鍋爐排放最嚴國標出臺 減排還缺啥？
新修訂的《鍋爐大氣污染物排放標準》（GB13271-2014）日前發布（以下簡稱“新標準”）。與現行標準相比，新標準中主要污染物排放限值均大幅度收緊：顆粒物加嚴40%~85%，二氧化硫加嚴40%~80%，氮氧化物加嚴了25%~50%。
這一迄今為止最為嚴格的鍋爐排放標準將于下月正式實施。在此之前，這部新標準的修訂已歷時近8年，并經過了大量的實際調研、測試和科學論證。
“新標準的一個重大革新是在前言部分明確了日常環境監管中如何正確使用國家標準、地方標準和環境影響評價結果。” 環境保護部科技標準司標準處處長裴曉菲說，新標準前言規定：本標準是鍋爐大氣污染物排放控制的基本要求。地方省級人民政府對本標準未作規定的大氣污染物項目，可以制定地方污染物排放標準；對本標準已作規定的大氣污染物項目，可以制定嚴于本標準的地方污染物排放標準。環境影響評價文件要求嚴于本標準或地方標準時，按照批復的環境影響評價文件執行。
中國特種設備檢測研究院顧問、北京科林燃燒工程有限公司總經理范北巖對新標準的評價是，“努力尋求最大的環境、經濟社會效益，先進性、科學性、合理性和可行性俱佳”。 作為對我國鍋爐行業發展有很深入研究的專家，他參與了新標準的修訂工作。
范北巖同時強調，就整個鍋爐行業的節能減排工作而言，對新標準的執行只是第一步。很多歷史上積累的問題如果長期得不到解決，我國鍋爐行業乃至整個供熱領域將一直在低效率、低水平的階段徘徊，難以從根本上減少對環境的影響。
最嚴鍋爐國標何以出臺？
面對嚴重的大氣污染現狀，必須進一步收緊排放限值，并對現行標準進一步調整
上世紀80年代以來，我國鍋爐行業的發展大約經歷了3個階段：在改革開放的前10年，小鍋爐數量迅速增加；第二個10年，單臺容量開始加大，臺數增加放緩；后10年以來，出現兩極分化，大容量的工業鍋爐臺數增加，同時小容量的鍋爐也越來越多。
“大、小容量的（鍋爐）都在發展，平均容量提高比較緩慢，這與不同時期的經濟發展模式密切相關。”范北巖說。
相應的，國家對鍋爐污染排放的控制也大致經歷了3個階段。
“上世紀80年代，我參與這個領域，主要是解決塵的問題。”范北巖說，當時大部分鍋爐沒有除塵器。即便有，因為技術水平低，能起到的作用也小。
1983年我國出臺的《鍋爐煙塵排放標準》，重點就是除塵；隨后，酸雨的問題引起國家關注，在1991年的修訂版中突出了二氧化硫排放限值。
上世紀90年代末，鍋爐煙氣排放總量對空氣質量的影響迅速增加，氮氧化物成為亟待解決的污染物，因此，2001年修訂的《鍋爐污染物排放標準》（即現行標準）中增加了氮氧化物排放限值。但出于成本考慮，僅限于燃油燃氣鍋爐。
“目前，粉塵、二氧化硫和氮氧化物等鍋爐煙氣主要污染物都已納入控制范圍，但面對嚴重的大氣污染現狀，必須進一步收緊排放限值，并對現行標準進一步調整。”范北巖說。
裴曉菲表示，現行標準在我國“十五”、“十一五”期間的大氣環境保護工作中發揮了重要作用，但是面對現階段更高的大氣環境保護要求，標準也亟待更新，污染治理技術的進步也為之提供了支撐。
“現行標準對控制區的劃分，不利于減少大氣污染物排放總量。”裴曉菲解釋說，現行標準中對煙塵則依據《環境空氣質量標準》（GB3095-1996）中規定的一類區和二、三類區進行分區控制。新標準則取消了按功能區執行不同排放限值的規定，但是對重點地區規定了大氣污染物特別排放限值。
“同時，現行標準值已偏寬松。”裴曉菲說，隨著環境管理工作的需要，很多地方已經編制或正在編制嚴于國標的地方標準。
以二氧化硫標準值為例，現行國標規定，新建燃煤鍋爐二氧化硫排放濃度為900mg/m3，上海市鍋爐大氣污染物排放標準中規定容量小于1t/h的自然通風鍋爐排放濃度為300mg/m3，其他鍋爐為400mg/m3；天津市、新疆、太原市規定新改擴建鍋爐二氧化硫排放濃度分別為200mg/m3、400mg/m3和500mg/m3，均嚴于現行國標，同時也為進一步加嚴國標提供了基礎和支撐。
此外，現行標準缺少燃煤鍋爐的氮氧化物和汞排放限值，這些在新標準中均進行了補充。
執行新標準能帶來多大環境效益？
新標準實施帶來的環境效益十分可觀，其中工業鍋爐每年可削減顆粒物66萬噸，二氧化硫削減314萬噸
裴曉菲說，與地方標準比較，新標準中在用鍋爐顆粒物、二氧化硫和氮氧化物排放標準達到地方標準一般水平，新建鍋爐的各項限值達到地方標準嚴格水平，特別排放限值達到最嚴格水平。
而與國際標準相比較，新標準中在用鍋爐顆粒物達到國際一般水平，新建鍋爐達到國際較嚴格水平，特別排放限值達到了國際嚴格水平。
根據相關統計，截至到2011年，我國各種容量的在用鍋爐為61.06萬臺，總功率約351.29萬MW。其中，燃煤工業鍋爐約46萬臺，占總臺數的75%，占總容量的85%左右。
“這46萬臺燃煤鍋爐，年煤耗量達到了7.3億噸。在現行排放標準下，每年排放顆粒物160萬噸、二氧化硫718萬噸、氮氧化物271萬噸。”裴曉菲說。
按現行標準要求，二氧化硫第一時段（在用鍋爐）排放限值為1200 mg/m3，第二時段（新建鍋爐）為900mg/m3；煙塵一類區、二類區和三類區的排放限值分別為80mg/m3、200mg/m3和250mg/m3。
在新標準中，則將二氧化硫排放標準提升為400mg/m3（在用）、300mg/m3（新建）和200mg/m3（特別排放限值）；煙塵不分區域，統一提升為80mg/m3（在用）、50mg/m3（新建）和30mg/m3（特別排放限值）。
對于氮氧化物，現行標準未對燃煤鍋爐進行要求。裴曉菲說，由于我國對在用工業鍋爐氮氧化物沒有采取控制措施，系統復雜、技術改造難度大、成本高，新標準中對其排放限值不做嚴格要求，執行400mg/m3，基本不需要對現有鍋爐進行改造。
而新建鍋爐擁有最佳應用技術支持，采用低氮燃燒技術，可以削減30%左右，而且不需要進行尾端治理，因此新標準中新建鍋爐氮氧化物排放濃度執行300 mg/m3；在重點地區，氮氧化物則執行200mg/m3。
“在新標準實施后，減排效益將十分可觀。”裴曉菲表示，根據《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》和《大氣污染防治行動計劃》的相關要求，10t/h以下的在用燃煤鍋爐，通過改變燃料結構、集中供熱或熱電聯產、發展優質型煤鍋爐和生物質成型燃料鍋爐，每年可減排顆粒物約20萬噸、二氧化硫76萬噸~82萬噸；10t/h以上燃煤工業鍋爐，改造后每年可減排顆粒物37.5萬噸、二氧化硫144.6萬噸。
至于新建鍋爐，根據我國經濟發展情況預測，如果每年新增8萬噸~10萬噸，提標后，每年可減排顆粒物2.5萬噸、二氧化硫10.3萬噸、減排氮氧化物2.1萬噸。
根據以上計算，執行新標準后，工業鍋爐每年可削減顆粒物66萬噸，二氧化硫削減314萬噸，其中二氧化硫的削減量已經超過了“十二五”減排目標。
執行新標準，還需哪些條件？
不但需要有經濟上的保障，更要在煤的清潔化上下功夫，同時還要實現精細化管理，提高操作人員素質
記者在采訪中了解到，鍋爐排放新標準的執行只是第一步，還需要其他條件的配合，才能取得實效。
條件一：經濟保障至關重要
“要滿足新標準，從技術、裝備角度來說，不存在問題。”范北巖表示，即便從經濟投入上來看，也是可以承受的。
在標準修訂期間，中國環科院標準所姚芝茂博士等人對在用的95臺燃煤鍋爐進行了實測，其中85臺鍋爐安裝了除塵凈化裝置，96%的除塵裝置凈化效率大于80%。從實測結果來看，兩成鍋爐排放低于80mg/m3，八成低于200mg/m3。
范北巖告訴記者，電除塵、布袋除塵、電袋復合除塵等技術，完全可以實現50mg/m3乃至30mg/m3的煙塵排放新要求。
“我國工業鍋爐脫硫目前存在幾個問題，”范北巖指出，技術種類繁多，但魚龍混雜，且不少技術不配套、監控不到位，運行可靠性較差、設施利用率低，遠遠落后于火電脫硫進度，“可以說，達標運行還有許多工作要做。”
一般來說，控制二氧化硫排放首先應選用低硫煤，通過煤炭洗選和合理配煤，將煤炭的含硫量降低到1.5%以下。在這一前提下，如果煙氣脫硫裝置脫硫效率超過70%，基本可以滿足300 mg/m3的排放標準；但若要達到特別排放限值，則需要使用硫分低于1%的燃煤，并將脫硫效率提升至85%以上。
“當然了，如果煤炭的含硫量不能降低到1.5%以下，安裝效率達到90%~95%的高效濕法脫硫裝置，也可達到特別排放限值。”范北巖說。
“執行新標準，需要一定的成本投入。”裴曉菲分析說，一次性的環保投資約在3720億元~4500億元之間，每年運行費用大約在40億元左右。
其中，在用鍋爐的治理、設備改造成本占了大頭。對于27萬余臺的10t/h以下燃煤鍋爐，改燃油燃氣單位成本為50萬元/MW，改燃生物質、型煤鍋爐成本20萬元/MW，并網成本30萬元/MW。這樣算下來，10t/h以下鍋爐的治理成本在1680億元~2000億元之間。
“在修訂標準時，已經反復考慮到經濟承受能力，”范北巖認為，總體上經濟可承受，但地區之間、企業之間條件差距較大，和自身發展情況也有很大關系。
在各類成本中，在用小型燃煤鍋爐改用清潔燃料的成本壓力最大。
“這部分鍋爐運行成本將成倍增
加，”上海工業鍋爐研究所下屬的原機械工業鍋爐及環保產品質量監督檢測中心常務副主任楊麟分析說，目前1噸低位發熱量10200大卡的燃油（0#柴油）約為8500元；1000立方米低位發熱量8300大卡的天然氣約為4500元。而1噸低位發熱量4500大卡的二類煙煤約為750元？紤]到鍋爐運行效率、環保運行成本等綜合因素，燃氣鍋爐是燃煤鍋爐運行成本的1倍~2倍，燃油鍋爐則更高。
“對一些能源運行費用在成本中占很大比例的企業來說，承受不起，會導致企業虧損。”楊麟說，天然氣管道也是制約鍋爐清潔能源替代的一個很重要的因素。工廠企業大都建在城市的郊縣或直接建在農村，如果讓一般企業自己鋪設管道，“費用將是個天文數字”。
條件二：要在煤的清潔化上下功夫
范北巖認為，就我國燃料結構實際狀況而言，不能簡單依靠置換清潔燃料來解決問題。要使鍋爐達標排放，減少環境影響，目前最切實際的仍然是要在煤的清潔化上下功夫。
據了解，由于工業鍋爐在實際應用中負荷變化較大，啟停頻繁。為了便于調節負荷，目前大多數鍋爐都采用鏈條爐排（即層燃爐）。而鏈條爐排對燃料的顆粒度要求較高，如果燃煤粒直徑符合鏈條爐排用煤標準的話，在用工業鍋爐的運行熱效率就能可提高5%左右。
“既節省了燃料，又降低了污染物原始排放濃度，也減輕了后期煙氣處理的難度。”范北巖說。
但實際上，目前的燃煤鍋爐幾乎全部使用未經過任何加工處理的原煤，灰份較多；過多的細顆粒粉末影響了鏈條爐排的熱效率，由于達不到穩定的燃燒工況，還大幅增加了污染物的產生。
而燃煤的品質，主要通過煤炭洗選來實現。范北巖說，煤炭洗選可脫除煤中50%~80%的灰分、30%~40%的全硫，能有效減少煙塵、二氧化硫和氮氧化物的排放。入洗1億噸動力煤，一般可減排60萬噸~70萬噸二氧化硫。而工業鍋爐和窯爐燃用洗選煤，熱效率可提高3%~8%。
但是，多年來，煤炭洗選的問題始終沒有得到解決。相關調查顯示，我國洗選煤比例雖逐年增加，但仍與需求差距甚大。如1980年~1995年間，原煤入洗比重均在15.6%~18.3%之間波動，2000年達到33.69%；2005年，入選比重又下降到25%；2010年洗選率為36%。
據記者調查，為了配合“十一五”十大節能工程中的“燃煤工業鍋爐（窯爐）改造工程”，發改委等多個部委近年曾提出了一項針對商品煤的“提升工程”，強調提升商品煤品質。有別于過去的商品煤概念，不再是簡單的煤炭產品，而是要在源頭的煤炭生產環節將原煤分類加工后進入市場，供應不同的“煤炭商品”給下游不同需求的用戶，既節能又環保。
但這一工程卻沒有了下文，無疾而終。
條件三：實現精細化管理，提高人員素質
不但優質的燃煤難以保障，就我國鍋爐本身運行狀況來看，仍未脫掉“傻大黑粗”的帽子。
隨著國家環境標準不斷提升，火電、水泥等以往的重污染行業都已經或者正在脫去往日的“黑帽子”，但為數眾多的工業鍋爐，仍然處于較低的運行水平。
“工業鍋爐減排、節能不是孤立的問題，而是一個大系統工程。”范北巖說，就鍋爐主、輔機生產制造企業而言，在目前普遍存在的“低價取勝”市場競爭面前，則只能是按照相關法規、標準的最基本要求制造和銷售產品，這制約了制造商對高性能產品技術研發的投入，并以低成本產品去迎合低價市場需求。
“工業鍋爐當前依然是節能減排的主角，在鍋爐生產、管理、使用的各個環節就一定要走向精細化。”范北巖表示，我國鍋爐運行水平跟國外的巨大差距也主要體現于此。
“這是軟功夫，是深層次的功夫，不是簡單的技術是否先進和設備性能優劣的問題。”范北巖強調，以最基本的鍋爐操作人員為例，目前我國60余萬臺在用工業鍋爐，分屬于大約20萬個鍋爐房；每個鍋爐房按配備3個運行操作人員計算，全國就至少有60萬名運行人員。
而這樣一個龐大的、直接掌控鍋爐運行的群體，究竟有多少人能夠真正地正確使用鍋爐，并保證在系統能效最佳、排放最佳的狀態運行呢？
北京市某行業主管部門曾經做過一個實驗。在同一臺鍋爐，使用同樣的燃料，讓4批司爐工分別操作4個小時，并同時進行能效測試。其結果令人咂舌：最高和最低的運行熱效率相差超過了15%。
“受傳統觀念和以往客觀條件的影響，工業鍋爐房的環境很差，運行工作強度大，司爐工大多是農民工、季節工。”一位熟悉鍋爐行業的專業人士告訴記者，除了少數管理嚴格的企業工人相對固定外，至少有一半以上的司爐工是流動的。
而按照要求，目前司爐工獲取相應資格證所需知識主要側重于鍋爐安全和基本結構，涉及環保、節能方面的內容較少。因此，目前大部分運行操作人員的文化程度、基礎理論和技術水平、法規標準的熟悉程度等方面，離現在節能環保要求存在很大差距。
操作人員的技術素養和能力反過來會影響鍋爐產品的進步，因為產品必須要適應使用環境和使用者，否則即便擁有再先進的設備，如果操作人員不能掌握正確的使用方法，甚至不會使用，那么預期效果將很難達到。
范北巖告訴記者，他們曾與德國咨詢公司合作，參與過一個全球環境基金會資助項目的鍋爐示范工程的設計、建造，系統采用的設備性能和自動化程度均達到了國際先進水平，但是，一些使用單位并不愿意用，因為司爐工不會操作和保養相關的儀器儀表。
“業主希望都是手動，這導致很大一部分先進的功能在日后的運行中并未投入使用。”范北巖說。
因此，培養和形成高素質的運行操作人員群體，是提升工業鍋爐系統運行水平，實現節能減排目標的必要工作之一。而這類軟實力的提升，是一個長期、復雜、連續的工作，需要打“持久戰”。
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