秸稈發電的環境價值分析

摘要：秸稈資源是清潔能源。對秸稈發電的環境影響進行了評價，相對于煤電評估了秸稈發電的減排污染物的環境價值。通過秸稈發電環境價值評價，認為秸稈發電具有減排污染物0.064416元/kWh的環境價值，發展秸稈發電有顯著的環境效益和經濟效益。

關鍵詞：秸稈發電；環境價值；貨幣化

中圖分類號：F205 文獻標志碼：Ａ文章編號：１６７３－２９１Ｘ（２０11）11－０032－02

隨著社會經濟的發展，環境和能源問題日益嚴重。火力發電排放大量的污染物，對環境造成了十分嚴重的危害，為了降低污染物的排放，必須加快尋找替代能源的步伐。而秸稈發電作為一種高度清潔的能源技術，比火力發電具有更高的環境價值。所謂污染物的環境價值，是指減排單位量的污染物所避免“污染經濟損失”的價值量。國際上廣泛采用環境成本對環境價值進行量化。目前國際上評估環境成本的主要方法有三種：第一，以污染物造成損害的價值作為計量基礎；第二，以污染后果的清除與損壞賠償補救成本作為計量基礎；第三，以預防污染發生的成本作為計量基礎。

由于污染物造成損害的價值和污染后果的清除與損壞賠償補救成本都是難以估算的，因此在我國現有排污收費標準和美國環境價值標準的基礎上，以預防污染發生的代價作為環境成本，對風力發電的環境價值以及風電和火電經濟性展開分析研究。

一、燃煤污染物排放

一般來說，火力發電的污染物主要有SO2、NOx、C02、CO、粉煤灰、爐渣和TSP（懸浮顆粒物）等。

SO2是常規煤電的首要污染物。影響燃煤SO2排放量的主要因素是煤中的含硫量，其次是燃燒過程中煙氣硫的轉化率。煤電廠SO2排放量計算公式為：

GSO2＝B·Sy·Kso2·λso2·（1-η）（1）

式中：GSO2為SO2的排放量；B為耗煤量；Sy為燃煤應用基含硫率；Kso2為燃煤硫向煙氣硫的轉化率；λso2為S02與S的摩爾質量比，約為2；η為脫硫效率。若取煤炭含硫質量分數Sy為1％，燃煤硫平均轉化質量分數為0.9，脫硫效率取為零，即按照沒有安裝脫硫設備計算，則燃煤電廠的S02排放率為18kg/t。

對于燃煤發電的第二大污染物NOx使用Kenokazaki等學者采用的多變量回歸方法，求得NOx的環境排放率為8kg/t。

而對于溫室氣體CO2的排放質量計算為：

GCO2＝B·Q·E·KCO2·λCO2（2）

其中，GCO2為C02的排放質量；B為耗煤質量；Q為煤炭的發熱量，MJ/kg；E為單位熱值下潛在的碳排放量，kg/MJ；KCO2為燃料中碳被氧化的質量分數；λCO2為C02與C的物質的量之比，約為3.667。根據中國煤炭實測平均數值，煤炭的單位熱值Q為21.2MJ/kg；碳的潛在排放量E為24.74kg/MJ；碳的氧化質量分數KCO2為0.9，由以上數據計算得到C02排放率為1731kg/t。

而對于CO、粉煤灰、爐渣和TSP（懸浮顆粒物）的排放率分別取為0.26，110.00，30.00，0.40kg/t。

綜上所述，燃煤火電廠污染物排放率如表1所示。

二、秸稈發電環境影響評價

對于一座裝機容量為500MW的火電廠，如果年發電為6 000h，則年發電量約為3×1010kWh。取煤耗0.32kg/kWh，則年耗煤量約為9.6×105噸。根據表1進行計算可得，該火電廠年排放SO2為17 280噸，NOx為7 680噸，CO2為166萬噸，CO為250噸，TSP為384噸，粉煤灰為105 600噸，爐渣為28 800噸。如不進行有效控制，排放的污染物將對環境造成嚴重危害。

三、污染物環境價值標準

眾所周知，環境價值是對環境效益的貨幣化，而評估其環境價值，首先要評估污染物減排的環境價值標準。

對于S02的環境價值，通過石灰石－石膏濕法脫硫的治理成本間接獲得。我國三家火力發電廠，沙角發電A廠、北京第一熱電廠和浙江半山電廠的脫硫成本分別為5 813元/噸、5 950元/噸和6 394元/噸。其中，浙江半山電廠的脫硫效率達到了98％，高于其他兩座電廠的95％。國內相關文獻一般取S02環境價值為6 000元/噸，但是6 000元/噸接近S02的邊際治理成本。隨著人們對環境的日益關注，繼續以6 000元/噸做為S02的環境價值是不合適的，所以取脫硫效率較高的脫硫成本6 400元/噸作為S02的環境價值。

N0x的環境價值高達8 000元/噸，原因在于NOx是造成光化學煙霧的主要因素，而且它產生的溫室效應大約是C02的200—300倍。CO環境價值取為1 000元/噸。對于C02的環境價值，雖然在總量排污收費標準中沒有此收費項，但由于CO2對全球氣候變暖造成的影響，以及其在火電廠污染物排放中占據的極大份額，因此有理由對它的環境價值進行評估。盡管國際上以20美元/噸作為碳排放的環境價值，但這一價格相對于中國來說顯然太高。所以，在這里引入美國環境價值標準，由于這個標準體系提供了各項污染物之間的環境價值比，故可以通過其他污染物的環境價值來推算出C02的環境價值。美國環境價值標準中SO2和C02的環境價值分別為1.938、0.024美元/千克，其比值為80.75：1.00時，我國SO2環境價值為6 400元/噸，則可以計算得到C02的環境價值為80元/噸；當采用NOx與C02的環境價值比348.80：1.00時，推算得C02的環境價值為23元/噸；當采用CO與C02的環境價值比34.88：1.00，推算得CO2的環境價值為29元/噸。雖然有很多文獻采用最低的23元/噸作為CO2在中國的環境價值，但是隨著社會對環境關注程度的提高，繼續采取最低標準顯然是不太合適的，因此采用三項估算值的平均值44元/噸來作為C02的環境價值。

對于TSP（懸浮顆粒物）、粉煤灰和爐渣，即使在實現了資源化利用之后，仍然有4O％左右的不可利用率。參考我國總量排污收費標準中固體廢物及危險廢物排污費征收標準細則，TSP排污費為550元/噸，粉煤灰排污費為30元/噸，爐渣排污費為25元/噸。然而據有關專家估計，中國每年由于環境污染和環境資源的破壞所造成的損失至少為2 000億元，約占同期GDP的2.5%；按照現有的排污費標準測算，每年收取的排污費僅500億元，僅占環境損失的25％。也就是說，排污收費對污染損失的補償度只有25％。因而，以4倍排污費的價格來確定TSP、灰和渣的環境價值，分別為2 200元/噸、120元/噸、100元/噸。

由此，總結得到關于火力發電污染物環境價值標準見表2。

四、秸稈發電的環境價值分析

評估秸稈發電的環境價值是相對火力發電而言的，以秸稈發電3×1010千瓦時作為計算對象（相當于煤耗0.32千克/千瓦時裝機容量為500MW的火電廠年發電量），結合表2計算得到秸稈發電對火力發電的環境效益如表3所示，通過各種污染物的年排放量和環境價值標準，計算得到S02、N0x、CO2的環境價值分別為0.028 224、0.015 768、0.015 708元/千瓦時，三者占所有污染物環境價值的絕大部分。秸稈發電的總環境價值為0.064 416元/千瓦時。

根據國家“十一五”規劃，到2010年秸稈發電累計裝機容量達4 000MW，按照上面計算，全國秸稈發電的環境價值為：SO2減排效益為11 289.6萬元，NOx減排效益為6 307.2萬元，CO2減排效益為6 283.2萬元，加上其他，累計減排污染物的環境效益為25 766.4萬元，環境效益顯著。

整個秸稈發電的環境價值構成當中，SO2減排效益最為顯著，其次NOx和CO2。秸稈發電污染物排放很少，與煤電相比，具有減排污染物0.064 416元/kWh的環境價值。目前，我國秸稈發電帶來了豐厚的環境效益和經濟效益，發展秸稈發電有十分重大的意義。

參考文獻：

[1] 魏學好，周浩．中國火力發電行業減排污染物的環境價值標準估算[J]．環境科學研究，2003，16（1）：53．

[2] 丁淑英，張清字．電力生產環境成本計算方法的研究[J]．熱力發電，2007，36（2）：1．

[3] 吳宗香，陳文穎．以煤為主多元化的清潔能源戰略[M]．北京：清華大學出版社，2001．

[4] 陳雷，邢作霞，李楠．風力發電的環境價值[J]．可再生能源，2005，123（5）：47．

[5] 劉季江，蔣蘇紅，顧煜炯．燃煤電力環境成本的分析與計算[J]．電力經濟技術，2005，17（6）：60．

[6] 劉殿海，楊勇平，楊昆，等．計及環境成本的火力機組供電成本研究[J]．中國電力，2005，38（9）：24．

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文