水利部火电行业节水现状政策标准及潜力分析

火电行业节水现状、政策标准及潜力分析中电联行业发展与环境资源部潘荔2017年11月主要内容1电力节能环保基本情况2火电节水现状3火电节水政策标准4火电节水潜力分析电力消费2016年全社会用电6.0万亿千瓦时，发电装机16.5亿千瓦2016年人均装机、人均用电量分别达到1.2千瓦、4321千瓦时，约为世界平均水平的1.4倍装机结构2000年以来，不同发电类型装机容量比重变化情况。火电装机由最高时77.57%，降到64.3%2016年火电占比64.3%，水电、风电、太阳能等非化石能源和核电占比35.7%发电量2000年以来，不同发电类型发电量比重变化情况。火电发电量最高时83.34%，降到71.8%2016年，火电发电量占71.8%，非化石能源占28.2%，比2010年提高9.35个百分点资源禀赋2016年世界一次能源消费中煤炭占比28.1%，凸显煤炭在中国能源消费中的主体地位2016年中国与世界一次能源消费结构情况发电结构国际比较不同国家的发电量结构中国呈现出明显的煤电为主的特点，在非化石能源发电中常规水电比重高，气电、核电比重小火电结构30万千瓦及以上火电机组比例由1995年的27.8%增长至2016年的79.1%，提高了51.3个百分点不同等级火电机组占火电装机容量比重淘汰落后产能“十一五”以来，累计关停小火电机组达到1.1亿千瓦，投产百万千瓦等级机组96台。中国燃煤电厂加权平均运行年限是11.26年，美国平均运行年限约为38年淘汰小火电机组政策要求及实际完成情况煤耗煤耗持续下降2016年，火电供电煤耗312克/千瓦时，比1978年下降了159克/千瓦时；相当于发电效率提高了13.3个百分点煤耗的持续下降为节水工作的开展奠定了良好的基础污染治理全覆盖中国燃煤电厂实现了全过程（从设计、施工、投运到关停）、全方位（供电煤耗、排放浓度、总量控制、监管、统计等）、全要素（气、水、声、渣等）的清洁化发展燃煤电厂环境保护措施示意图大气污染物排放量快速下降1979~2016年，火电发电量增长17.5倍，烟尘排放量比峰值600万吨下降了94%，二氧化硫排放量比峰值1350万吨下降了87%，氮氧化物排放量比峰值1000万吨左右下降了85%1979~2016年火电发电量与电力大气污染物排放情况国际比较美国是全球第二大煤电国家，与美国比较，中国2015年环保设施配置率明显高于美国2015年中美电力环保设施配置情况国际比较中国2015年燃煤发电量是美国的2.4倍，火电发电量是美国的1.5倍，烟尘、二氧化硫、氮氧化物三项污染物年排放总量与美国基本持平，美国为437万吨，中国为420万吨中美电力二氧化硫排放中美电力氮氧化物排放中美电力烟尘(颗粒物)排放主要内容1电力节能环保基本情况2火电节水现状3火电节水政策标准4火电节水潜力分析电力发展与水资源水资源已成为电力发展的核心制约因素之一，提高电力行业尤其是火电厂的节用水工作，对于全国实现水资源管理目标具有现实而重大的意义西北地区普遍缺水水在发电厂的作用水在火力发电的过程中，担负着传递能量、冷却及清洁的重要作用火电厂给水与排水火电厂给水系统火电厂排水系统一般由循环冷却排污水、脱硫废水、含油废水、含煤废水、排泥废水、除灰废水、其他工业废水和生活污水等构成。其中，循环冷却排污水排水量较大，占整个火电厂废水的80％左右1.水源处理系统2.锅炉补给水系统3.冷却水系统4.辅机工业冷却水5.除灰渣系统6.脱硫工艺水系统7.热力系统8.输煤系统9.油系统用水10.其他用水冷却水系统冷却形式分为直流冷却（取水量大、耗水少）循环冷却（取水量适中、耗水相对较大）空气冷却（分直接空冷和间接空冷，用水量小、耗水量小）循环冷却间接空冷直接空冷循环冷却机组：取水3842m3，冷却塔蒸发+风吹2988m3（占78%），脱硫300m3（占8%）直流冷却机组：取水517m3，脱硫耗水300m3（占58%）工艺水系统工艺水系统工艺用水主要包括空调冷却水、湿法脱硫用水、煤场及输煤系统用水、湿式除尘系统用水等湿法脱硫系统已成为除冷却水系统的第二大用水大户，大部分随烟气蒸发脱硫系统用水量（单位：立方米/时）2×125MW2×200MW2×300MW2×600MW2×1000MW有GGH35~4050~6070~80130~170180~230无GGH50~5580~90100~110180~230250~32030~4050~6070~8090~100湿法干法（以烟气循环硫化床为例）耗水量统计数据脱硫工艺工艺水系统工艺水系统——除灰渣系统湿式除灰水的用量约占工艺用水量的50%，冲灰水量较大，一般情况下有200~400立方米/时，甚至更多湿除灰改干灰系统，用水大幅下降除灰渣系统用水量（单位：立方米/时）2×125MW2×200MW2×300MW2×600MW2×1000MW湿式8~2010~2515~3020~3520~45干式3~84~104~105~128~158~2010~2212~3015~3518~4050~8060~10080~130120~170150~2605~108~158~1510~1810~20干灰场喷洒水量除渣干式除灰耗水量统计数据除灰渣工艺除灰空压机冷却水工艺水系统工艺水系统——输煤系统输煤系统用水主要是煤场喷淋用水及输煤系统保洁用水，一般情况下使用工业水或工业废水作为其水源。经过输煤系统使用后一部分被消耗，另一部分被收集到含煤废水采用了系统处理输煤系统用水量（单位：立方米/时）2×125MW2×200MW2×300MW2×600MW2×1000MW输煤系统冲洗水量6~128~158~1510~1810~20输煤系统喷洒水量4~84~84~105~105~10输煤系统除尘水量4~85~106~126~128~15补给水量10~2012~2215~2516~3018~35输煤系统用水量统计数据工艺水系统工艺水系统——锅炉补给水系统主要用于水汽循环系统（即锅炉内热力循环系统）中吸收燃料燃烧的化学能并转化为蒸汽，以推动汽轮机做功锅炉补充水的补水率按设计规范应控制在锅炉蒸发量的2%以下，一般火电机组均能够达到此指标要求。但也有个别电厂的全厂平均补水率达到5%，极个别电厂高达8%以上锅炉补给水处理系统用水量（单位：立方米/时）2×125MW2×200MW2×300MW2×600MW2×1000MW锅炉补给水处理系统40~8060~10070~14080~160100~220项目用水量统计数据火电行业用水现状火电用水量在2013年达到顶峰（约580亿立方米），占工业用水比重为41.2%2015年，火电用水量480.5亿立方米，占工业的40.4%耗水量排放逐年减少2000~2016年火电发电量增长2.9倍，火电耗水量增长24%火电单位发电水耗由2000年的4.1千克/千瓦时降至2016的年1.3千克/千瓦时，降幅达到68%2000~2016年火电行业耗水量变化情况2000~2016年火电行业耗水强度变化情况耗水强度标准比较调查样本：约5.4亿千瓦机组，占全国煤电装机的65%单位发电耗水强度：循环冷却小机组水耗高于取水定额废水排放逐年减少2016年废水排放量约3亿吨，比2005年峰值20亿吨下降85%废水排放绩效由2000年的1.38千克/千瓦时降至2016年的0.06千克/千瓦时，降低95.7%2000~2016年火电行业废水排放量变化2000~2016年火电行业废水排放绩效变化国内外比较2016年IEA发布《WaterEnergyNexus》，部分结论如下：取水(亿立方米)取水占比耗水(亿立方米)耗水占比发电350088%17036%化石燃料230058%13028%核电112028%408%可再生能源902%101%一次能源生产47012%30064%煤炭1103%10022%原油802%6013%天然气200%103%生物质2607%12025%合计3980100%480100%2014年世界能源行业取水与耗水情况火电节水技术管理水平节水意识不断增强，用水管理水平大幅度提高水平衡试验已基本普及从治理跑冒滴漏提升至全厂水优化及废水综合利用节水指标大幅度提升节水技术达到世界先进水平水处理技术与世界同步，新技术具有广阔应用空间用水优化设计、循环水高浓缩倍率水处理技术、超滤反渗透技术广泛应用高盐浓缩性废水处理等方面走在世界前列实现了节水全过程管理从设计、施工安装、调试到生产各个环节，都有对应的节水、限制废水排放的措施存在重规划设计、轻施工安装、忽视运维管理的现象主要内容1电力节能环保基本情况2火电节水现状3火电节水政策标准4火电节水潜力分析水资源相关法律及其制度用水总量控制制度用水效率控制制度水功能区限制纳污制度资源管理责任和考核制度水资源收费制度水法水土保持法环境保护法水污染防治法环境影响评价法水资源保护国家层面《中国人民共和国水法》1988年1月21日第六届全国人民代表大会常务委员会第24次会议通过，2002年、2009年、2016年三次修订《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》（国发〔2012〕3号）《水污染防治行动计划》（国务院2015年4月2日，水十条）《“十三五”水资源消耗总量和强度双控行动方案》（水资源司[2016]379号）水利部（办资源[2013]234号）《关于做好大型煤电基地开发规划水资源论证的意见》国家标准取水定额是火电节水工作的核心要求《取水定额第1部分：火电》GB/T18916.1于2002年首次颁布，于2012年进行修订，“十三五”期间将再次修订推荐性标准，按标准改革要求，修订为强标的可能性较大直流、空冷机组容易达到该标准，部分地区（如水质不好）、老的、小的循环冷却机组有一定难度《节水型企业火力发电行业》（GB/T26925-2011）《电力（燃煤发电企业）行业清洁生产评价指标体系》（发改委、环保部、工信部公告2015第9号）国家标准I级为国际清洁生产领先水平；II级为国内清洁生产先进水平；III级为国内清洁生产基本水平Ⅰ级基准值Ⅱ级基准值Ⅲ级基准值单机容量＜30万千瓦3.21.851.71.781.85单机容量30万千瓦级2.751.711.551.631.71单机容量60万千瓦级及以上2.41.681.491.561.68单机容量＜30万千瓦0.790.410.360.390.41单机容量30万千瓦级0.540.340.30.320.34单机容量60万千瓦级及以上0.460.330.290.310.33单机容量＜30万千瓦0.950.450.390.410.45单机容量30万千瓦级0.630.380.320.350.38单机容量60万千瓦级及以上0.530.370.310.340.37空气冷却水耗指标要求《取水定额第1部分：火电》（GB/T18916.1-2012）《节水型企业火力发电行业》（GB/T26925-2011）《电力（燃煤发电企业）行业清洁生产评价指标体系循环冷却直流冷却行业标准综合类：《火力发电厂节水导则》（DL/T783-2001）修订设计类：《发电厂节水设计规程》（DL/T5513-2016）管理类：《火力发电厂水务管理导则》（DL/T1337-2014）试验类：《火力发电厂能量平衡导则第5部分：水平衡试验》（DL/T606.5-2009）已基本具有设计、施工、管理、试验全过程的标准，标准在节水工作中发挥着重大作用。但仍与国家要求、行业节水要求有一定差距节水标准体系《节水标准体系》框架行业标准《火电厂污染防治可行技术指南》（HJ2301-2017）本标准自2017年6月1日起实施为贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》等法律法规，防治环境污染，完善环境保护技术与管理工作，制定本标准。本标准明确了火电厂工艺过程污染、烟气污染与水污染等防治技术，以及噪声治理技术和固体废物综合利用及处置技术。本标准为指导性文件。本标准为