中国火电脱硫
-
火电硫排放——当时经济制约因素 上世纪末,《联合国环境与发展大会》(里约1992)通过《气候变化框架公约》(UNFCCC)、《生物多样性公约》(CBD)、《防治荒漠化公约》(UNCCD)三项公约,构成共同致力可持续发展、应对全球环境治理挑战的国际行动纲领,并形成以限制大气硫排放作为控碳国际行动的前奏。
当时,我国经济与电力高速增长,火电二氧化硫排放量增幅超过美、日、德三国减幅,国内硫污染问题严重到出现“春雨贵于油“变成“酸雨使人愁“现象,火电硫排放被我国政府确认为国民经济可持续发展的制约因素。
相应,美日德等国沿用数十年的石灰石/石膏法等依赖化学吸收剂的传统脱硫技术,因原料、淡水消耗大、副产物污染重、经济成本高昂(引进试点工程高达电厂造价的30%),成为全球公认的技术难题。为突破这一瓶颈,国务院要求“八五”“九五”期间开展1~2项新建/扩建燃煤电厂同步建设脱硫设施试点。深圳妈湾电厂扩建项目与漳州后石电厂(美资)新建项目由此入列。 -
扩建深圳电厂脱硫试点 1994年前后,深受缺电困扰的深圳市向各方融资扩建妈湾(西部)电厂,时逢国家亟需开展煤电建设同步脱硫试点,遂计划引进当时唯一可选的石灰石/石膏法传统工艺。但市府组织调研发现存在巨量化学品原料输送、淡水消耗,以及废渣废水处置等问题远超本地环境承载力,担忧给深圳带来“生态灾难”,电厂投资人则忧心发电利润因此损失过半。
武汉晶源与中国科学院南海海洋研究所协作,专门针对妈湾电厂厂址地理及海洋水文环境,开发了适用该厂的NSW-FGD系统,并开展工程可行性研究设计(含海洋环境影响专题研究及预测评估,以及投运后五年跟踪监测方案),结论及方案报经国家环保局及国家计委、国家海洋局、电力部、农业部等有关部委审查批准后实施。
1999年3月,首台海水脱硫系统投入运行:无化学品原料和淡水消耗,无废渣废水排放,每台机组脱硫建设成本减少2亿RMB,运行成本节省80%,脱硫率达98%。深圳妈湾电厂因此成为国家环境示范工程。
2004年5月,国家环保总局主持召开深圳妈湾电厂海水脱硫系统5年跟踪监测总结会议,作出在中国应用前景广阔的正面国家鉴定结论。
如今,深圳市早已是举世瞩目的清洁创新之都,其可持续发展的强劲势头有充沛能源支撑。
运行中的深圳妈湾电厂6×300MW机组全部安装NSW-FGD系统
改用NSW工艺的深圳妈湾电厂现行FGD系统
原拟议中的传统石灰石/石膏法FGD系统
NSW工艺生态环境友好:当年中国科学院南海海洋研究所研究评估认定,深圳妈湾电厂NSW-FGD系统在大规模、长期运行条件下,将保持珠江河口生态系统及相关海域生态环境友好,该结论在建设前得到国家环保总局等多部委审查认同,建成后获得工程验收合格确认,以及国家环保总局主持的投产后5年运行跟踪监测正面结论支持,更经超过20年电站运行实践充分验证。
新建漳州电厂脱硫试点:1995年前后,台塑美国公司为建设漳州后石发电厂(7×600MW),从日本三菱重工和美国GE等采购了全厂主辅设备,其中烟气脱硫设备为拥有40年传统上百套业绩的日本氧化镁法脱硫工艺系统。因该系统脱硫率仅85%,加之福建省无镁矿原料供应、脱硫废水无法处置等未决难题,将有损厦门鼓浪屿大气环境质量及该厂发电经济效益,当地政府和该项目业主均希望武汉晶源提供新技术方案支援。
武汉晶源与中国科学院南海海洋研究所协作,专门针对漳州后石发电厂厂址地理及海洋水文环境,开发了适用该厂的NSW-FGD系统,并开展工程可行性研究设计(含海洋环境影响专题研究及预测评估),结论及方案报经国家环保总局及国家计委、国家海洋局、电力部、农业部等有关部委审查批准后实施。
1999年8月,采用武汉晶源专利技术的NSW-FGD系统首台投运,2000年1月商业运行,到2008年7台机组NSW-FGD系统全部安装运行:仅利用(复用)电厂冷却海水作为天然脱硫剂,彻底弃用氧化镁及任何化学吸收剂,脱硫率升至98%,不产生脱硫废水废渣,成本显著下降。
运行中的漳州电厂7×600MW机组全部安装NSW-FGD系统
改用NSW工艺的漳州电厂现行FGD系统
漳州电厂原已采购的氧化镁法FGD系统
漳州电厂由此成为中国首批国家环境友好示范工程,鼓浪屿2017年入选世界文化遗产名录。
2006年,漳州后石电厂等项目获“国家环境友好工程”称号
厦门鼓浪屿风景区2017年入选世界文化遗产名录
NSW工艺生态环境友好:当年中国科学院南海海洋研究所研究评估认定,漳州电厂NSW-FGD系统在大规模、长期运行条件下将保持海洋生态环境友好,该结论在建设前得到国家环保总局等多部委审查认同,建成后获得工程验收合格确认,此后更经超过20年的电站运行实践充分验证。
NSW-FGD工程(6GW)示范意义:
- 自主创新高效低耗技术率先突破火电脱硫资源成本障碍,带动传统烟气脱硫技术升级降耗,共同克服当时国民经济可持续发展的制约因素。
- 为政府决策提供科学依据,促使我国全面部署火电烟气脱硫。
- 我国自主创新的先进技术,又推动了传统技术升级改造包括降低成本,在2000年后中国火电全行业FGD部署中,因地制宜地发挥作用。
- 化学品&自然物质,电站规模实现、英国朗格列特电站。
- 海洋自然资源利用,取得远比传统化学品干预方法更优异的环境效益、经济效益和社会效益。
- 国际能源署(IEA)报告(2020):中国从2000年起开始火电烟气脱硫(FGD)全面部署为全球治理作出了重大贡献。
- 我国火电FGD全面部署始于2000年1月起商业运行、全部安装武汉晶源NSW-FGD系统的漳州、深圳电厂两项火电脱硫国家示范工程。
- 自然资源型减排崭新路径。
- 20年后成为全球CCS部署的成功榜样和标杆。