燃煤电厂环境影响评价（精选7篇）
燃煤电厂环境影响评价 篇1
我国面临着人均资源少的现实问题, 这些因素都对我国的高排放和高耗能的火电行业构成了巨大压力, 因此, 火电行业节能减排势在必行。燃煤电厂会消耗大量的能源, 用水量很大, 造成的污染也比较严重。燃煤电厂造成的环境污染物包括生产中的水、气和声等常规污染, 还包括燃煤运输中出现的无组织排放污染物, 在占地, 水资源等方面都会对生态环境产生不利的影响。燃煤电厂与社会、经济等周边环境密切相关, 所以, 对燃煤电厂生产的特点与污染的特征, 要对有可能对环境造成的不利影响进行预测, 执行污染防治的策略, 及时发现问题, 解决问题, 对燃煤电厂环境影响进行准确的预测与评价, 建立起环境影响评价指标, 才能及时发现被忽略的一些问题。
1 环境影响评价概述
环境影响评价在1964年的加拿大国际环境质量评价会议上被首次提出, 到了1996年美国科学研究小组报告中正式使用了环境影响评价这个术语。环境影响评价包括了环境影响的预评价与后评价[1]。
环境影响的预评价也叫环境影响质量预测评价, 指定区域内在规划和建设之前, 要对建设项目进行选址、设计与建成后有可能会对周围环境造成的不良影响预测与评估。提出了预防环境被污染和被破坏的解决对策及相关措施, 将环境被损害的影响降到最低, 将人类活动对环境的不良影响降到最低。实际上, 环境影响评价这一制度, 在执行中并不能取得理想的效果, 所以, 就增加了环境影响后评价。而环境影响后评价又被称作回顾评价、跟踪评价及有效评价等。按照我国环境影响评价法, 确定了环境影响后评价内容为:开展建设项目后对环境影响的有效防范与跟踪监测评价, 以补救方案的方法, 保证项目建设和周围环境的协调发展[2]。
2 我国燃煤电厂环境影响评价指标体系分析
单个指标往往很难反映出事物主要的特征, 需要联系指标, 才能全面而系统的反映出复杂事物, 建立起事物多侧面, 多指标的整体构成, 就形成了指标体系。而指标体系并不能任意堆积, 也不能简单叠加, 需要在体系角度思考, 以一个中心点, 对事物可度量的参数进行整合。
2.1 评价性指标
评价性指标可以评价环境各方面、各层次, 通过把指标的综合整理, 形成总指数, 反映出环境不同领域和不同层次的变化, 从而反映出环境总体的变化趋势[3]。
2.2 评价指标设置的原则
环境影响评价无论是对人口还是资源、环境的分析, 评价结果都要体现在数值指标体系上, 评价结果要具有客观性和科学性, 而燃煤电厂的环境影响评价自身存在着广泛性与复杂性, 所以, 在指标体系设置上一定要遵循着以下几方面原则:
2.2.1 系统性的原则
燃煤电厂的环境系统可以作为独立整体进行研究, 研究电厂影响社会环境、自然环境及生态环境。筛选指标既要反映出燃煤电厂的社会性、经济性与发展性的特点, 还要考虑到评价系统间各因素的关联性, 通过全面的角度, 对指标进行筛选, 确定最终选择指标具有的典型性与完备性、概括性[4]。
2.2.2 简明性的原则
选择的指标要具有代表性, 可以反映出问题。燃煤电厂环境影响的范围十分广泛, 虽然评价指标要求要具有全面性, 但是, 并不是说指标过多, 指标过多, 就很难对资料进行选择, 在分析中更是很难实现。不能为决策管理人员的应用提供方便, 还会加大数据的复杂与冗余。指标变量的选择如果过少, 就不能对系统真实轨迹表达出来。在设置指标上, 一定要根据评价目的进行选择, 确定指标的含义和特征, 不要出现指标的交叉与重叠。
2.2.3 动态性的原则
燃煤电厂的环境评价会随着建设发展而产生变化, 是动态的过程, 所以, 指标体系设置要具有动态特点。可以反映出电厂环境历史的情况与现在的发展情况, 而且要保持一段时间内具有稳定性, 可以对环境未来的发展变化进行评价。
2.2.4 地域性的原则
电厂由于所处的地理位置不同, 周围的自然环境、社会环境、经济环境及气象水文等情况都完全不同, 所以, 电厂环境影响的因素也各不相同, 一定要以因地制宜的方法, 对电厂的研究根据地域性的原则, 确定环境问题的评价指标。
2.2.5 适用性的原则
电厂的评价指标在含义上要尽量简单而明确, 有着外在的表达形式, 根据计算或者观察可以感受到, 只有这样, 才能应用于工作中。指标要具有可取性、可比性、可测性及可控性。可以根据指标的变量在现实中得到测量结果, 电厂环境影响指标评价体系的目的, 也是为了做好电厂环境影响的调控, 而指标就是人类按照环境特点进行理性调控的方法。
3 结语
综上所述, 燃煤电厂已成为很多国家和地区主要的污染源。本文对环境影响评价进行研究, 分析了我国燃煤电厂的环境影响评价, 建立了燃煤电厂环境影响评价的指标体系, 通过定性与定量的分析, 对指标进行合理量化, 做好指标的筛选, 确定评价指标的体系。
摘要：我国经济发展速度的加快, 对电力的需求也越来越大, 而环境受到污染也日益严重。燃煤电厂以煤炭作为主要原料, 建立起燃煤电厂环境影响的评价指标体系和方法, 将指标体系应用在电厂实际评价之中, 通过可行性分析, 为燃煤电厂环境影响评价提供科学的评价方法, 仅供参考。
关键词：燃煤电厂,环境影响,评价指标
参考文献
[1]宋慧.基于燃烧指数的发电减排节能评价分析[J].2013, 10:22.
[2]唐伟勤, 肖新平.关联分析在复杂系统多层次评估中的应用[J].武汉理工大学学报:交通科学与工程版, 2012 (2) :288-297.
[3]祖歌, 徐新阳.关于燃煤电厂在环评中有关问题的探讨[J].环境保护与循环经济, 2011, 28 (2) :28-30.
[4]钟定胜, 张宏伟.等标污染负荷法评价污染源对水环境的影响[J].中国给水排水, 2012, 21 (5) :101-103.
[5]汪翠, 裴锋, 毛焕华.火力发电厂清洁生产的可持续发展初探[J].电力建设, 2012, 26 (3) :56-58.
燃煤电厂环境影响评价 篇2
山西右玉发电厂拟建设2×300MW煤矸石发电机组，委托中国辐射防护研究院承担该项目的环境影响评价工作，现环评工作接近尾声，按照《环境影响评价公众参与暂行办法》（环发2006[28号]）的有关规定，向公众公开环境保护信息(附：《山西右玉发电厂工程(2×300MW循环流化床空冷机组)环境影响报告书》(简本)，希望大家通过打电话、发传真、写信或发E-mail的方式提出您的意见和建议。谢谢您的合作。
公示时间：2007年4月5日—4月18日
建设单位：山西右玉发电厂
联系人：范昕 电话：***
传 真：0349-8022306 E-mail：fanx@daihaipower.com
评价单位：中国辐射防护研究院
联系人：张建新
电话：0351-2203605
传 真：0351-2202377 E-mail：zhangjx_2001@163.com
山西右玉发电厂工程(2×300MW循环流化床空冷机组)
环境影响报告书(简本)
一．建设项目情况简述
山西右玉发电厂拟选元堡子厂址位于山西省右玉县白头里乡业家村东，距右玉县城14km，距南部的右玉煤田边界约3km，属坑口电站。
本工程为煤矸石综合利用项目，拟建2×1065t/h亚临界循环流化床锅炉及配套2×300MW亚临界冷凝式直接空冷机组，总投资274965万元(增加一台机组炉后脱硫系统后的静态总投资为278865)，其中环保投资24492.78万元，占总投资的8.91%。
本工程对锅炉烟气采取的治理措施为：炉内掺烧石灰石脱硫再加上一台锅炉炉后脱硫，布袋除尘器除尘，低氮燃烧技术控制NOx的产生，两台锅炉共用一座单管烟囱(高度为210m，出口内径为7m)。
本工程以右玉地区的煤矸石和中煤为燃料，大同煤矿集团铁峰煤业有限责任公司新建的800万吨/年洗煤厂和右玉腾胜煤业有限责任公司150万吨/年洗煤厂提供煤矸石和中煤，设计(校核)煤种的煤矸石、中煤配比为7:3(7.5:2.5)，设计煤种（校核煤种）的含硫量为1.3%(1.3%),灰分为43.38%(44.53%),低位发热量为2807kcal/kg(2703kcal/kg)，年耗煤量为273.9万t(284.35万t)，采用公路运输方式。由右玉县玉龙石料厂提供石灰石粉，采用汽车运输，年消耗量为24.51万t。
本工程采用同煤集团铁峰煤矿等5座当地煤矿的疏干水作为主供水源，并采用直接空冷技术冷凝汽轮机乏汽，年耗水指标为0.138m3/s·GW。
除灰渣系统采用灰渣分除、干灰干排的方式，脱硫石膏采取二级脱水处理。目前已与右玉县祥红喜砖厂、右玉县朔玉建材有限公司和右玉县宏盛砖厂等单位签定灰渣和脱硫石膏的综合利用协议，综合利用率为100%，若有特殊原因而不能利用的部分送到干灰场贮存，拟选羊圈洼灰场库容为494.4万m3，可满足本工程3年的贮灰需要。
二．产业政策与环保政策
右玉县的煤矸石综合利用规划已得到山西省发改委的批复，本工程被列入规划中。本工程燃用煤矸石和中煤，设计和校核煤种的煤矸石配比分别为70%和75%，低位发热量分别为2807kcal/kg和2703kcal/kg。本工程采用循环流化床锅炉，配套300MW亚临界发电机组，主供水源为煤矿疏干水，并采用直接空冷技术。符合国家发改委发改办能源[2004]864号“国家发展改革委办公厅关于加强煤矸石发电项目规划和建设管理工作的通知”的有关要求。
本工程的建设符合国家环境保护总局环发[2002]26号“关于发布《燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策》的通知”、国家环境保护总局环发[2003]159号“关于加强燃煤电厂二氧化硫污染防治工作的通知”、国家经济贸易委员会国经贸资源[2000]1015号《关于加强节水工作的意见》和山西省环境保护局晋环发[2002]184号《关于火电工业要减少二氧化硫排放和节约用水的通知》的有关脱硫与节水的规定及要求。
三．城市规划
本工程为煤矸石综合利用项目，是右玉县煤矸石综合利用规划的重点项目，该规划已得到山西省发展和改革委员会的批复，厂址位于县城南约14km处，根据《右玉县县城总体规划》（2005-2020），该厂址不在城市规划范围内，因而本工程的建设符合右玉县总体规划及煤矸石综合利用规划。四．清洁生产
(1)本工程对锅炉烟气采取高效布袋除尘器除尘、循环流化床炉内掺烧石灰石脱硫及一台机组增加炉后湿法脱硫、低氮燃烧技术抑氮，两台机组共用一座210m高、出口内径为7m的烟囱，符合环境保护要求。
(2)本工程的发电标煤耗率为311g/kwh，发电水耗为0.138m3/s·GW，工业废水回用率为100%，符合清洁生产的要求。
(3)本工程单位电量的主要污染物烟尘、SO2和NO2排放指标分别为0.14kg/Mwh、1.14kg/Mwh和1.63kg/Mwh，排放浓度分别为34.9mg/Nm3、280.8mg/Nm3和400.0mg/Nm3，满足《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003)对煤矸石综合利用电厂的要求。
(4)本工程年产生灰渣量为142.65万吨，脱硫石膏1.01万吨，电厂已与右玉县祥红喜砖厂、右玉县朔玉建材有限公司和右玉县宏盛砖厂等单位签定灰渣和脱硫石膏的综合利用协议，本工程所产生的固体废物可得到全部利用，符合环保要求。
五．环境质量现状
(1)环境空气质量现状
本评价分别于2006年3月8日--3月14日和2006年9月2日--9月8日进行了采暖季、非采暖季环境空气质量现状监测，布设业家村、赵官屯、元堡子、下吴及右玉县城等10个监测点，监测项目为TSP、PM10、SO2和NO2。
采暖季监测结果表明，TSP与PM10日均浓度范围为0.029~0.293mg/Nm3和0.127~0.150mg/Nm3，SO2的日均和小时浓度范围分别为0.022~0.047mg/Nm3和0.024~0.070mg/Nm3，NO2的日均浓度和小时浓度分别为0.015~0.027mg/Nm3和0.009~0.190mg/Nm3，TSP、PM10日均浓度以及SO2、NO2日均和小时浓度全部达到《环境空气质量标准》(GB3095－1996)二级标准。
非采暖季监测结果表明，TSP与PM10日均浓度范围为0.165~0.273mg/Nm3和0.111~0.150mg/Nm3，SO2的日均和小时浓度范围分别为0.018~0.030mg/Nm3和0.004~0.054mg/Nm3，NO2的日均浓度和小时浓度分别为0.011~0.026mg/Nm3和0.002~0.141mg/Nm3，TSP、PM10日均浓度以及SO2、NO2日均和小时浓度全部达到二级标准。
(2)水体质量现状
本次评价在拟选元堡子厂址、备选赵官屯厂址以及拟选羊圈洼灰场上、下游共布设5个地下水监测井点，监测时间为冬季2006年3月13日--15日和夏季2006年9月4日--6日，每天监测一次，监测项目为pH、总硬度、亚硝酸盐氮、硫酸盐、氟化物、砷、镉、总大肠菌群、细菌总数等9项。监测结果表明，除各井中细菌总数超标、下吴和业家村井总大肠菌群超标外，其余各监测项目在各监测井中均满足《地下水质量标准》(GB/T14848-93)Ⅲ类标准的要求。
(3)声环境质量现状
本次声环境现状于2006年3月10日--11日和2006年9月5日--6日进行了两次监测，共监测四天，每天昼夜各监测一次。共布设7个监测点，拟选元堡子厂址和备选赵官屯厂址分别布设2个监测点代表环境噪声本底，环境噪声共设3个监测点，分别为距厂址较近的业家村、赵官屯以及运煤道路附近的元堡子。
元堡子厂址昼、夜噪声监测值分别为46.5~48.9dB(A)和33~35.9dB(A)，赵官屯厂址昼、夜噪声监测值分别为46.3~48.7dB(A)和35.1~38.2dB(A)，均满足《城市区域环境噪声标准》（GB3096－93）的2类标准要求。业家村、赵官屯昼间监测值为43.2～48.3dB(A)，夜间为34.0～38.6dB(A)，均达到上述标准2类标准的要求。
六．环境影响预测评价
(1)环境空气影响预测评价结果
a.本工程投产后,各关心点SO2、NO2最大1小时平均浓度分别为0.063、0.087mg/m3，分别为二级评价标准的0.125、0.363倍,县城SO2和NO2最大1小时平均浓度分别为0.0078、0.0108mg/m3,等标指数分别为0.0156、0.0450。各关心点中PM10、SO2、NO2日均浓度最大值分别为0.0013、0.0105、0.0145mg/m3，其等标指数分别为0.0045、0.0698、0.1211，县城PM10、SO2、NO2日均浓度最大值分别为0.0001、0.0011、0.0015mg/m3，等标指数分别为0.0005、0.0074、0.0128。各关心点PM10、SO2、NO2年均浓度最大值分别为7.766×10－
5、6.258×10－
4、8.917×10－4mg/m3,与评价标准之比分别为0.0008、0.0104、0.0111，县城PM10、SO2、NO2的年均浓度最大值分别为8.503×10－
6、6.853×10－
5、9.764×10－5mg/m3,与评价标准之比分别为0.0001、0.0011、0.0012。
b.日均浓度叠加预测结果表明，在采暖季和非采暖季的天气条件下，本工程对县城及各关心点的影响浓度值很小，而且叠加值不超标，等标指数较小。本工程的浓度贡献率最大为21.4%(采暖季,NO2叠加浓度),但这种情况下的等标指数也较小，为0.233。
(2)水体影响评价结果
本工程对厂内各类废水根据其水质和处理难度分别处理，使污废水的收集、处理和回用落到实处。在正常情况下，本期工程实现废水零排放，不向周围河流排放废污水，不会对周围河流水质产生不良影响。
羊圈洼灰场为干灰场，采取进场固体废物经喷水加湿碾压的贮灰方式。并在灰场底部铺设土工膜，膜上铺0.5m厚经碾压的黄土作为防渗层，防渗层的渗透系数小于1×10-7cm/s，可有效阻止入渗水的渗漏，使入渗水保持于包气带，最终消耗于蒸发，从而使灰场淋溶水对地下水水质的影响很小。
(3)声环境影响评价结果
本工程的噪声设备较多且个别声源噪声较强，按本工程可研提出的降噪措施，其噪声影响大大缓解。预测结果表明，厂界噪声昼间和夜间的预测值分别为50.3dB(A)～61.0dB(A)和46.8dB(A)～60.8dB(A)，昼间厂界东、夜间厂界东、北和西侧有部分区域超标，但超标区域均位于右玉县建设局同意划定的噪声隔离区内，满足环保要求。环境敏感点业家村的昼间和夜间预测值分别为47.6dB(A)和38.5dB(A)，满足《城市区域环境噪声标准》(GB3096－93)1类标准的要求。
(4)灰场与固体废物的环境影响评价结果
羊圈洼灰场选址符合《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB18599-2001）中选址的环境保护要求。根据灰场的水文地质结构对灰场底部进行相应地防渗处理，即灰场底部铺土工膜及膜上再铺0.5m厚的压实的黄土作为防渗层，渗透系数小于1×10-7cm/s，灰场淋溶水对地下水水质的影响很小。贮灰场采取分块堆存、洒水碾压及周边绿化等防尘措施后，二次扬尘对周围环境空气和上吴村的影响都很小。
七．达标排放分析
按本评价提出的综合治理措施实施后，依据设计煤种(校核煤种)煤质及耗煤量而估算的烟尘排放浓度为34.9mg/Nm3(36.7mg/Nm3)，SO2排放浓度为280.8mg/Nm3(288.4mg/Nm3)，NO2的排放浓度均可小于400 mg/Nm3，均符合《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2003）的要求，可做到达标排放。其它有组织的粉尘排放点(粉煤灰库、石灰石仓等)的粉尘排放浓度为35mg/Nm3，符合《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）的要求，可做到达标排放。本工程生产废水和厂区生活污水经处理后全部回用不外排。
八．环境保护对策
(1)环境空气污染防治对策
本工程选用循环流化床锅炉，采用炉内掺烧石灰石脱硫(脱硫效率≥90%)及一台锅炉炉后增加石灰石-石膏湿法脱硫(脱硫效率取80%)、高效布袋除尘器除尘(除尘效率≥99.9%)以及低氮燃烧技术抑制氮氧化物的产生(NOx浓度≤400mg/m3)，烟囱高度为210m，出口内径为7m，并设置烟气排放连续监测系统。根据《火电厂大气污染物排放标准》的要求预留脱氮装置的位置。
煤场抑尘措施是在煤场四周设置挡风抑尘网，并设置喷洒水设施，抑尘率可达70%。
对易产尘的粉煤灰库等设置袋式除尘器除尘，除尘效率为99.8%。
(2)水污染防治对策
化学系统排水采用中和处理，输煤系统冲洗废水采用煤水澄清池沉淀处理，生活污水采用地埋式生活污水处理装置处理,含油废水采用油水分离处理，脱硫废水采用石灰絮凝沉淀处理，生产废水和厂区生活污水经处理后全部回用不外排，不会对地表水产生影响。
(3)噪声污染防治对策
选购低噪声设备，对设备生产厂家提出噪声限值要求。并对高噪声设备采取一定的减振及降噪措施。在锅炉排汽口安装高效排汽消声器，汽轮发电机组设隔声罩，对空压机、送风机等设备在进气口安装消声器，空冷岛挡风墙内设吸声材料及减速器设隔声罩等措施。
合理进行厂区总体平面布置，尽可能将主厂房、空冷岛等噪声源集中的建构筑物布置在厂区中央以及远离厂外环境敏感点。
(4)固体废物防治对策
本工程的固体废物主要为灰渣和脱硫石膏，年产生量分别为75.51万t和1.01万t。电厂已与右玉县祥红喜砖厂、右玉县朔玉建材有限公司和右玉县宏盛砖厂等单位签定灰渣和脱硫石膏的综合利用协议，综合利用率为100%。若有特殊情况而暂时不能综合利用的灰渣运往羊圈洼灰场贮存。拟选羊圈洼灰场采取有效防渗、防洪和抑尘措施。
九．环保投资估算及效益
本项目为煤矸石综合利用项目，可消化右玉县当地大量废弃的煤矸石，缓解由于煤矸石贮存而带来的环境影响，同时可带动和促进地方经济发展，有利于提高人民生活质量，社会效益较好。
工程总投资为274965万元，投资利润率3.71%，投资利税率7.8%，全部投资的投资回收期10.31年，内部收益率为9.36%，项目经济效益较好。
本项目的环保投资为24492.78万元，占项目总投资的8.91%。环保净效益为20156.58万元/a，环保效益费用比为5.44。
十．厂址及灰场选址
本工程厂址地处煤炭蕴藏丰富的大同煤田，燃用大同煤矿集团铁峰煤业有限责任公司和右玉腾盛煤业有限责任公司洗煤厂的矸石和中煤，采用公路运输，运距都在20km范围内。主供水源为煤矿疏干水，常门铺水库作为备用水源。厂址位于山西省北部，有利于缓解大同地区及山西省北部电力紧张的局面。因而本工程厂址选择从建厂条件、产业政策及符合城市规划方面来看是合理的。环境影响预测结果表明本工程排放的污染物不会对评价区环境空气、水体及声环境造成明显影响，因而从环保角度来看，厂址选址也是可行的。
燃煤电厂环境影响评价 篇3
由于燃煤电厂具有能源消耗量大、大气环境影响范围和产生污染物排放集中等特点,使得燃煤火力发电项目成为国内外环境保护关注的焦点。施工期间,主体工程、配套工程和公用工程等永久占地和施工期间的临时占地产生的生态影响;部分项目还涉及到施工期间居民搬迁等产生的社会影响等。运行期间,大气环境污染物主要有烟囱产生的有组织污染物和燃煤运输、贮存以及灰渣运输等过程中的无组织污染物;此外还涉及到水污染物、噪声和固体废物等对环境的影响。在对燃煤电厂环境影响评价的过程中,不仅要全面说明电厂运行所产生的实际环境影响,有针对性地提出弥补或减缓电厂运行期间的环境影响,而且还应分析环保措施的实际作用和效果。
1 燃煤电厂的工艺流程及排污分析
燃煤电厂锅炉主要是将煤的化学能转化为热能的过程,通过能量传递介质水,利用高温高压蒸汽推动汽轮机转子,进而带动发电机发电。
图1为燃煤电厂生产运行的工艺流程和产排污环节图。
燃煤电厂产生的大气污染物主要包括燃煤锅炉产生的烟尘、SO2和NOx等有组织污染物和输煤系统、事故灰场等产生的无组织污染物。此外,还会产生水污染物、噪声和固体废物,其中,水污染物和固体污染物主要通过水平衡和物料平衡来确定污染物的排放量,噪声的环境影响主要通过噪声软件来预测分析。
2 燃煤电厂环境影响评价技术要点分析
2.1 产业政策符合性
火力发电项目的建设要满足国家和地方产业政策要求的环境准入条件,包括国家的产业政策和环保政策,如《产业结构调整指导目录(2011年本)》(2013年修正)和《国务院关于印发大气污染防治行动计划的通知》(国发[2013]37号),同时,还要满足地方环保的要求。
2.2 项目的选址合理性
项目的选址应符合国家能源战略规划、地方城市总体规划、区域的自然环境条件及相关的环境保护要求。因此,在项目选址前期工作中,一定要处理好与上述规划要求和环境敏感区的位置关系。
1)城市总体规划和环保规划的符合性:燃煤电厂的建设与区域环境、社会和经济紧密相关,因此,应当将电厂的建设纳入城市总体规划和当地经济发展计划当中,严格按城市总体规划和相关环保规划要求布局,避免建设项目选址的随意性和相似项目的重复性等现象的发生。
2)区域环境的符合性:选址应避开包括自然保护区、水源保护地等环境敏感区;尽可能的远离居民区,且位于城镇等集中居民区年主导风向的下风向;区域的空气、水、声、土壤环境质量现状良好,仍有较为充足的环境容量。
3)项目建厂条件的符合性:需要考虑煤源和运距符合性,水源的便捷性(北方地区优先考虑利用污水处理厂的中水或煤矿疏干水,禁止使用地下水),交通便捷性,是否兼顾供热以及供热负荷的合理性。同时,燃煤电厂应配备具有较好的贮灰条件的贮灰场,贮灰场的设计年限最长为3年。
4)符合节约用地的原则:选址应满足所在区域的土地利用总体规划的要求,使得建设厂址布局合理,减少占地面积。在满足生产工艺基本要求和施工条件前提下,尽可能利用荒地或劣质的土地,不占或少占耕地和林地。
2.3 清洁生产
燃煤火力发电项目清洁生产应根据国家发改委、环境保护部和工业信息化部联合出台的《电力(燃煤发电企业)行业清洁生产评价指标体系》,从生产工艺的先进性、资源利用指标分析、污染物排放指标分析、环境管理等方面进行分析,采用定性和半定量评价的方法,通过标准对比法来评价清洁生产指标。
2.4 大气环境影响
1)烟囱有组织排放。
燃煤电厂产生的大气污染物主要有烟尘、SO2和NOx等,通过采取先进的除尘、脱硫和脱硝等环保措施达到GB 13223—2011火电厂大气污染物排放标准达标排放。具体采取的环境措施需根据可行性研究报告和环保设施设计厂家来确定,以保证污染物达标排放的可靠性和稳定性。
根据《重点区域大气污染防治“十二五”规划》,将规划区域分为重点控制区和一般控制区,针对不同的区域实施差异化的控制和有针对性的污染防治。
2)煤场和灰场等无组织排放。煤场分为露天、半封闭、封闭布置形式,而贮灰场由于面积较大,一般为露天布置,因此,煤场和灰场的大气污染物排放形式主要为无组织排放。其防治措施包括:a.加强煤场和贮灰场的管理,防止煤和灰渣在装卸、贮存、转运等过程中产生的扬尘污染。b.采用半封闭或封闭煤场,设置水喷淋等防尘设施;优化贮灰场的贮灰方式、安排洒水措施;同时在煤场和贮灰场周围设置防风抑尘网和绿化带。
3)汞污染问题。我国部分地区原煤的汞含量较高,因此,煤在燃烧的过程中,汞以不同的形态进入大气、水体和灰渣中,对环境造成了不同程度的汞污染。具体防范措施包括:a.科学地进行煤源调配,尽可能燃用低汞煤。b.提高处理汞烟气的能力,增设烟气的水喷淋系统和静电除尘系统等先进的处理工艺。
2.5 水环境影响
我国燃煤火电厂对水环境的影响主要表现为:电厂用水和排水对水动力条件的影响;排废水对区域的水环境质量的影响。
1)废水利用和处理。燃煤电厂产生的各类废污水应根据其水质特征,按照清污分流、分类分质处理的原则,将各水系统的废水分别进行初步处理后,集中于工业废水处理站、生活污水处理站进行统一处理,处理后废污水应尽可能的全部回用,不能全部回用的要达到相应的标准排放。
2)地下水防渗工程。根据厂区设备装置分布和生产特点、污染物入渗和风险强度程度,将厂区按照不同防渗等级要求划分为重点防渗区、一般防渗区和非防渗区。a.重点污染防渗区:主要指发生物料泄漏后不容易及时发现和处理的区域,包括厂区内集中废、污水处理站(工业废水处理站、生活污水处理站、煤水处理间)、油库区、变压器事故油池以及灰场区。b.一般污染防渗区:指输送工业、生活废水的管沟、管线,煤场区、翻车机房、脱硫综合楼及脱硫事故浆液池等区域。
2.6 声环境影响
电厂的噪声源主要集中分布在锅炉房和汽机房、鼓风机、引风机以及水泵等主要设备厂房,同时还包括冷却塔或空冷平台的风机区域。对于采用冷却塔进行水冷的燃煤电厂,冷却塔产生的噪声不能忽视。虽然冷却塔产生的噪声声压级并不太高,但是冷却塔淋水的高度较高,水下落产生的噪声影响不容忽视。对于中西部较为缺水的地区,本着节约用水的原则,一般都采用直接空冷,但由于空冷平台采用大直径轴流风机数量较多且较为集中,因此,也是需要关注的噪声源之一。
针对冷却塔和空冷风机的噪声治理措施:a.优化厂区平面布置方案,使厂界噪声的贡献值达标。b.设置声屏障降噪:根据环评噪声预测结果,提出相对应的声屏障设置方案。c.绿化减噪屏障:在噪声源与环境保护目标之间设置乔灌结合的绿化带。
2.7 固体废物影响
火电厂产生的最主要固体废物为粉煤灰,因此,粉煤灰能否合理的综合利用是固体废物处置最为关键的问题。在设计和生产运行过程中,应采用干湿分排、粗细分排和灰渣分排的工艺。并根据“以用为主、贮用结合”的原则,因地制宜,尽可能将粉煤灰综合利用,在粉煤灰不能全部利用的情况下,堆存于灰场中。
总之,粉煤灰综合利用是一项复杂的系统工程,涉及到建设单位、设计单位以及其他许多部门和行业的广泛配合和协作,统筹协调,最终做到综合利用。
3 结语
在电力需求增加和环境保护日益重视的今天,对燃煤的火力发电项目进行环境影响评价,具有非常重要的意义。基于燃煤电厂的建设及运行会对区域的环境产生的不利影响,本文从环境影响评价角度出发,总结了燃煤电厂环评阶段需要关注的技术要点,希望能对实际工作产生一定的帮助。
参考文献
[1]环境保护部.中华人民共和国环境影响评价法[S].
[2]HJ/T 13—1996,火电厂建设项目环境影响报告书编制规范[S].
[3]林明.燃煤电厂环境影响评价研究[D].北京:华北电力大学硕士学位论文,2008.
[4]吴阳.燃煤电厂环境影响评价方法研究[D].北京:华北电力大学硕士学位论文,2014.
[5]朱法华.煤电大气污染物超低排放技术集成与建议[J].环境影响评价,2014(5):25-29.
燃煤电厂环境影响评价 篇4
电厂贮灰场区域对地下水环境质量影响评价分析
分析了长治欣隆煤矸石电厂贮灰场区域水资源条件,结合当地松散层地下水和岩溶地下水资源状况,对该区域地下水水质情况进行了评价分析.
作 者：王滨 WANG Bin 作者单位：长治市水资源管理委员会办公室,山西长治,046000刊 名：科技情报开发与经济英文刊名：SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT & ECONOMY年，卷(期)：19(8)分类号：X824关键词：地下水环境质量 水质评价 煤矸石电厂 贮灰场
燃煤电厂环境影响评价 篇5
关键词：火力发电,职业病危害因素,分析
在所有发电方式中, 火力发电是历史最久的, 也是最重要的一种。内蒙古自治区有丰富的煤炭资源, 燃煤发电是实现燃煤就地转化, 实现煤从空中走的主要方式, 也是本区一项重要产业。为更好地从源头控制和预防火力发电厂职业病危害, 保护劳动者健康, 笔者于2012年对某热电厂工作场所职业病危害因素进行了职业卫生现场状况调查和职业病危害因素浓度 (或强度) 检测, 识别和分析其生产过程中产生和存在的主要职业病危害因素及产生的主要环节, 并提出合理可行的控制措施与防护对策, 提高该类企业职业病防治工作的能力。
1 对象与内容
1.1 对象
某燃煤火力发电厂存在输煤系统、锅炉系统、除灰渣系统、化学水系统、脱硫系统、空冷系统、电气部分、供水系统、维修生产系统和辅助生产系统。
1.2 内容
主要评价生产过程中可能产生的主要职业病危害因素及其对劳动者健康的危害程度。
1.3 方法和依据
1.3.1 方法
采用现场职业卫生学调查和职业卫生检测的方法, 对热电厂生产过程产生的业病危害因素及分布进行调查和评价。
1.3.2 评价依据
依据《中华人民共和国职业病防治法》《工业企业设计卫生标准》《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》《工作场所空气有害物质测定方法》《工作场所物理因素测量》《工作场所空气中粉尘测定》《工作场所有害因素职业接触限值》 (化学有害因素和物理因素) 等国家相关的法律法规、标准规范进行评价[1,2,3,4]。
1.4 主要仪器设备
粉尘采样器 (DS-21B) 、双路大气采样仪 (QC-2B) 、2209型声级计、一氧化碳测定仪 (JXC-3820B) 、WBGT指数仪 (LY-09) 、空盒气压表等。
2 结果
2.1 生产工艺流程
2.2 主要职业病危害因素分布
根据燃煤火电厂的生产工艺分析, 其生产过程中存在的主要职业病危害因素为粉尘、噪声、高温及氨、氢氧化钠、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫等。各种生产环节存在的职业病危害因素。见表1。
2.3 检测结果
2.3.1 粉尘检测
结果见表2。
粉尘检测结果表明:本次评价定点检测128个粉尘作业地点, 合格作业点83个, 合格率为64.8%。从上述结果可见, 粉尘短时间接触浓度超标的地点为锅炉系统和除渣系统, 最大超限倍数为75.7和175.7。
2.3.2 有毒物质检测结果见表3。
有毒物质检测结果表明:本次评价对电厂的锅炉车间、化学车间等分别进行了氨、酸、碱、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物5种有毒物质的检测, 氨检测结果和化学车间的硫酸检测结果超标, 其余有毒物质浓度均未超过国家职业卫生标准限值。为保护工人的健康, 用人单位应高度重视, 经常检查设备的密闭性, 杜绝跑冒滴漏, 加强毒物储存及使用空间通风排毒, 并为工人配备个人防护用品, 如防酸碱手套、防护眼罩、防毒口罩等。
燃煤电厂可产生二氧化碳, 其为窒息性气体, 高浓度累积, 作业现场氧分压降低才可危害作业人员, 但本项目锅炉间设有通风系统, 非密闭空间, 一般对作业人员危害较小。
2.3.3 物理因素检测。
结果见表4
噪声检测结果表明:本次检测的330个噪声作业点中, 298个测点的测定结果符合卫生限值的要求, 合格率为90.3%。其中超标作业点32个, 超标原因除设备本身的噪声发射值较高外, 另一个主要原因为接触时间较长, 导致这些工作场所的噪声值超过接触限值的要求。因此, 应调整劳动作息制度, 尽量减少工人在作业现场的停留时间, 并应为工人配备个人防护用品, 如耳塞、耳罩等。
2.4 采取的职业病防护措施
该项目为控制粉尘外逸, 对贮煤场进行半封闭, 防止煤尘飞扬, 并在周围设置绿化带降尘;锅炉烟气采用布袋除尘器除尘;灰库底部设湿式搅拌机;除渣采用湿法除渣方式, 灰渣用密闭汽车运输;事故贮灰场配备洒水车, 同时设专人管理, 避免产生二次扬尘[5]。采取的防毒措施有:锅炉系统工艺中采用循环流化床锅炉掺烧石灰石粉进行炉内脱硫, 大大削减SO2排放量;循环流化床锅炉中燃料分级燃烧, 炉膛燃烧温度为815~900℃, 并设二次送风装置, 提高循环倍率, 降低了NOx的生成量;化学车间中的酸碱库和酸碱泵房应设有排风设备, 对特定岗位应设置防毒面具等防护用品。防噪降温措施有:锅炉运转层露天布置, 紧身封闭;总图布局中, 对主要声源车间的围护结构安装必要的吸声材料或加厚围护结构;生产区、办公区、生活区分开布置, 并设一定的防护距离, 同时在其周围种植树木, 以阻隔和吸收噪声[6]。锅炉各主要排汽门和安全排汽阀加装中、高频消音器;汽轮机、发电机和各类风机等安装必要的消声、隔声装置。对产生振动的设备设置隔振基础, 并在振动较强的工作场所设置隔声操作值班室。但本次检测的电厂已运行多年, 防尘等防护措施需要尽快改进。
3 讨论
燃煤火力发电厂运行时存在的职业病危害因素包括粉尘、物理因素、有毒物质等各种有害因素数十种, 主要有矽尘、煤尘、噪声、高温、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、硫酸、氢氧化钠、氨等。根据劳动学调查, 粉尘、噪声、高温是火力发电厂的主要职业病危害因素。检测过程中发现, 少数劳动者不佩戴防护用品, 多数防尘口罩滤料使用时间过长, 在存有石灰尘、煤尘的工作场所, 企业应严格要求作业人员正确佩戴和使用防尘口罩等个体防护用品。防尘口罩应定期更换滤料, 保证防尘。燃煤装卸、运输、人工出干灰库、干灰外运、出渣是粉尘的关键控制点。出渣、卸灰时接触的是含游离二氧化硅浓度较高的矽尘, 对身体健康危害最为严重, 应采取严格的粉尘控制措施, 存在多点超标, 超标原因主要因为除尘系统除尘效率不够, 输煤、输渣皮带密闭性较差, 地面干式清扫, 二次扬尘。改造除尘系统, 保证除尘设施的正常运行, 除渣系统加强湿式作业, 锅炉系统采取真空矽尘, 地面加强水力清扫, 防止二次扬尘, 督促工人正确使用并及时更换防尘滤膜, 调整劳动制度, 减少接尘时间。加强设备密闭, 喷淋降尘, 加强个体防护。如在干灰库排气口设除尘装置;罐车装车时接口密闭, 防止粉尘溢出;皮带头和皮带尾采用缓冲锁气装置加排风设施, 可起到密闭且缓冲物料落差冲力的作用, 输送皮带加装喷淋除尘设施。输煤皮带廊和锅炉间地面采取湿式清扫。
噪声和高温是火力发电厂突出的职业病危害因素。该电厂已经采取了较为全面的隔声、消声、减振、隔热等综合治理措施, 工人以巡检为主, 巡检工人8 h等效连续A升级符合国家卫生标准, 但巡检时要接触高噪声源, 建议巡检工人加强个人防护, 接触噪声作业工人应适当安排工间休息, 休息时应离开噪声环境以恢复听觉疲劳, 减少接噪时间, 使用符合国家标准的听力保护用品耳塞、耳罩等。该电厂必须加强对可能产生有毒物质的设备和管道密闭性的管理, 避免跑、冒、滴、漏;对可能产生有毒气体的工作场所设置机械排风和应急通风设施, 配备应急防毒面具、防酸碱工作服。健全职业卫生管理制度, 加强职业健康教育和健康监护工作, 预防和控制职业病的发生。同时, 职业病危害各项防护措施能否落实, 能否到位, 关键是建立有效的管理机制, 引起领导重视, 制定相应考评细则, 建立责任事故和差错事故追究制度, 提到与生产、安全同等的地位, 防止跑冒滴漏等泄露发生, 从源头控制职业病危害。
参考文献
[1]中华人民共和国卫生部.GBZ 1-2010工业企业设计卫生标准[S].北京:人民卫生出版社, 2010.
[2]中华人民共和国卫生部.GBZ/T 197-2007建设项目职业病危害控制效果评价技术导则[S].北京:人民卫生出版社, 2010.
[3]中华人民共和国卫生部.GBZ 2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素[S].北京:人民卫生出版社, 2008.
[4]中华人民共和国卫生部.GBZ 2.2-2007工作场所有害因素职业接触限值第2部分:物理因素[S].北京:人民卫生出版社, 2008.
[5]郭支喜, 李秀萍.煤矸石热电厂新建项目职业病危害评价[J].中国卫生工程学, 2008, 7 (5) :276-278.
燃煤电厂环境影响评价 篇6
关键词：火电厂建设,环境影响,评价体系
当前, 大型工程项目建设过程中的环境评价日益重要。部分学者针对大型工程项目建设, 例如水利项目规划、矿产资源开采以及火力发电项目等, 进行了环境影响因素研究, 并针对不同的项目特点提出了对应的指标体系与评价模型。以期尽量减少其对环境造成的负面影响, 提高大型项目的环境相容水平。
1 火电厂项目环境影响评价的重要作用
所谓火电厂建设项目环境影响评价就是指火电厂建设项目规划的过程中, 以已经核准的《环境影响报告书》或者《环境影响报告表》作为基本依据[1], 对火电厂建设项目的环境影响进行评价, 审核其环境可持续性和环境管理可实施性。
因为火电厂建设项目具有投资大、建设周期长、污染大且能耗高的特点, 因此对其开展环境影响评价尤为必要。火电厂建设项目环境评价的重要意义在于:
(1) 客观真实的反映建设项目对环境造成的影响; (2) 对建设项目的可持续性进行评价, 并提出对一个的预测与完善策略; (3) 形成有效的信息反馈, 能够为项目及环境管理提供对应的服务; (4) 通过事后的环境影响实际验证, 能够对环境影响评价模型以及提出的预防措施进行验证, 提高后续项目环境评价指标体系的完整性与合理性。
2 火电厂建设项目环境影响评价指标体系的构建
2.1 大气污染物
主要对SO2、粉尘和NO的实际排放浓度进行检测, 判断其是否达到国家排放标准。在此基础上, 对火电厂建设项目相关环保设施的除尘率、脱硫效率、氮氧化物处理能力进行检查, 确认对应的设施建设方案设计合理[2]。
2.2 水环境影响
火电厂建设项目主要考虑对水源地环境和工程排水等的影响。其中, 工程排水的影响主要是考虑普通排水对区域水环境的影响、灰场对地下渗水系统的影响、工业废水排放影响等。同时, 还应该对工厂废水的处理技术及设备进行分析, 为相关建设方案提供对一个的改进措施, 为后续项目的实际建设提供有效的借鉴。
2.3 噪声污染
火电厂的噪声主要包括运行机械设备噪声、空气动力噪声、电磁噪声以及交通噪声等。在对噪声的影响程度进行衡量时, 主要是将噪声源的实际噪声情况与噪声限值进行对比, 确认其是否处于阈值范围内。同时, 还需要根据具体项目对其中的主要噪声设计针对性的降噪措施。
2.4 水土保持
衡量火电厂建设项目是否基于环境水土保持基本方案完成相关水土保持设施的建设, 主要关注建设周期内伙子项目投产后的水土流失情况, 是否达到水土保持相关法律的标准要求。在具体的评价过程中, 主要对水土保持工程建设的完工情况、扰动土的整治率、水土流失治理程度、林草覆盖率以及水土保持投资比例等来进行综合衡量。
2.5 对生态环境的影响
结合火电厂建设项目的实际占地情况, 对项目建设过程中是否占用耕地、是否对生态环境形成负面影响以及电厂投产运行之后是否导致当地环境发生明显变化等方面进行相关考察、衡量。
3 基于特征向量法的电厂建设项目环境影响评价模型
3.1 各指标权重的确定
在上文所述的各个指标要素中, 每个要素在项目的环境影响的综合评价过程中所发挥的作用都是不同的, 这需要使用指标权重来对之进行衡量。本文基于特征向量法来确定对应指标要素的权重。
3.1.1 判断矩阵A
使用判断矩阵对各个评价指标之间的权重进行对比, 矩阵元素中的aij是指标相对重要性的评价, 即
3.1.2 评价指标重要程度的确定
为了确定各个指标的相对重要程度, 需要计算判断矩阵A的特征向量N。之后通过归一化处理, 从而获得对应指标的相对重要程度。
3.2 指标的一致性判断
在对系统指标要素进行判断的过程中, 因为所使用的判断知识来自于专家的隐性知识。因此不能够对aij进行精确计算。这时, 可以对各个指标的相容性以及误差进行分析。
当矩阵A完全相容时, 则其具有最大的特征根λmax=n;而当矩阵A不相容时, 则λma>n。因此, 在实际的评价过程中可以使用λma与n的差值作为其偏离相容程度的评价指标。在评价过程中, 使用相容性指标C.I.:
其中, 为对应指标的最大特征根, 可以使用式 (4) 进行计算:
其中, [AC]为对应的指标分量, Ni为特征向量分量。
4 结语
火电建设项目环境影响评价工作是一项系统性极强的工作, 在评审之前必须结合具体的工程项目选择合理的环境评价指标, 构建完善的环境影响评价体系, 采用合理的环境评价模型, 才能得到准确的环境评价结果, 为工程项目建设提供可靠依据。
参考文献
[1]王三平, 王浩宇, 韩震, 等.火电厂地下水环境影响评价技术方法探讨[J].环境与可持续发展, 2013, 38 (6) .
燃煤电厂环境影响评价 篇7
我国是以煤为主的能源消费结构,燃煤发电在能源结构中所占比例相当突出。燃煤电厂降低碳排放量的技术主要有整合煤气化联合循环技术(IGCC)、碳捕获封存技术等,而碳捕获封存(CCS)技术被认为是应对全球气候变化最重要的技术之一。中国通过节能减排和发展可再生能源所可能带来的二氧化碳减排潜力,将在2030年前后被发掘殆尽,届时运用CCS技术实现碳减排目标将成为最受追捧的技术。
在碳交易机制下燃煤电厂因碳排放总量超过政府设定的碳排放上限额外增加环境成本负担,特别碳排放价格上升直接增加燃煤电厂的发电成本,因此燃煤电厂必须降低碳排放量,减少环境成本。传统的现金流贴现,即净现值法适合确定的、投资可逆转性的项目投资决策评价。碳捕获封存技术投资具有很高的不可逆转性、不确定性和可持续发展特性,特别政府气候管制政策、燃煤技术应用或扩散会引起碳排放价格剧烈波动,这些因素给碳捕获封存技术项目投资评价增加潜在的机会成本和风险,必须引入一种新的评价方法,即实物期权法。碳排放价格和碳捕获技术的不确定直接决定燃煤电厂进行碳捕获封存项目投资价值,政府气候管制政策、技术进步或扩散直接影响燃煤电厂实施碳捕获封存项目投资的潜在风险和期权价值,亟需一种准确有效的方法评价碳捕获封存的投资决策评价。
1 不确定性因素
1.1 碳捕获封存技术
碳捕获与封存技术是指在煤燃烧的过程中,通过一定的化学反应将二氧化碳捕捉下来,使之不排放到大气中,再经过压缩、运输,将其封存在枯竭的油田和天然气领域或者其他安全的地下场所[1]。目前CCS技术主要有三种二氧化碳捕获工艺,即后燃烧捕获、预燃烧捕获和含氧燃料燃烧捕获工艺[2]。燃煤电厂实施CCS技术一般是通过两大手段,一是对于现有电站进行改造加装捕获二氧化碳的装置,如后燃烧捕获,第二类是建立更为清洁的整体煤气化联合循环发电系统并安装CCS装置。由于碳捕获封存技术尚处在研发、示范和应用初级阶段,技术发育还不成熟直接导致碳捕获封存的能耗高、成本偏高。根据传统净现值法分析碳捕获封存技术项目的现金流为负值,很多燃煤电厂放弃或延迟碳捕获封存技术项目投资。虽然碳捕获技术尚处在研发应用的示范阶段,碳捕获封存成本与开发新型可再生资源的成本相比没有竞争优势,但碳捕获封存技术具有学习效应,随着技术应用成熟和推广使用,碳捕获成本将会大幅度降低,因此碳捕获封存技术具有较大的技术不确定。
1.2 碳排放价格
中国是世界上碳排放量最大的国家之一,中国政府在碳减排方面面临着较大的国际政治压力,若中国启动碳排放交易机制后,火电厂因燃烧煤释放出大量的CO2增加环境成本。Benz和Truck分析从2005年8月27号至2005年12月30号期间欧盟碳交易价格存在很大的不确定性,碳交易价格剧烈波动归因于碳交易市场不成熟及政府管制政策不稳定性、买卖双方对碳排放量供求变化等各种因素[2]。Benz and Truck指出碳排放交易与股票交易有重要的差异,一般地说股票价值取决于公司预期利润有紧密关系,而碳排放价格主要取决于碳交易市场中碳排放权供求总量所引发的预期碳排放量缺乏程度[3]。碳排放稀缺性容易受到政府气候管制政策变化、碳减排技术进步与扩散、燃料使用效率等因素诱发碳排放价格剧烈波动。政府执行碳减排管制政策严厉程度及设定碳排放上限高低直接影响碳排放买卖双方对碳排放供求总量的预期变化,诱发碳排放价格变化[4]。煤炭、石油、天然气等化石燃料供求紧张,燃料价格急剧上升,火电厂因发电成本上升而寻找替代能源,碳排放需求方直接减少碳排放需求总量。国内生产总值增加,国家整体经济形势好于预期,电力需求量大幅上升,直接导致火电厂增加化石燃料的需求,引发碳排放总量上升,碳排放需求方增加碳排放量的需求,诱发碳排放价格上升。
2 复合实物期权
目前燃煤电厂释放出大量二氧化碳,若政府启动碳排放交易机制后,燃煤电厂的碳排放量超过政府设定的上限,企业决策者在购买碳排放量还是运用碳减排技术实现碳减排目标选择中做出最优选择。实物期权是运用金融期权理论分析实物性资产或物理性资产,是处理一些具有不确定非金融资产的一种投资决策评价工具。实物期权方法适用不确定的环境下投资决策评价,它的本质在于灵活性,即政府政策、燃煤价格及碳排放价格处在不确定的环境下,燃煤企业的决策者拥有多种选择的权利。
复合实物期权是在时间和空间具有一定的结构特征或复合关系,在价值上相互作用、动态影响的,只能被同时定价才能确知其价值的多个实物期权或实物期权的组合[5]。复合实物期权的相互关系有两层含义:一是指多个实物期权在时间、空间上的复合关系、结构特征;二是指多个实物期权在价值上的作用与影响。碳捕获封存技术实际上是燃煤电厂的一项基本性实物资产,由于气候管制政策、燃料价格、碳排放价格、技术应用等各种因素存在很大的不确定性,碳捕获封存技术的投资决策具有巨大的潜在市场风险和期权价值。碳捕获封存技术可以分为两个阶段:示范阶段和商业化阶段。在示范工程阶段,因碳捕获率较低,随着碳捕获量增加,固定投资有一定比例增加,碳捕获封存变动成本与碳捕获量成正比,但固定资产投资和碳捕获装置使用寿命尚处在很大的不确定性。商业化阶段,随着燃煤电厂逐步掌握核心的碳捕获封存技术,碳捕获封存技术运用逐渐走向成熟,碳捕获率大幅度提升,碳捕获成本持续不断地下降,燃煤电厂未来获得持续增长的期权价值。因此碳捕获封存技术是一项复合实物期权式的项目投资,未来商业化阶段内碳捕获封存技术的投资价值是首期示范阶段内项目投资预期收益的期权价值。
3 碳捕获封存技术投资评价
Fortin,Fuss,Hlouskova运用实物期权理论评价在燃煤、生物质及风能等发电技术不确定的环境下技术投资组合优化决策,揭示发电企业根据气候管制政策变化灵活选择使用化石燃料、生物质及可再生资源等多种燃料发电,并使用CVAR测量选择不同燃料组合发电风险的相关性[6]。Sekar运用实物资产的市场价值期权方法评价在碳排放价格不确定的环境下粉碎煤发电技术和整体煤气化联合循环发电技术的电厂实施碳捕获的投资价值,分析不同发电技术下实施碳捕获的可行性[7]。Sekara和Parsons研究在美国碳排放管制政策不确定的环境下,运用典型案例对燃煤电厂使用粉碎煤和整体煤气化联合循环两种发电技术的进行实证分析,若政府没有实施碳排放管制情况下,燃煤电厂运用粉碎煤发电技术的发电成本较廉价,在碳排放管制政策下燃煤电厂运用整体煤气化联合循环发电技术实施碳捕获成本较便宜[8]。Abadie和Chamorro根据煤和天然气价格相对变化,电厂决策者从整体煤气化联合循环(IGCC)技术灵活转换为天然气联合循环(NGCC)技术发电,分析不同技术状态的转换成本,通过蒙特卡洛方法模拟仿真分析延迟IGCC投资的复合实物期权价值[9]。Szolgayova,Fuss,Obersteiner运用实物期权理论评价碳排放管制政策变化影响电力企业的利润、投资策略及碳排放总量,碳排放价格剧烈波动损害电力企业的利润和危及能源安全,碳排放价格增加且频繁波动直接促使火电厂增加碳捕获封存项目的投资[10]。由于二氧化碳捕获有三种工艺,即后燃烧捕获、预燃烧捕获和含氧燃烧捕获工艺,本文便于分析,以后燃烧捕获工艺作为碳捕获投资价值分析对象,即现有燃煤电厂安装一个碳捕获封存装置,以实现碳减排目标。
3.1 基本假设
假设qe,qh,qf分别为燃煤电厂的年发电量、年产热量及年耗煤量,pe,ph,pf分别为电力价格、热量价格及煤炭价格,燃煤企业年固定成本为OM。燃料煤炭价格是随机波动的,煤炭价格波动服从布朗运动过程,则有
dp
这里μf,σf分别为煤炭价格波动的漂移率及波动率,dzf代表煤炭价格的标准Wiener过程[10]。
若政府设定的碳排放总量上限为
dp
此处p
碳排放价格越高,燃煤电厂因购买大量碳排放量额外支付环境成本越多,这直接影响燃煤电厂的经济利润。由于煤炭和碳排放的价格是随机波动,燃煤电厂创造收益服从随机过程:
dV=rVdt+σvVdzv (4)
此处燃煤电厂决策者属于风险中性,且不存在套利行为,dzv代表燃煤电厂创造价值的标准Wiener过程,是价值现金流V的扰动因子,r,σv代表燃煤电厂创造净收益的期望收益率及波动率。
3.2 碳捕获封存的投资评价
碳捕获封存技术项目投资分为两个阶段:示范工程(T1)和商业化阶段(T2)。本文采用复合实物期权方法分析碳捕获封存技术项目的投资价值,现假设碳捕获封存技术的示范和商业化阶段内燃煤电厂创造收益是随时间连续的随机游走过程,可以看成是一个复合实物期权,其总期权价值是示范和商业化阶段内创造期权价值的投资组合。
3.2.1 碳捕获封存示范阶段。
示范阶段内燃煤电厂安装碳捕获封存装置,因碳捕获封存成本相当昂贵,且技术风险较大,碳捕获率非常低,碳捕获装置使用寿命和碳捕获封存成本都存在很大的不确定性。设安装碳捕获装置后碳捕获率为ρ0,碳捕获封存成本为w(此处包括碳捕获变动成本、储存成本及运输成本等相关成本),且w是随机波动的,在周期T1内碳捕获封存成本服从布朗运动。
dwt=μwwtdt+σwwtdzw (5)
μw,σw为碳捕获封存成本的漂移率和波动率,dzw为碳捕获封存成本的标准Wiener过程,此时燃煤电厂所创造价值为
示范阶段内,燃煤电厂进行碳捕获封存项目投资可以看成是一个时间连续的欧式看涨期权,K1为安装碳捕获封存项目的初始投资额,若不考虑投资过程中的价值损失,根据Willner(1995)无套利组合分析,则燃煤电厂安装碳捕获封存装置后创造的期权价值[10][12]:
V2(t)=V1N(d1)-K1N(d2)e-rT1 (7)
V2代表燃煤电厂安装碳捕获封存装置后创造的收益现值,r为无风险利率,N(.)为累积标准正态分布函数。
3.2.2 碳捕获封存商业化阶段。
商业化阶段内,燃煤电厂重新改进碳捕获封存装置,其项目的改进投资额为K2,碳捕获封存成本随技术应用成熟和技术进步,单位碳捕获封存成本降低至ξw,碳捕获率提高至ρ,碳捕获封存成本服从布朗运动。
dw=ξμwwdt+σwξwdz (10)
商业化阶段内,即从T1至T1+T2内改进碳捕获封存装置后燃煤电厂所创造的收益为
由于碳捕获封存技术应用熟练,碳捕获率较高,燃煤电厂捕获大部分碳排放量,实际碳排放量低于政府设定的碳排放量上限,剩余碳排放量可以到碳交易市场出售以获得碳排放转让收益,即燃煤电厂的环境成本由负值变为正值。因煤炭价格、碳排放价格及碳捕获封存成本是呈现随机状态,燃煤电厂改进碳捕获封存项目后创造的期权价值为:
M2(t)=M1N(d31)-K2N(d4)e-rT2 (12)
此处N(.)为商业化阶段内累积标准正态分布函数。
3.2.3 碳捕获封存项目投资的复合实物期权价值。
燃煤电厂实施碳捕获封存项目投资可以认为是一个复合实物期权,由示范阶段内创造的期权价值和商业化阶段内创造的期权价值的投资组合,则燃煤电厂实施碳捕获封存项目投资所创造的总期权价值[12,13]:
G=V2+e-rT1M2=V1N(d1)-K1N(d2)e-rT1+e-rT1[M1N(d3)-K2N(d4)e-rT2] (15)
4 总结
政府实施碳排放管制政策后,燃煤电厂因燃烧化石燃料煤释放出大量的二氧化碳,远超过政府设定的碳排放量上限,燃煤电厂额外增加环境成本。为了实现碳减排目标,燃煤电厂实施碳捕获封存项目投资进行有效地评价,但火电价格、煤炭价格、碳排放价格、碳捕获封存技术及其成本等各种因素都存在不确定性,电厂决策者缺乏一种有效地评价碳捕获封存技术的潜在投资价值的方法。燃煤电厂实施碳捕获封存项目投资可以看成是一个复合实物期权,其总期权价值由示范和商业化阶段内所创造的期权价值的投资组合。本文尝试使用复合实物期权理论评价碳捕获封存技术的多随机变量的投资决策,从理论上假定煤炭价格、碳排放价格及碳捕获封存成本为随机变量,分析碳捕获封存两阶段的复合实物期权价值,评价碳捕获封存技术投资决策的可行性和合理性。复合实物期权价值的可变性来于碳排放价格、碳捕获封存技术、碳捕获率及碳捕获封存成本的不确定性所创造的潜在价值。在碳排放管制政策下,燃煤电厂的环境成本随碳排放价格和碳捕获封存成本的增加而增加,环境成本随碳捕获封存技术应用熟练程度和碳捕获率提高而下降。燃煤电厂进行碳捕获封存技术项目投资的复合实物期权价值随示范和商业化阶段内燃煤电厂创造的期权价值增加而增加,随环境成本下降而增加。