美国环保协会北京代表处张建宇：美国燃煤电厂环保发展历程

　　9月19日，美国环保协会北京代表处首席代表张建宇博士在中国煤电清洁发展与环境影响发布研讨会上作《美国燃煤电厂环保发展历程》专题报告

　　非常感谢有这样一个机会受邀请来介绍一下美国燃煤电厂环保的发展历程。首先说一下我作为美国环保协会的首席代表，作为环保部主管的第一家外国组织已经成功注册。我做这行工作已经有20年历程，我从美国读书回来以后做的很多工作都是和中电联一起紧密结合的，包括我们连续十几年出的每年的电力环保绿色，也成为行业内的重要参考资料。今天让我介绍一下美国燃煤电厂的环保发展历程，我想首先说明一下，美国的环保历程从70年代联合国环保署建立到今天，是一个非常庞杂的历程。但是今天我所介绍的主要是针对燃煤电厂的环保发展历程，特别是针对一些大家比较关心的和中国讨论的问题美国的一些做法做一个介绍，有不对的地方请大家指正。

　　了解美国的燃煤电厂的环保注册要求有这张图就够了，为什么这么说?首先一条大家知道在1990年之前，美国清洁空气法修订之前，美国的国家层面对燃煤电厂是没有要求的。因为之前的要求都是根据各个州和各个地方对自己的燃煤电厂自己的要求，但是在联邦层面是没有统一要求的。当地都是以达到联邦清洁空气法当中的空气质量为核心，通过州行动计划来实现自己的要求。像洛杉矶气候政策，东北部的技术性要求都是在那样的背景下实现的。但是线年代清洁空气法开始为什么开始关注在全国层面的燃煤电厂的二氧化硫、氮氧化物的要求呢?主要一开始是酸雨问题，后来是所带来的空气质量的问题，发现只在州的层面，每个州做自己工作的时候已经不能解决这个问题，因为这种问题本身是长距离的污染物传输造成的，所以解决这个问题的时候必须在联邦层面加以解决。这就是当时90年推出清洁空气法的历史背景和政策背景。这个也非常有意思，大家可能听到现在特朗普总统上台推出《巴黎协定》，当时奥巴马政府最后选择叫做清洁电力计划，核心就是通过把二氧化碳作为一个污染物，在清洁空气法的层面强推，把二氧化碳作为污染物在电力行业进行推动。当然这本身前途未卜，但是如果这个问题能够在州的层面不能解决的话，就会在联邦的层面加以解决。

　　这个图最上边是90年始的清洁空气法，就是比较著名的美国的二氧化硫市场化手段解决酸雨问题，大家听到了很多的介绍和报告。从2003年开始叫做氮氧化物的交易计划，90年清洁空气法按照两个阶段实施，第一阶段是从95年到2000年，当时管控是263个机组，预计削减二氧化硫310万吨。第二阶段是从2000年到2010年，计划削减1000万吨二氧化硫排放，涉及到2000多台机组。当时意识到只对二氧化硫问题进行全国性的管控依然不能解决酸雨问题，都是越来越多的大家开始关注臭氧问题和细颗粒物问题。所以03年开始推出了对氮氧化物的管控计划。如果看当时的氮氧化物管控计划，叫做季节的管控计划，就是只有在夏季形成臭氧的过程中才对氮氧化物进行管控。后来酸雨问题慢慢加以解决，但是依然不能完全解决空气质量的问题，特别是有越来越多的地面臭氧和细颗粒物问题之后，从2009年开始推出了清洁空气的大州条例，当然这个计划本身只是使用一段时间，当时政权的更迭，小布什总统上台以后推出了跨州的空气污染里。当时要求把二氧化硫继续削减73%，640万吨，氮氧化物削减54%，140万吨。这个很有意思的地方就是大家历史重现，当时小布什总统上台退出了《京都议定书》，但是他对美国国内的空气质量工作并没有放松，小布什总统上台了以后虽然在国际上退出了《京都议定书》，但是在国内开始推动跨州的空气污染的条例，继续削减氮氧化物和二氧化硫排放。这张图是从90年开始，美国分阶段的在清洁空气法这个的情况下不同的历史时期关注不同的环境效果，一开始是酸雨问题，到后面细颗粒物问题，到地面臭氧问题，以结果为导向形成的一系列的美国国内的针对燃煤电厂的空气污染控制的计划。

　　回到我们说的美国清洁空气法的根本，在联邦层面90年代之前对燃煤电厂是没有管理的标准和基础的，核心是以空气质量为标准，主要是针对六种污染物，里面特别是标出了一级和二级标准，一级是针对健康，二级是针对财产损失和经济影响，大家可以看到二级标准比一级松得多。在州行动计划当中主要关注的就是要通过执行州的行动计划来满足联邦清洁空气行动法当中规定的对这个区域的空气质量的要求，这就引发了大家熟悉的达标区和不达标区，在达标区里和不达标区当中又有一些不同的要求，这个就进入非常纷繁复杂的美国的一套空气质量管理的不同体制和机制，这个我们就不详细的描述了。从90年始，联邦层面开始对燃煤电厂进行统一要求。实际上应该说思路和我们大家今天能够想到的一样。90年通过清洁空气法，95年开始对263个机组进行管控的给了两个选择，一个是通过技术减排路线，另外一个就是排污权交易，后续还引进了二氧化碳的排污权交易。就是用市场化的手段进行配额的分配，市场中可以进行交易，包括可以存储一系列手段，形成了叫做历史上最成功的环境保护计划。而最成功的环境保护计划的原因就是花的钱比原来各种模型预计的费用降低了一半，减排的总量大大超过了预期，原因就是里面有存储的计划。但是核心就是满足清洁空气法里面规定的以空气质量为标准。这里大家经常问一个问题，是不是你有这么多排放权就可以直接排放?实际上你再多的排放权也不能以破坏当地环境质量为基础，这个是硬杠杠，其他的才是市场化的手段。

　　美国一开始治理脱硫的问题当中，脱硫技术跟中国的看法没有本质的区别。主要是湿法和干法。实际上湿法的比例在85年的时候达到了92%，现在湿法的比例有所下降，很大的原因就是在后面的小机组改造过程中，干法更加灵活，而且小机组当中要求比较低。在美国作为燃煤机组来讲，不管是建设还是环保工作已经进入了一个历史低潮。我在准备这个片子的时候还和美国的同事联系了一下，想询问一下最新的脱硫脱硝技术上的发展，发现现在已经很难找到现在的技术了。就说明这个已经不是现在的主要矛盾了，从事这个工作的专家现在也很难找了。我们现在可以找到的燃煤机组当中脱硫机组所占的比例，湿法的比例是占80比左右。但是整体的燃煤机组装机也好，机组数也好已经开展产生了下降的趋势。湿法和干法在中国的看法和美国的看法没有本质上的区别，还是主要以湿法脱硫为主。这是最新统计的2012年的机组里面，湿法占80%，干法占19%，大概这样一个比例，这就是美国的电厂脱硫当中，湿法和干法的比例关系。还有一个问题就是烟气的再热系统在美国的应用情况。实际上再热系统主要是提高路点，同时抬升烟气的高度，另外降低腐蚀。通过研究它受温度的影响很大，小于10度之后，落地的浓度几乎没有太大的差异。实际上美国电力研究院96年开始就推荐不使用这种方法了，所以这个在美国应用的非常少。因为它的效果不是特别明显，另外在整个的费用当中占很大的一块比例，经济效益不是那么好。

　　这个图是2004年开始美国燃煤电厂整体的发电量加上污染物控制效果。上面的效果是二氧化碳的排放浓度，实际上净发电量随着不同年度存在起伏，而这个起伏和二氧化碳的排放量是对应的。下面是二氧化硫和氮氧化物的排放量是稳定下降的，也就是说说明在燃煤机组整体占比下降的情况下，环境保护工作还是持续稳定的在不断进行，达到了当时要求的进一步削减二氧化硫和氮氧化物的要求，从而来整体的改善空气质量，特别是细颗粒物和地面臭氧的效果。应该说最根本的原因还是美国电力行业发展的趋势，这是05年和2015年电力结构的表格，大家可以很明显地看到，煤电的比例从50%下降到33%，这里跟能源结构和页岩气的发展还有环境保护的要求紧密相关。美国此时此刻随着公众意识的提高，又提出了新的便宜的解决方式，现在建一个燃煤电厂是非常困难或者是不可能的事情。所以大家可能还记得，在奥巴马政府时期最后提出了清洁电力计划，里面希望到2030年让美国的燃煤电厂二氧化碳下降30%，二氧化硫下降90%，氮氧化物下降72%。当然由于特朗普总统上台，他对环境保护，特别是二氧化碳的管控态度发生了很大的变化，所以清洁电力计划的实施应该说命运叵测，不一定能够实施得了。但是这个趋势本身已经不是说某一届政府可以发生改变的问题了。美国此时此刻的燃煤电厂主要的挑战都是二氧化碳和温室气体的控制，传统污染物特别是二氧化硫和氮氧化物的控制已经不是主要矛盾，已经开始进入了一个非常稳定的过程。以上就是给大家介绍了美国燃煤电厂在发展过程中经历的主要阶段，和现在大家讨论的问题相关的几个方面。最大的挑战来自于温室气体的管控，中电联的报告当中也把这条作为很重要的观点提出来，我想如果我们解决二氧化硫和氮氧化物问题一样的话，在温室气体排放方面我们一样也可以吸收国际好的经验，走到世界的前列。谢谢大家。

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