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《浙江大学》 2015年
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燃煤电厂多污染物排放清单及不确定性研究

孙洋洋  
【摘要】:我国能源消费以煤炭为主,其中燃煤电厂消费的煤炭约占煤炭消费总量的50%。燃煤电厂是我国重要的大气污染物排放行业之一,其引发的区域雾霾和酸雨问题引起了广泛关注。针对燃煤电厂开展污染物排放及对环境的影响研究,对我国大气污染物控制、能源结构调整和社会稳定发展具有重要意义。本文采用“基于单位机组”的排放清单编制方法,通过对单位机组排放特性的研究,建立了2011年我国燃煤电厂的SO2、NOx、PM和PM2.5排放清单,并对燃煤电厂上述各类污染物的不同排放情景进行了分析。主要内容如下: (1)采用文献综合和资料调研的方法,建立了“基于燃煤机组”的活动水平数据库;同时在实测数据的基础上,建立了2011年排放水平下的污染物排放因子数据库,清单的结果分析显示,2011年我国6MW以上燃煤电厂共计排放SO2、NOx、PM和PM2.5分别为7252kt,8067kt,1433kt和622kt;300MW以上燃煤机组消费了75%的煤炭,排放的SO2、NOx、PM和PM2.5分别占行业排放总量的46%、58%、55%和63.2%。与2005年相比,2011年燃煤电厂污染物总体呈现下降趋势,其中SO2、PM和PM2.5排放量分别降低了58%、28%和10%,NOx排放量增长了21%。需要指出的是,2011年我国燃煤电厂消费煤炭1804Mt,较2005年增加71%。SO2降低幅度较大,这是由于我国燃煤机组基本普及了脱硫设施;NOx排放总量呈增长趋势,这是2011年我国脱硝设施的安装比例仍不高所致。 (2)采用Monte Carlo方法分析了清单“基于单位机组”的不确定性,结果显示2011年我国燃煤电厂SO2、NOx、PM和PM2.5的不确定性(95%置信区间)分别为-10.1%~+5.4%,-2.1%~+4.6%,-5.7%~+6.9%和-4.3%~+6.5%。同时,采用Monte Carlo法分析了清单“基于机组分类”的不确定性,结果显示:燃煤电厂SO2、NOx、PM和PM2.5的不确定性分别为-26.8%~+27.6%,-16.8%~+34.1%,-68.1%~+141.4%和-68.6%~+147.6%。“基于机组分类”的方法忽略了每个机组之间的排放差异,其不确定性偏高。对比两种方法,可以发现“基于燃煤机组”的方法可以降低清单的不确定性。“基于机组分类”的方法则与分类方法有很大的关系,对分省的研究发现详细的机组分类可以降低清单的不确定性。 (3)通过电力弹性系数法预测了我国未来燃煤电厂发电和煤耗趋势,主要通过设置基准、适中、加严三种情景对污染物排放进行预测,其中适中情景是未来燃煤电厂减排情况的最佳预测。分析发现:基准情景下各污染物上升趋势明显;适中情景中,新标准达标下的减排效果显著,到2017年SO2、NOx和PM的排放量分别为3116kt、3068kt、594kt,较2011年分别减排57%、62%和59%;到2030年SO2、NOx和PM的排放量分别为797kt、1138kt和114kt,较2011年分别减排89%、86%和92%。加严情景着重考虑了小机组的达标,到2017年SO2、NOx和PM的排放量分别为2552kt、2090kt和486kt;到2030年SO2、NOx和PM的排放量分别为517kt、690kt和91kt,较2011年分别减排92.9%、91.4%和93.6%。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X773

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