中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)脫硫脫硝專業(yè)委員會(huì)

黨的十八大以來，我國空氣質(zhì)量發(fā)生了歷史性的變化，藍(lán)天白云漸成常態(tài)，細(xì)顆粒物（PM2.5）平均濃度從2015 年的46mg/m3降到了2021 年的30mg/m3，達(dá)到世衛(wèi)組織第一階段過渡值。2021 年，全國地級(jí)及以上城市平均空氣質(zhì)量全國優(yōu)良天數(shù)比率為87.5%，比2015 年提高了6.3 個(gè)百分點(diǎn)，我國已經(jīng)成為世界上空氣質(zhì)量改善最快的國家。

煤炭是中國的基礎(chǔ)能源，2012 年，因煤炭消費(fèi)產(chǎn)生的一次PM2.5、二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）排放量分別占我國污染物排放總量的62%、93%和70%。SO2、NOx還會(huì)導(dǎo)致空氣中形成大量的二次PM2.5，形成霧霾。為削減煤炭使用過程中排放的SO2、NOx，全社會(huì)累計(jì)投入超過1.76 萬億元，是打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)諸多舉措中力度最大、效果最好的一個(gè)。藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的效果舉世公認(rèn)，脫硫脫硝功不可沒。

十年來我國脫硫脫硝歷程

我國近十年的脫硫脫硝歷程，可以說是科學(xué)治污、精準(zhǔn)治污的典型案例。

（1）選定燃煤電廠為突破口。生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院公布的數(shù)據(jù)顯示，2019 年，我國火電、鋼鐵、水泥、煤化工四個(gè)重點(diǎn)行業(yè)煤炭消費(fèi)總量為24.1 億t標(biāo)煤，占全國煤炭消費(fèi)總量的86%，其中，電力行業(yè)煤炭消費(fèi)占比最大，達(dá)到54%，其次是鋼鐵、水泥和煤化工行業(yè)，占比分別達(dá)到17%、9%和6%。改善空氣質(zhì)量的核心是控制燃煤污染物的排放，而把燃煤電廠的煙氣脫硫、脫硝、除塵作為突破口，就抓住了打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的“牛鼻子”。

（2）優(yōu)化調(diào)整燃煤污染物排放標(biāo)準(zhǔn)貫穿脫硫脫硝全部歷程。SO2、NOx等污染物的排放控制，實(shí)際就是實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的過程。從2012 年開始，隨著《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的深入實(shí)施，國家出臺(tái)了一系列關(guān)于燃煤煙氣脫硫脫硝的法規(guī)、政策、標(biāo)準(zhǔn)等（見表1）。

在國家新標(biāo)準(zhǔn)尚未出臺(tái)時(shí)，一些地方就主動(dòng)采取行動(dòng)，出臺(tái)了針對(duì)水泥等燃煤工業(yè)窯爐的超低排放限值，許多地方要求煙氣顆粒物、SO2、NOx排放濃度均不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3。

燃煤煙氣污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)是打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的重要保障措施。國家、地方政府出臺(tái)的燃煤煙氣超低排放標(biāo)準(zhǔn)均比發(fā)達(dá)國家嚴(yán)格。這些國際領(lǐng)先的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)揮了重要的作用，使我國的燃煤使用方式更加高效、清潔和節(jié)能。

十年來煙氣脫硫脫硝取得的效果

黨的十八大以來的十年，我國主要燃煤行業(yè)污染物治理取得了巨大成效，污染物排放量大幅度下降。

（1）全國安裝了數(shù)量巨大、技術(shù)先進(jìn)的減排裝置及系統(tǒng)

建成了世界最大的清潔煤電體系，10.3 億kW煤電機(jī)組完成超低排放改造，占煤電總裝機(jī)容量的93%，我國燃煤發(fā)電機(jī)組排放的污染物比燃?xì)鈾C(jī)組還要潔凈。

鋼鐵全流程超低排放改造已經(jīng)完成過半，全國共237 家企業(yè)約6.5 億t 粗鋼產(chǎn)能已完成或正在實(shí)施超低排放改造，占全國粗鋼產(chǎn)能的61%左右。到2025 年，80%以上鋼鐵產(chǎn)能將完成超低排放改造。

大量的各行業(yè)工業(yè)鍋爐、窯爐同步完成超低排放改造；65t 以下的各種燃煤工業(yè)鍋爐已經(jīng)大部分完成超低排放改造或被拆除替代，全國燃煤鍋爐和窯爐從50 萬臺(tái)減少到現(xiàn)在的10 萬臺(tái)。

建材行業(yè)超低排放時(shí)代即將到來，以水泥、建材窯爐為代表的工業(yè)窯爐也是燃煤煙氣污染物排放的大戶，各地已經(jīng)出現(xiàn)了很多與之相關(guān)的燃煤煙氣超低排放案例。

表1 近十年來國家層面出臺(tái)的脫硫脫硝超低排放政策法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)

（2）燃煤煙氣污染物排放總量大幅度下降

燃煤電站三大污染物排放量下降了90%以上。根據(jù)中國電力行業(yè)年度發(fā)展報(bào)告，2012 年燃煤電站裝機(jī)容量為7.5382 億kW，發(fā)電量約為3.9 億kW·h；耗煤17.9 億t，煙塵排放151 萬t，績效為0.39g/kW·h；SO2排放量為2117.6 萬噸，績效為2.26g/kW·h；NOx排放量為948 萬t，績效為2.4g/kW·h。

2021 年燃煤電站裝機(jī)容量11.0962 億kW，發(fā)電量為5.0426 億kW·h，耗煤約22 億t，煙塵排放量為12.3 萬t，績效為22mg/kW·h；SO2排放量為54.7 萬t，績效為101mg/kW·h；NOx排放量為86.2 萬t，績效為152mg/kW·h。

與2012 年相比，2021 年燃煤電站行業(yè)燃煤發(fā)電量增加了22%、煤炭消耗量增加了約23%，燃煤電站三大主要污染物的排放量卻下降了90%以上（見表2）。

鋼鐵行業(yè)三大污染物排放量明顯下降。鋼鐵是我國第二大燃煤行業(yè)。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部披露的數(shù)據(jù)計(jì)算，與2016 年相比，2019 年我國鋼鐵行業(yè)SO2排放量下降45%；NOx排放量下降18%；顆粒物（PM）排放量下降49.8%。

中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)的鋼鐵企業(yè)2021 年外排廢氣中SO2排放總量比2020 年下降21.15%，PM 排放總量比SO2年下降15.16%，NOx排放總量比SO2年下降13.89%。

表2 全國燃煤電站脫硫脫硝成績

近十年來中國鋼鐵行業(yè)環(huán)保績效持續(xù)提升，在鋼鐵產(chǎn)量大幅度增加的情況下，SO2、PM 等污染物噸鋼排放量降幅達(dá)60%以上，推進(jìn)了鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

對(duì)全國SO2、NOx削減量貢獻(xiàn)明顯?！?012 中國環(huán)境狀況公報(bào)》和《2020 年中國生態(tài)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)》數(shù)據(jù)對(duì)比見表3。

表3 2012 年和2020 年全國SO2、NOx 排放量對(duì)比（單位：萬t）

對(duì)比燃煤電站同期的兩種污染物排放量可發(fā)現(xiàn)，燃煤電站貢獻(xiàn)了我國SO2、NOx削減量的絕大部分。

脫硫脫硝行業(yè)技術(shù)取得了巨大進(jìn)步

我國脫硫脫硝行業(yè)通過引進(jìn)—消化吸收—實(shí)踐—再創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的重要進(jìn)步。過去十年，我國對(duì)燃煤電廠大氣污染物排放NOx、SO2、煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)不斷趨嚴(yán)，倒逼煤電環(huán)保技術(shù)裝備不斷升級(jí)。面對(duì)燃煤煙氣污染物治理的巨大市場(chǎng)需求，央企、民企紛紛加入煙氣脫硫脫硝行業(yè)。龍?jiān)喘h(huán)保公司首次提出了煙氣脫硫脫硝工藝技術(shù)的工程及設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋了從脫硫塔、循環(huán)泵、濕磨、攪拌器、氣-氣加熱器（GGH），到催化劑配方、生產(chǎn)技術(shù)、混煉機(jī)、擠出機(jī)、隧道窯、流場(chǎng)試驗(yàn)等全產(chǎn)業(yè)鏈幾乎所有設(shè)備。經(jīng)過多年的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)現(xiàn)了脫硫脫硝技術(shù)的全面超越，脫硫脫硝技術(shù)指標(biāo)、可靠性、運(yùn)行時(shí)間等性能指標(biāo)都達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，而脫硫脫硝成本則大大低于國外。通過國產(chǎn)化、本地化生產(chǎn)，在排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)于發(fā)達(dá)國家排放標(biāo)準(zhǔn)的情況下，將燃煤電廠脫硫脫硝的成本從占電廠投資的30%，降低到了不足10%。

我國脫硫脫硝主流技術(shù)路線與發(fā)達(dá)國家類似，基本上是以石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)、選擇性催化還原（SCR）煙氣脫硝技術(shù)為主的技術(shù)路線，技術(shù)本質(zhì)與發(fā)達(dá)國家相同，但是技術(shù)性能指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于發(fā)達(dá)國家，完全滿足了國內(nèi)的需求。

燃煤電廠超低排放主流技術(shù)路線圖見下圖。

在鋼鐵行業(yè)方面，中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《鋼鐵行業(yè)超低排放技術(shù)指南》顯示，燒結(jié)機(jī)機(jī)頭（球團(tuán)焙燒）煙氣、焦?fàn)t煙囪廢氣的脫硫脫硝技術(shù)路線與燃煤電廠基本相同：

（1）脫硫可采用石灰石-石膏等濕法脫硫工藝，循環(huán)流化床、旋轉(zhuǎn)噴霧、密相干塔等半干法脫硫工藝，活性炭（焦）干法脫硫工藝；焦?fàn)t煙囪煙氣還可采用小蘇打噴射干法脫硫技術(shù)。

（2）脫硝可采用設(shè)置獨(dú)立脫硝段的活性炭（焦）工藝或SCR 工藝。

燃煤電廠超低排放主流技術(shù)路線圖

（3）濕法脫硫設(shè)施需配備濕式電除塵器；半干法脫硫設(shè)施需配備高效袋式除塵器；使用活性炭脫硫脫硝后不能滿足排放要求（如PM），需配備高效袋式除塵器。

脫硫脫硝行業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展

脫硫脫硝帶動(dòng)了國內(nèi)相關(guān)行業(yè)的大發(fā)展，我國脫硫脫硝產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)發(fā)揮了行業(yè)引領(lǐng)作用，帶領(lǐng)國內(nèi)相關(guān)廠家，將脫硫脫硝的所有主機(jī)、輔機(jī)、材料都實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，大幅度降低了成本，包括大型濕法脫硫吸收塔、循環(huán)漿液泵、氧化風(fēng)機(jī)、石灰石磨機(jī)、石膏脫水系統(tǒng)，以及脫硝設(shè)計(jì)—采購—施工總承包模式（EPC）項(xiàng)目關(guān)鍵設(shè)備（包括脫硝反應(yīng)器、脫硝催化劑等）。目前國內(nèi)從事脫硫脫硝領(lǐng)域服務(wù)的企業(yè)達(dá)數(shù)百家。主要市場(chǎng)模式包括新建和改建項(xiàng)目EPC 總承包、設(shè)備、材料制造、第三方特許和運(yùn)維治理等，帶動(dòng)了國內(nèi)相關(guān)行業(yè)（如機(jī)械、電子、冶金、化工、建材等行業(yè)）的結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，新增了就業(yè)和稅收，提高了我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

我國以低成本建成了全球最大規(guī)模的煙氣脫硫脫硝裝置，最核心的濕法脫硫吸收塔系統(tǒng)、脫硝催化劑的成本比國外低60%以上。

經(jīng)過多年的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，逐步形成了以大型發(fā)電集團(tuán)下屬環(huán)保公司（國能龍?jiān)喘h(huán)保、國電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保、大唐環(huán)境、華電科工、天地環(huán)保）和大型環(huán)保民企（龍凈環(huán)保、清新環(huán)境、北京博奇、菲達(dá)環(huán)保等）等行業(yè)龍頭企業(yè)為代表的市場(chǎng)格局，這些龍頭企業(yè)的業(yè)務(wù)范圍涵蓋了脫硫脫硝的所有產(chǎn)業(yè)鏈上下游，包括工程總承包EPC、設(shè)備材料制造、脫硫脫硝裝置運(yùn)維等。此外，還有多達(dá)幾百家的各種設(shè)備、材料制造供應(yīng)商，從業(yè)人員超過15 萬人。

現(xiàn)在，我國的脫硫脫硝行業(yè)技術(shù)水平已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平，脫硫脫硝除塵技術(shù)大量出口?！耙粠б宦贰背h也為我國環(huán)保企業(yè)進(jìn)入國際市場(chǎng)創(chuàng)造了良好的條件與機(jī)遇。例如，國能龍?jiān)喘h(huán)保、龍凈環(huán)保、菲達(dá)環(huán)保、清新環(huán)境等企業(yè)紛紛拓展海外項(xiàng)目，并取得了不菲的成績。

燃煤煙氣脫硫脫硝助力打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)

（1）脫硫脫硝產(chǎn)業(yè)投資巨大

截至2021 年年底，完成了燃煤機(jī)組超低排放改造10.3 億kW，近十年來，新建和改造的脫硫脫硝設(shè)施投資約3490 億元；2018 年以來，我國鋼鐵行業(yè)超低排放改造投資約1500 億元（估算脫硫脫硝占比40%—50%）。僅僅燃煤電站和鋼鐵兩個(gè)行業(yè)的脫硫脫硝投資就超過4000 億元。在每年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用方面，以燃煤電站年發(fā)電量及運(yùn)維成本估算，十年來脫硫脫硝部分累計(jì)運(yùn)維投入1.23 萬億元。

根據(jù)公開數(shù)據(jù)，2019 年年底，我國鋼鐵行業(yè)大氣治理設(shè)施總數(shù)為2.08 萬套，年運(yùn)行費(fèi)用為538.21 億元。2020 年年底，我國鋼鐵行業(yè)大氣治理設(shè)施總數(shù)約為2.21 萬套，年運(yùn)行費(fèi)用約為579.68 億元，2016—2020 年度運(yùn)維費(fèi)用累計(jì)約為2520 億元（估算脫硫脫硝占比50%）。綜上所述，近十年來，全國燃煤電廠和鋼鐵兩個(gè)主要燃煤行業(yè)的脫硫脫硝投入約為1.76萬億元。

（2）脫硫脫硝經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著

脫硫脫硝產(chǎn)業(yè)取得了巨大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。通過減排大量的SO2、NOx，為打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)做出了重要貢獻(xiàn)，并創(chuàng)造了巨大的社會(huì)效益。

展望未來，為實(shí)現(xiàn)碳中和、碳達(dá)峰目標(biāo)，煤炭的基礎(chǔ)能源地位將長期存在。燃煤發(fā)電要起到能源兜底、保障供應(yīng)作用，同時(shí)還要為低碳能源的使用提供調(diào)峰保障作用，因此必須不斷提高煤炭的清潔高效利用水平，實(shí)現(xiàn)減污降碳協(xié)同發(fā)展。