于燃煤电厂耗煤 量的增加，工业排放的SO2比重趋于上升，但同时，随着燃煤电厂脱硫装置的安装和运行， 工业SO2的排放又能够得到一定的控制。在SO2的排放预测中，假定 2005 年的工业SO2排放 占全国的比例略有增加，而 2005 年后，工业SO2排放总量控制的比重暂时以每 5 年上升 3 个百分点计算。③由于未来煤炭转化成电的比重越来越大，因此火力发电排放的SO2占工 业行业SO2排放总量的比重也趋于上升。这样，火电行业SO2排放总量控制目标以 2000 年 排放比例为基础，每 5 年上升 3 个百分点。 根据上述条件，电力行业未来 15 年的SO2排放控制目标如表 2 所示。 表 2 国家和电力行业SO2排放总量控制目标 控制指标 2000 年 2005 年 2010 年 2015 年 全国排放总量控制目标/万 t 1 995 1 800 1 620 1 458 工业控制比例/% 80.8 81.0 84.0 87.0 工业排放总量控制目标/万 t 1 612 1 458 1 361 1 268 电力控制比例/% 44.0 47.0 50.0 53.0 电力排放总量控制目标/万 t 661 685 681 672 ⑦ 是否要对每个工业行业提出具体的污染物排放总量控制目标，这是一个有争议的话题。目前，随着政府第二阶段的 机构改革完成，工业部门的管理转向行业协会的间接管理，行业协会对企业的管理是一种行业自律的管理。我们认为， 行业协会也没有能力来落实“行业污染物排放总量控制目标”。另一方面，地方政府对辖区环境质量负责。如果按行业 确定总量控制目标，这与“地方政府对辖区环境质量负责”不尽一致。但是，我们还是尝试一个基于“地方＋行业” 的污染物排放总量分配模式，目的是要把污染物排放总量控制指标按“公平、公正、公开”的原则进行污染源一级的 分配。 ⑧ 国家“九五”环境保护计划确定的SO2排放控制目标是，2000 年排放量维持在 1995 年的排放水平（2 360 万t）。实 际上，中国“九五”期间全国SO2排放相对 1995 年削减了 15.5%，2000 年全国SO2排放量为 1 995 万t。不过，这一排 放总量依然是排名世界第一。 ⑨ 根据中国环境科学研究院的研究，实现所有城市SO2空气质量达到二级、全国酸雨得到控制（20 世纪 80 年代水平）， 那么全国SO2的排放总量应该控制在 1 200 万t以内。依照这一削减速度（10%），中国到 2025 年才能实现 1 200 万t的排 放控制目标。 中国火电厂发电绩效标准的框架构思 383 可见，电力行业SO2的排放量在“十五”和“十一五”期间将呈增加的趋势，到 2015 年，电力行业SO2的排放量将有所下降，这可以归结为技术进步和安装脱硫装置所带来的 结果。 4.2 火电行业烟尘总量控制目标分析 电力行业烟尘排放控制目标也只能作一个预测性的分析。由于电力行业烟尘排放控制 总体上比较好，所以，电力行业烟尘排放总量控制不可能像SO2那样得到大幅度地削减。 烟尘控制目标分析所依据的假设也有三点：①“十五”和“十一五”期间全国烟尘排放量 都比前一时期平均削减 10%；②全国工业排放的烟尘比重趋于上升。工业烟尘排放总量控 制的比重暂时以 2000 年为基础，每 5 年上升 4 个百分点。③火力发电排放的烟尘占工业 行业烟尘排放总量的比重也趋于上升。火电行业烟尘排放总量控制目标以 2000 年排放比 例为基础，每 5 年上升 4 个百分点。 根据上述条件，电力行业未来 15 年的烟尘排放控制目标如表 3 所示。 表 3 国家和电力行业烟尘排放总量控制目标 控制指标 2000 年 2005 年 2010 年 2015 年 全国排放总量控制目标/万 t 1 165 1 000 900 810 工业控制比例/% 81.0 85.0 89.0 93.0 工业排放总量控制目标/万 t 953 850 801 753 电力控制比例/% 39.0 43.0 47.0 51.0 电力排放总量控制目标/万 t 371 366 376 384 从表中的预测可以看出，在未来 15 年内，电力行业烟尘的排放将呈上升的趋势，但 这种趋势是很缓慢的。这是由于目前电力行业烟尘排放的控制已经达到一定的水平，在现 有基础上再增加削减量，虽然有一定的空间，但是非常将是非常有限的，因此，电力行业 新增加的烟尘排放量主要来源于在未来 15 年内，用于发电的燃煤量的增加。 4.3 火电发电量需求发展趋势分析 在研究火电本身技术水平和发展趋势的同时，能源结构的调整和未来经济发展对火电 的需求也将对 GPS 标准产生较大的影响。综合国家经贸委制定的《电力工业“十五”规划》， 国家电力总公司和有关专家的预测，同时考虑到以下几方面的因素：①到 2005 年，由于 三峡工程的建设投产，水电在全国总发电量中所占的比重将有明显的增加；②随着水电、 核电和其它新能源发电的增加，火电虽然在全国的发电总量中仍然占有主导地位，但其所 占比重将有所减少，其发电量增加的百分比将低于装机容量增加的百分比；电力行业火电 发电量需求总量的预测如表 4 所示。 384 资 源 能 源 表 4 电力行业火力发电量需求总量预测 指标 2000 年 2005 年 2010 年 2015 年 一次能源需求（以标准煤计算）/亿 t 其中：煤炭 石油 天然气 15.5 11.32 2.86 0.35 17.7 12.32 3.39 0.67 20.3 13.21 3.97 1.33 23.3 14.66 4.61 1.86 发电装机容量/万 kW 其中：火力发电 水力发电 核能发电 其它 31 932 23 754 7 935 210 33 39 000 28 600 9 500 870 120 48 000 35 500 10 000 1 600 900 60 000 43 000 12 000 3 800 1 200 发电量/亿 kW·h 其中：火力发电 水力发电 核能发电 13 685 11 323 2 212 150 17 500 14 200 2 750 550 20 400 16 140 2 890 1 100 24 800 19 600 3 500 1 700 从以上发电量的预测可以看出，火力发电量占全国总发电量的比例在未来 15 年内是 逐年下降的，但下降的幅度非常小，这是和中国未来的经济发展、电力需求和我国水电、 核电等的规模密切相关的。 4.4 火电厂 GPS 标准初步方案 在以上研究的基础上，提出火电厂GPS排放标准。初步确定火电厂GPS标准第一批将 包括烟尘和SO2两种污染物，标准值将分 3 个时间段给出，以利于污染源制定中长期的污 染控制计划。 表 5 火电厂大气污染物排放绩效标准初步方案 指 标 2000 年现状 2005年 12月 30 日之前 2006 年 1 月 1 日～ 2010 年 12 月 30 日 2011年1月1 日之后 SO2排放绩效标准/g/(kW·h) 5.84 4.82 4.22 3.43 烟尘排放绩效标准/g/(kW·h) 3.28 2.57 2.33 1.96 4.5 标准实施特殊调整系数确定 上节所给出的是全国火电厂 GPS 标准的一个平均值，针对不同的能源和特殊地区的环 境管理的要求，将给出不同的调节系数。 GPS 标准实施的调整目的之一是鼓励使用可再生能源和低污染或少污染的能源发电， 以减少污染物的排放，对于这些能源的发电，其 GPS 标准的要求将宽松于平均值。 设置调整系数的目的之二是区分不同能源的发电，燃气发电和燃油发电由于其发电使 用的燃料不同，虽然均属于热电，但其污染物的排放与燃煤发电存在很大的差异。因此， 中国火电厂发电绩效标准的框架构思 385 对于燃气和燃油发电的电厂给出了相应的调整系数。 调整系数第三方面的目的是鼓励热电联产，对于热电联产的企业，其生产的热值作为 热源而得到综合利用，但这部分生产量由于其提高了能源的使用效率，因此，在执行 GPS 标准时将给予适当的优惠。 调整系数的另一个考虑是对“两控区”的特殊要求。“两控区”是SO2和烟尘污染控制 的重点区域，在此区域内的电厂，其GPS标准应严于其它地区。 火电厂 GPS 标准实施调整系数如表 6 所示。其基本出发点是，随着时间的推移，不同 燃料间发电排放污染物的要求的差异将越来越大，以满足不断严格的环境管理的要求。 表 6 火电厂 GPS标准实施调整系数 指标 2005 年 12 月 30 日之前 2006 年 1 月 1 日～2010 年 12 月 30 日 2011 年 1 月 1 日之后 垃圾发电 1.2 1.2 1.3 天然气发电 0.5 0.5 0.4 燃油发电(重油和渣油) 0.7 0.7 0.6 热电联产 1.2 1.2 1.3 两控区 0.8 0.8 0.7 5 火电厂 GPS 标准的影响分析 污染物排放标准的影响分析是该标准能否顺利实施的基本保证。GPS 的影响分析主要 包括 GPS 标准对浓度标准的影响及其相互协调，GPS 标准对电力行业的影响和 GPS 标准 对环境管理的影响等方面。 5.1 与浓度排放标准的关系 总量排放标准的实施势必会对浓度排放标准造成一定的影响，二者存在相互协调和统 一的问题。GPS 标准一旦实施，火电厂大气污染物排放标准体系将会产生一定的变化，对 企业的环境管理也将得到进一步的加强。但两种标准的适用范围、适用条件和标准要求等 的相互关系如何，是 GPS 标准在实施前必须说明的问题。 目前火电厂大气污染物的排放标准正在修订过程中，GPS 标准的制定和实施应与浓度 标准的修订紧密结合起来，在浓度标准的修订过程中综合考虑 GPS 标准的要求和实施，争 取将 GPS 标准纳入到新修订的火电厂大气污染物的排放标准中。 5.2 对电力行业发展的影响 GPS 标准的实施对电力行业的污染控制提出了更高的要求，也将对电力行业的发展产 生一定的影响。这种影响一方面是短期的，另一方面是长期的；同时，一方面对火力发电 386 资 源 能 源 企业会产生影响，另一方面对电力行业发展政策的制定，对电力行业的管理都会产生一定 的影响。 更进一步而言，GPS 标准的实施，尤其是电网 GPS 标准的实施，将对中国能源结构 的改善和能源消费的可持续性产生深远的影响。 5.3 对环境管理的影响 GPS标准的实施，其执行的监督和污染控制机制的建立主要和环境管理部门有关，GPS 标准将为加强电力行业环境管理提供新的手段和方法，同时，GPS 标准会对目前实施的环 境管理手段和制度产生怎样的影响，也是建立基于 GPS 的电力行业污染控制机制，并使其 有效发挥作用的重要研究内容。 6 执行 GPS 标准的报告制度 GPS 标准能否得到有效的实施，是与其监督管理紧密相连的。有关执行 GPS 标准的 企业能否满足标准的要求，一方面可以通过环境管理部门的监测和日常的检查来实现，另 一方面，逐步建立和完善电厂执行 GPS 标准的报告制度，将使 GPS 标准的实施得到进一 步的保证。 6.1 排放绩效报告 为了确保 GPS 标准能够得到贯彻实施，并及时掌握电厂排放绩效的情况，在 GPS 标 准的实施中，要求每个电厂向环境管理部门定期做出其污染物排放的绩效报告。 排放绩效报告的内容包括在报告时间期间内，企业不同生产单位生产或销售电力产品 的情况和污染物的排放情况，以及生产和销售每单位电力产品所对应的排放绩效情况。 企业排放绩效将以统一的形式向环境管理部门申报，环境管理部门在企业环境绩效报 告书中将根据企业生产或销售情况的不同，对不同企业的排放绩效给出不同的计算公式， 企业根据其实际情况计算其相应的排放绩效。 排放绩效申报的频次关系到环境管理部门对企业达到 GPS 标准的要求严厉程度，也 是排放绩效报告制度的重要内容。排放绩效报告的频次过高，意味着对企业的要求也越严 格，同时也对环境管理部门的工作提出了较高的要求；反之，报告频次过低，将不利于对 企业排放绩效的控制和管理。美国在实施 GPS 标准时，要求企业每季度向管理部门进行绩 效报告，同时，每年要向环境管理部门提供其达到 GPS 标准的排放年报。 结合中国环境管理的具体情况，建议对企业是否达到 GPS 标准的要求作为年度考核的 指标，但对企业排放进行报告的要求则为每半年一次，但对每半年的排放绩效不做要求。 在 GPS 标准和绩效报告实施一段时期后，随着环境管理要求的严格，对每半年的排放绩效 是否达到 GPS 再做要求，同时要求企业报告其每季度的排放绩效情况。 中国火电厂发电绩效标准的框架构思 387 6.2 GPS 报告制度与排污申报的关系 GPS 报告制度和目前实施的企业污染物排污申报有着紧密的联系，但又有所不同。目 前的排污申报是按年进行，并且只有当企业的排污状况发生变化时才向环境管理部门重新 申报。GPS 报告制度则要求企业无论其生产状况改变与否，都要向环境管理部门进行报告， 以确保其能够满足 GPS 标准的要求。 GPS 报告制度可以看作为目前实施的排污申报制度的延伸。就报告内容而言， GPS 报告的内容则要求企业在报告发电生产和污染排放数据的同时，根据环境管理部门的要 求，报告其排放绩效情况；就报告频次而言，排放绩效报告的要求更为严格，除了年报外， 还要求有半年一次的报告甚至季报。 6.3 GPS 报告制度的影响 GPS 报告制度的实施，对企业的环境管理提出了新的要求，要求企业加强其环境管理 的组织和工作力度。由于 GPS 报告制度不仅要求企业报告其生产和污染物排放情况，而且 要求企业据此计算其排放绩效情况，这就对企业的环境管理提出了更高的要求，有利于企 业加强环境保护工作。 另一方面，企业 GPS 标准报告制度对环境管理部门也提出了更高的要求，对于环境管 理部门提高管理水平，加强电力会议的环境管理，都会起到积极的促进作用。 参考文献 [1] 国家计委规划司课题组.“十五”期间我国能源交通及化学工业发展思路与生产力布局研究. 1999. [2] 国家环保总局.《燃煤电厂大气污染物排放标准》GB 13223—1996. 1996. [3] 国家环保总局.《国家“十五”环境保护计划纲要》（征求意见稿）. 2001. [4] 国家经贸委行业规划司. 电力行业“十五”规划. 2001. [5] 陆延昌，姜绍俊. 21 世纪初期中国电力工业展望. 中国电力，2000（7）. [6] 葛大陆. 火电厂大气污染物排放标准的修订与 GPS 在中国的实施研究. 2000. 388 资 源 能 源 中国的能源与环境：2020 年① Energy and Environment of China：2020 王金南 曹 东 陈罕立 张治忠 逯元堂 摘 要 能源是国民经济发展和社会活动的基础。随着中国全面建设小康社会步伐的加快，对能源 生产和能源消费也提出了更高的要求，能源活动过程中产生的环境问题将随着能源生产和消费的增 长而日趋严峻，未来 20 年中国能源发展面临着环境需求、环境容量、环境管理要求和全球气候变 化等四大环境挑战。本文介绍了中国的能源活动对环境质量和公众健康造成的危害和中国的能源发 展战略的环境挑战，并提出了中国能源与环境可持续发展政策方案。 关键词 环境质量 公众健康 环境挑战 可持续发展 Abstract Energy is the foundation of the development of national economy and the social activities. Energy production and energy consumption have been presented higher requirement with the expediting pace of the comprehensive construction of well-off society. The environmental challenge produced in the procedure of energy activity will be worse and wor