根據最新的(de)(de)全球空氣健康報告，目前中(zhong)國的(de)(de)PM25人(ren)口加(jia)權平均(jun)濃度位居世界最高，達到(dao)53微克每立方米，并相應地(di)造成85萬人(ren)的(de)(de)過早死亡。以煤炭(tan)、原油、天然氣等為(wei)燃(ran)料的(de)(de)電(dian)廠是其中(zhong)最主要的(de)(de)貢(gong)獻(xian)源(yuan)之一，根據不同文獻(xian)的(de)(de)整理結果，在2010到(dao)2017年(nian)之間(jian)，電(dian)力生產部門貢(gong)獻(xian)了16-39%的(de)(de)SO2、19-51%的(de)(de)NOx和5-23%的(de)(de)顆粒物人(ren)為(wei)源(yuan)排放。

現階段(duan)實(shi)(shi)行的(de)(de)(de)排(pai)放標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)是于2014年(nian)(nian)7月1號開始實(shi)(shi)施(shi)(shi)的(de)(de)(de)GB13223-2011號排(pai)放標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)，其中(zhong)規(gui)定了電廠(chang)的(de)(de)(de)排(pai)放標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)為(wei)基(ji)準(zhun)(zhun)含(han)氧量(liang)為(wei)6%的(de)(de)(de)情況下，SO2、NOx、PM25分別(bie)不能超過100、100、30 mg/m3。但(dan)相(xiang)對世界上(shang)其他發達國(guo)家的(de)(de)(de)電廠(chang)排(pai)放標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)仍(reng)有待加嚴(yan)，因(yin)此2014年(nian)(nian)9月12日，中(zhong)國(guo)政(zheng)府出臺了史上(shang)最為(wei)嚴(yan)格的(de)(de)(de)電廠(chang)超低排(pai)放標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)（ULE），SO2、NOx、PM25分別(bie)不能超過35、50、10 mg/m3。這項(xiang)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)實(shi)(shi)施(shi)(shi)范圍(wei)計(ji)劃包括所(suo)有現存和(he)新(xin)建（從2015年(nian)(nian)起）的(de)(de)(de)煤電機組(zu)，在規(gui)劃中(zhong)預(yu)計(ji)到2020年(nian)(nian)至少要實(shi)(shi)施(shi)(shi)超過5.8億千瓦(wa)的(de)(de)(de)煤電機組(zu)超低排(pai)放改(gai)造工(gong)程。這項(xiang)政(zheng)策需要政(zheng)府和(he)企業的(de)(de)(de)大(da)量(liang)投(tou)入(ru)，包括監測手段(duan)的(de)(de)(de)提升和(he)技(ji)術(shu)水平(ping)的(de)(de)(de)升級改(gai)造，但(dan)其可預(yu)見(jian)的(de)(de)(de)效果也非常顯著，這項(xiang)措施(shi)(shi)的(de)(de)(de)實(shi)(shi)施(shi)(shi)能夠有效降低中(zhong)國(guo)電力(li)生產部(bu)門的(de)(de)(de)人為(wei)源(yuan)污(wu)染物(wu)排(pai)放，帶來直接的(de)(de)(de)環境效益(yi)和(he)健康效益(yi)，并能夠促進污(wu)染控制技(ji)術(shu)水平(ping)的(de)(de)(de)提高。

在之前的(de)(de)(de)研究中，大(da)多研究電廠(chang)超低排(pai)放改造帶來的(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)質(zhi)(zhi)量改善效率等后評估(gu)，利用的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)也并不包含實測(ce)數(shu)據(ju)。本文在高時間(jian)和(he)空(kong)間(jian)精度(du)上對(dui)中國(guo)(guo)大(da)部分(fen)(fen)的(de)(de)(de)電廠(chang)進(jin)(jin)行(xing)了空(kong)氣(qi)質(zhi)(zhi)量監測(ce)，探究其對(dui)緩解空(kong)氣(qi)污染帶來的(de)(de)(de)效益，其中包括所采用的(de)(de)(de)技術控制手段和(he)早(zao)期(qi)是否達標的(de)(de)(de)歷史數(shu)據(ju)。由此開發了中國(guo)(guo)電廠(chang)排(pai)放臺賬（CEAP）。這一數(shu)據(ju)庫提(ti)供(gong)(gong)并分(fen)(fen)析(xi)了來自中國(guo)(guo)持續性排(pai)放監測(ce)網絡（CEMS）的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)，提(ti)供(gong)(gong)直接實時的(de)(de)(de)全(quan)國(guo)(guo)范圍(wei)內(nei)的(de)(de)(de)污染物濃度(du)測(ce)量結果。本文據(ju)此對(dui)全(quan)國(guo)(guo)電廠(chang)排(pai)放和(he)大(da)氣(qi)污染緩解情況進(jin)(jin)行(xing)分(fen)(fen)析(xi)，對(dui)燃(ran)料、區域和(he)產能的(de)(de)(de)減排(pai)潛(qian)力進(jin)(jin)行(xing)評估(gu)，并為其他國(guo)(guo)家(jia)的(de)(de)(de)電廠(chang)減排(pai)政策制定(ding)提(ti)供(gong)(gong)參考。

如下圖所示，a圖涵蓋(gai)了2017年(nian)(nian)全國4622座電廠(chang)的地理(li)分(fen)(fen)布、燃料類(lei)型和(he)產能情況。根據(ju)往年(nian)(nian)數據(ju)可以分(fen)(fen)析得出，從(cong)2014年(nian)(nian)到2017年(nian)(nian)，SO2、NOx和(he)PM2.5的平均濃度(du)分(fen)(fen)別下降33.34%、28.29%和(he)38.06%，達標率(lv)也從(cong)2014年(nian)(nian)的15.63%、10.47%和(he)15.79%提升到2017年(nian)(nian)的74.54%、70.64%和(he)87.50%。

Figure 1. Chinese power plant stacks with CEMS in 2017.

下圖展示(shi)了各個燃(ran)(ran)料(liao)類型的(de)(de)(de)電廠(chang)從2014到2017年的(de)(de)(de)三(san)種主要(yao)污染物的(de)(de)(de)日均(jun)濃(nong)度的(de)(de)(de)變化情況(kuang)，黑線表示(shi)開始實施(shi)了超低排(pai)放限(xian)值標(biao)準。總體均(jun)呈下降(jiang)趨勢(shi)，其中燃(ran)(ran)煤(mei)(mei)電廠(chang)的(de)(de)(de)下降(jiang)趨勢(shi)較(jiao)為顯著，SO2、NOx和(he)(he)PM2.5月(yue)均(jun)下降(jiang)2.82%、2.79%和(he)(he)3.65%。截至到2017年12月(yue)底(di)，中國(guo)的(de)(de)(de)燃(ran)(ran)煤(mei)(mei)電廠(chang)煤(mei)(mei)電機組(zu)的(de)(de)(de)超低排(pai)放改造率總體達到72.30%，有望提前實現(xian)80%的(de)(de)(de)目標(biao)。

Figure 2. Daily distributions of stack concentrations at Chinese power plant stacks 2014–2017

總的(de)(de)(de)來(lai)說，中國的(de)(de)(de)燃煤(mei)(mei)(mei)(mei)電廠達(da)到超(chao)低(di)排放主(zhu)要有三個途徑(jing)：一是(shi)(shi)對現(xian)存的(de)(de)(de)煤(mei)(mei)(mei)(mei)電機組(zu)(zu)進行改造(zao)(zao)，提升技術控制水平(ping)，提高綜合(he)去(qu)除(chu)效率），二是(shi)(shi)關(guan)停(ting)小(xiao)型(xing)煤(mei)(mei)(mei)(mei)電機組(zu)(zu)，三是(shi)(shi)直接新(xin)建符合(he)超(chao)低(di)排放標準的(de)(de)(de)新(xin)電廠進行產能置換(huan)。從2014到2017年(nian)，在2015年(nian)之前(qian)建造(zao)(zao)的(de)(de)(de)煤(mei)(mei)(mei)(mei)電機組(zu)(zu)總計(ji)超(chao)過5.91億(yi)千瓦的(de)(de)(de)煤(mei)(mei)(mei)(mei)電機組(zu)(zu)進行了(le)超(chao)低(di)排放改造(zao)(zao)，同時關(guan)停(ting)煤(mei)(mei)(mei)(mei)電小(xiao)機組(zu)(zu)0.17億(yi)千瓦，因此從圖2分(fen)析得(de)出2015年(nian)前(qian)建造(zao)(zao)的(de)(de)(de)煤(mei)(mei)(mei)(mei)電機組(zu)(zu)在2015-2017年(nian)間(jian)，SO2、NOx和(he)PM2.5的(de)(de)(de)月(yue)均濃度下降比(bi)例分(fen)別為(wei)3.05%、2.28%和(he)3.61%。而從2015年(nian)到2017年(nian)，新(xin)建了(le)0.96億(yi)千瓦的(de)(de)(de)超(chao)低(di)排放煤(mei)(mei)(mei)(mei)電機組(zu)(zu)，SO2、NOx和(he)PM2.5的(de)(de)(de)平(ping)均排放濃度達(da)到27.27、47.70和(he)6.27 mg/m3。

分污染物看(kan)，對(dui)于SO2的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，到(dao)(dao)2017年(nian)(nian)(nian)(nian)底幾(ji)乎所(suo)有煤電(dian)機組(zu)安(an)裝(zhuang)(zhuang)了污染控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)設施，其中主要(yao)包括：石(shi)灰石(shi)-石(shi)膏濕(shi)法脫(tuo)硫(liu)(liu)（2014、2015和(he)(he)2016年(nian)(nian)(nian)(nian)安(an)裝(zhuang)(zhuang)比分別達(da)(da)到(dao)(dao)84.40%、86.85%和(he)(he)87.71%）、煙氣循(xun)環流化床脫(tuo)硫(liu)(liu)（2014、2015和(he)(he)2016年(nian)(nian)(nian)(nian)安(an)裝(zhuang)(zhuang)比分別達(da)(da)到(dao)(dao)6.47%、5.24%和(he)(he)4.89%）、海水脫(tuo)硫(liu)(liu)（2014、2015和(he)(he)2016年(nian)(nian)(nian)(nian)安(an)裝(zhuang)(zhuang)比分別達(da)(da)到(dao)(dao)2.65%、2.52%和(he)(he)2.45%）和(he)(he)氨吸收脫(tuo)硫(liu)(liu)（2014、2015和(he)(he)2016年(nian)(nian)(nian)(nian)安(an)裝(zhuang)(zhuang)比分別達(da)(da)到(dao)(dao)0.76%、0.88%和(he)(he)0.84%）。這些技(ji)術(shu)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)措(cuo)施使得去(qu)除(chu)(chu)效率能夠(gou)(gou)達(da)(da)到(dao)(dao)99.7%。對(dui)于NOx的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術(shu)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，相(xiang)關的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)設施從2010年(nian)(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)13%上升到(dao)(dao)2017年(nian)(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)98.4%，去(qu)除(chu)(chu)效率能夠(gou)(gou)達(da)(da)到(dao)(dao)90%，到(dao)(dao)2017年(nian)(nian)(nian)(nian)75.63%的(de)(de)(de)(de)(de)煤電(dian)機組(zu)達(da)(da)到(dao)(dao)這個標準。對(dui)于PM25的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術(shu)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)主要(yao)集中在(zai)提(ti)升現有控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)措(cuo)施的(de)(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)效率上，像電(dian)除(chu)(chu)塵和(he)(he)布袋除(chu)(chu)塵的(de)(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)效率從99.75%提(ti)升至99.90%。

圖(tu)3展示了(le)各(ge)污染物排(pai)放(fang)(fang)因子和(he)總的(de)排(pai)放(fang)(fang)的(de)變化。總的(de)來(lai)看，從2014年(nian)到2017年(nian)，燃(ran)煤電(dian)廠(chang)的(de)SO2、NOx和(he)PM2.5的(de)月均排(pai)放(fang)(fang)因子分別下降了(le)75.33%、76.03%和(he)83.31%，對(dui)于生(sheng)物質電(dian)廠(chang)的(de)則為69.20%，25.06%和(he)64.90%，對(dui)于燃(ran)油(you)電(dian)廠(chang)的(de)為52.35%，46.87%和(he)76.94%。因此盡管2014年(nian)到2017年(nian)中(zhong)國發電(dian)量年(nian)均增長(chang)3.49%，整體排(pai)放(fang)(fang)還是保(bao)持(chi)下降。

Figure 3. Monthly emission factors and total emissions for Chinese power-generating units 2014–2017.

 對于各方面的(de)(de)減(jian)(jian)排(pai)潛(qian)力來(lai)看(kan)，從2014-2017年，在(zai)電(dian)廠的(de)(de)燃(ran)料類型上(shang)(shang)，燃(ran)煤電(dian)廠貢(gong)獻(xian)了(le)(le)(le)89.27%，95.37%和(he)(he)(he)92.82%的(de)(de)SO2、NOx和(he)(he)(he)PM2.5減(jian)(jian)排(pai)；在(zai)區域上(shang)(shang)看(kan)，如圖(tu)4，東部地(di)區貢(gong)獻(xian)了(le)(le)(le)最多的(de)(de)減(jian)(jian)排(pai)，分別貢(gong)獻(xian)了(le)(le)(le)27.67%，28.69%和(he)(he)(he)35.13%的(de)(de)SO2、NOx和(he)(he)(he)PM2.5減(jian)(jian)排(pai)，北方地(di)區貢(gong)獻(xian)了(le)(le)(le)23.22%，20.28%和(he)(he)(he)18.90%的(de)(de)SO2、NOx和(he)(he)(he)PM2.5減(jian)(jian)排(pai)；在(zai)機(ji)組(zu)(zu)(zu)產(chan)能(neng)大(da)小(xiao)(xiao)分布上(shang)(shang)看(kan)，圖(tu)四展示了(le)(le)(le)從大(da)型機(ji)組(zu)(zu)(zu)到(dao)小(xiao)(xiao)型機(ji)組(zu)(zu)(zu)減(jian)(jian)排(pai)貢(gong)獻(xian)的(de)(de)變化，大(da)于300MW的(de)(de)機(ji)組(zu)(zu)(zu)占比在(zai)全部電(dian)廠和(he)(he)(he)燃(ran)煤電(dian)廠中分別占到(dao)80.95%和(he)(he)(he)83.13%，也因此(ci)大(da)型機(ji)組(zu)(zu)(zu)的(de)(de)減(jian)(jian)排(pai)潛(qian)力和(he)(he)(he)技術控(kong)制帶來(lai)的(de)(de)減(jian)(jian)排(pai)遠大(da)于小(xiao)(xiao)型機(ji)組(zu)(zu)(zu)，在(zai)2014到(dao)2017年間分別貢(gong)獻(xian)了(le)(le)(le)58.60%，60.11%和(he)(he)(he)60.56%的(de)(de)SO2、NOx和(he)(he)(he)PM2.5減(jian)(jian)排(pai)。

Figure 4. Absolute emission reductions for 2014–2020.

總體(ti)來說，2014到2017年(nian)間，電(dian)廠超低排(pai)放(fang)(fang)政策使得整體(ti)的(de)排(pai)放(fang)(fang)因子(zi)下降(jiang)比例達到25-83%，且根據(ju)實測(ce)結(jie)果(guo)，截至2017年(nian)底，超低排(pai)放(fang)(fang)政策的(de)實行已經快于(yu)早(zao)期(qi)的(de)計劃。在政策實施早(zao)期(qi)，減(jian)(jian)排(pai)的(de)主要(yao)驅動(dong)力是污染控制(zhi)技術的(de)改造或提升，和關停小型(xing)機(ji)組(zu)(zu)，且主要(yao)是位于(yu)東部地(di)區的(de)燃煤(mei)電(dian)廠的(de)煤(mei)電(dian)機(ji)組(zu)(zu)所帶來的(de)減(jian)(jian)排(pai)貢(gong)獻。同時(shi)本文也評(ping)估并指(zhi)出，在2017到2020年(nian)，煤(mei)電(dian)機(ji)組(zu)(zu)（燃料(liao)類(lei)型(xing)）、西部地(di)區（區域）和小型(xing)重污染機(ji)組(zu)(zu)（機(ji)組(zu)(zu)規模）將(jiang)是3個最主要(yao)的(de)減(jian)(jian)排(pai)路(lu)徑。

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