根據(jù)最新的全球空氣健康報(bào)告，目前中國(guó)的PM25人口加權(quán)平均濃度位居世界最高，達(dá)到53微克每立方米，并相應(yīng)地造成85萬人的過早死亡。以煤炭、原油、天然氣等為燃料的電廠是其中最主要的貢獻(xiàn)源之一，根據(jù)不同文獻(xiàn)的整理結(jié)果，在2010到2017年之間，電力生產(chǎn)部門貢獻(xiàn)了16-39%的SO2、19-51%的NOx和5-23%的顆粒物人為源排放。

現(xiàn)階段實(shí)行的排放標(biāo)準(zhǔn)是于2014年7月1號(hào)開始實(shí)施的GB13223-2011號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)，其中規(guī)定了電廠的排放標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)含氧量為6%的情況下，SO2、NOx、PM25分別不能超過100、100、30 mg/m3。但相對(duì)世界上其他發(fā)達(dá)國(guó)家的電廠排放標(biāo)準(zhǔn)仍有待加嚴(yán)，因此2014年9月12日，中國(guó)政府出臺(tái)了史上最為嚴(yán)格的電廠超低排放標(biāo)準(zhǔn)（ULE），SO2、NOx、PM25分別不能超過35、50、10 mg/m3。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施范圍計(jì)劃包括所有現(xiàn)存和新建（從2015年起）的煤電機(jī)組，在規(guī)劃中預(yù)計(jì)到2020年至少要實(shí)施超過5.8億千瓦的煤電機(jī)組超低排放改造工程。這項(xiàng)政策需要政府和企業(yè)的大量投入，包括監(jiān)測(cè)手段的提升和技術(shù)水平的升級(jí)改造，但其可預(yù)見的效果也非常顯著，這項(xiàng)措施的實(shí)施能夠有效降低中國(guó)電力生產(chǎn)部門的人為源污染物排放，帶來直接的環(huán)境效益和健康效益，并能夠促進(jìn)污染控制技術(shù)水平的提高。

在之前的研究中，大多研究電廠超低排放改造帶來的空氣質(zhì)量改善效率等后評(píng)估，利用的數(shù)據(jù)也并不包含實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。本文在高時(shí)間和空間精度上對(duì)中國(guó)大部分的電廠進(jìn)行了空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)，探究其對(duì)緩解空氣污染帶來的效益，其中包括所采用的技術(shù)控制手段和早期是否達(dá)標(biāo)的歷史數(shù)據(jù)。由此開發(fā)了中國(guó)電廠排放臺(tái)賬（CEAP）。這一數(shù)據(jù)庫提供并分析了來自中國(guó)持續(xù)性排放監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)（CEMS）的數(shù)據(jù)，提供直接實(shí)時(shí)的全國(guó)范圍內(nèi)的污染物濃度測(cè)量結(jié)果。本文據(jù)此對(duì)全國(guó)電廠排放和大氣污染緩解情況進(jìn)行分析，對(duì)燃料、區(qū)域和產(chǎn)能的減排潛力進(jìn)行評(píng)估，并為其他國(guó)家的電廠減排政策制定提供參考。

如下圖所示，a圖涵蓋了2017年全國(guó)4622座電廠的地理分布、燃料類型和產(chǎn)能情況。根據(jù)往年數(shù)據(jù)可以分析得出，從2014年到2017年，SO2、NOx和PM2.5的平均濃度分別下降33.34%、28.29%和38.06%，達(dá)標(biāo)率也從2014年的15.63%、10.47%和15.79%提升到2017年的74.54%、70.64%和87.50%。

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

下圖展示了各個(gè)燃料類型的電廠從2014到2017年的三種主要污染物的日均濃度的變化情況，黑線表示開始實(shí)施了超低排放限值標(biāo)準(zhǔn)?？傮w均呈下降趨勢(shì)，其中燃煤電廠的下降趨勢(shì)較為顯著，SO2、NOx和PM2.5月均下降2.82%、2.79%和3.65%。截至到2017年12月底，中國(guó)的燃煤電廠煤電機(jī)組的超低排放改造率總體達(dá)到72.30%，有望提前實(shí)現(xiàn)80%的目標(biāo)。

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

總的來說，中國(guó)的燃煤電廠達(dá)到超低排放主要有三個(gè)途徑：一是對(duì)現(xiàn)存的煤電機(jī)組進(jìn)行改造，提升技術(shù)控制水平，提高綜合去除效率），二是關(guān)停小型煤電機(jī)組，三是直接新建符合超低排放標(biāo)準(zhǔn)的新電廠進(jìn)行產(chǎn)能置換。從2014到2017年，在2015年之前建造的煤電機(jī)組總計(jì)超過5.91億千瓦的煤電機(jī)組進(jìn)行了超低排放改造，同時(shí)關(guān)停煤電小機(jī)組0.17億千瓦，因此從圖2分析得出2015年前建造的煤電機(jī)組在2015-2017年間，SO2、NOx和PM2.5的月均濃度下降比例分別為3.05%、2.28%和3.61%。而從2015年到2017年，新建了0.96億千瓦的超低排放煤電機(jī)組，SO2、NOx和PM2.5的平均排放濃度達(dá)到27.27、47.70和6.27 mg/m3。

分污染物看，對(duì)于SO2的控制，到2017年底幾乎所有煤電機(jī)組安裝了污染控制設(shè)施，其中主要包括：石灰石-石膏濕法脫硫（2014、2015和2016年安裝比分別達(dá)到84.40%、86.85%和87.71%）、煙氣循環(huán)流化床脫硫（2014、2015和2016年安裝比分別達(dá)到6.47%、5.24%和4.89%）、海水脫硫（2014、2015和2016年安裝比分別達(dá)到2.65%、2.52%和2.45%）和氨吸收脫硫（2014、2015和2016年安裝比分別達(dá)到0.76%、0.88%和0.84%）。這些技術(shù)控制措施使得去除效率能夠達(dá)到99.7%。對(duì)于NOx的技術(shù)控制，相關(guān)的控制設(shè)施從2010年的13%上升到2017年的98.4%，去除效率能夠達(dá)到90%，到2017年75.63%的煤電機(jī)組達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于PM25的技術(shù)控制主要集中在提升現(xiàn)有控制措施的去除效率上，像電除塵和布袋除塵的去除效率從99.75%提升至99.90%。

圖3展示了各污染物排放因子和總的排放的變化?？偟膩砜?，從2014年到2017年，燃煤電廠的SO2、NOx和PM2.5的月均排放因子分別下降了75.33%、76.03%和83.31%，對(duì)于生物質(zhì)電廠的則為69.20%，25.06%和64.90%，對(duì)于燃油電廠的為52.35%，46.87%和76.94%。因此盡管2014年到2017年中國(guó)發(fā)電量年均增長(zhǎng)3.49%，整體排放還是保持下降。

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

對(duì)于各方面的減排潛力來看，從2014-2017年，在電廠的燃料類型上，燃煤電廠貢獻(xiàn)了89.27%，95.37%和92.82%的SO2、NOx和PM2.5減排；在區(qū)域上看，如圖4，東部地區(qū)貢獻(xiàn)了最多的減排，分別貢獻(xiàn)了27.67%，28.69%和35.13%的SO2、NOx和PM2.5減排，北方地區(qū)貢獻(xiàn)了23.22%，20.28%和18.90%的SO2、NOx和PM2.5減排；在機(jī)組產(chǎn)能大小分布上看，圖四展示了從大型機(jī)組到小型機(jī)組減排貢獻(xiàn)的變化，大于300MW的機(jī)組占比在全部電廠和燃煤電廠中分別占到80.95%和83.13%，也因此大型機(jī)組的減排潛力和技術(shù)控制帶來的減排遠(yuǎn)大于小型機(jī)組，在2014到2017年間分別貢獻(xiàn)了58.60%，60.11%和60.56%的SO2、NOx和PM2.5減排。

Figure 4. Absolute emission reductions for 2014–2020.

總體來說，2014到2017年間，電廠超低排放政策使得整體的排放因子下降比例達(dá)到25-83%，且根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，截至2017年底，超低排放政策的實(shí)行已經(jīng)快于早期的計(jì)劃。在政策實(shí)施早期，減排的主要驅(qū)動(dòng)力是污染控制技術(shù)的改造或提升，和關(guān)停小型機(jī)組，且主要是位于東部地區(qū)的燃煤電廠的煤電機(jī)組所帶來的減排貢獻(xiàn)。同時(shí)本文也評(píng)估并指出，在2017到2020年，煤電機(jī)組（燃料類型）、西部地區(qū)（區(qū)域）和小型重污染機(jī)組（機(jī)組規(guī)模）將是3個(gè)最主要的減排路徑。

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