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“绿水青山就是金山银山”理念是习近平生态文明思想的核心内容[1],有效准确衡量“绿水青山”价值是实现“两山”转化的重要条件,党中央国务院高度重视,中办、国办于2021年4月印发了《关于建立健全生态产品价值实现机制的意见》,明确指出要建立生态产品价值评价体系、制定生态产品价值核算规范并推动生态产品价值核算成果应用。在联合国COP15大会上,习近平总书记再次强调“绿水青山就是金山银山。良好生态环境既是自然财富,也是经济财富,关系经济社会发展潜力和后劲”,为生态产品价值核算工作指明了方向[2]。GEEP是把“绿水青山”和“金山银山”统一到一个框架体系下的综合指标,综合考量人类活动产生的经济价值、生态系统每年给经济系统提供的生态福祉、人类为经济系统产生的生态环境代价等[3-6],纠正了此前只考虑人类经济贡献或生态贡献的片面性[7-8]。本研究采用多源数据,构建了符合深圳南山区特色的GEEP核算体系,并对2020年全区GEEP进行核算分析,相关结果对于南山区加快推动生态文明建设向纵深发展具有重要的推动作用。
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深圳南山区位于深圳经济特区西部、深圳市西南部(113°47′~114°01′E、22°24′~22°39′N)。全区陆地面积187.53 km2,海洋面积360 km2,海岸线长43.7 km,共下辖8个街道,101个社区,2020年全区人口179.58 万人。全区属于亚热带海洋性季风气候,四季温暖湿润,雨水充沛,日照充足,年平均降水量1 948 mm。2020年建成区绿化覆盖率49.08%。
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GEEP核算体系在GDP核算基础上,考虑了人类在经济生产活动中对生态环境的损害和生态系统对经济系统的福祉。本研究在国家层面GEEP核算框架[8]的基础上,结合南山区生态保护特点和生态系统服务功能特征,构建适用于南山区的GEEP核算体系,见式(1)[9-11]:
式中,GDP为地区生产总值,EnDC为环境退化成本,即环境污染损失及污染治理成本的总和,ERS为生态系统调节服务价值。
生态系统服务类型多、属性特征差异大,影响生态系统价值的因素很多。国内外相关研究中[10,12]也存在关于生态系统服务功能核算范围及指标选取不统一的问题。因此,在充分吸收当前普遍采用的生态系统调节服务核算体系[13-15]上选取共识度较高的指标作为初始指标,并充分遵循数据资料的代表性、全面性、系统性、可比性、权威性等原则,最后参照文献[12]方法共筛选出包含环境退化成本核算、生态系统调节服务核算在内的两大类11项指标,以此构成南山区GEEP核算体系,见表1。
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环境退化成本核算中城市人口、人均GDP、农作物面积及产量等来源于《2021年南山区统计年鉴》,大气污染物浓度来自《深圳市环境公报》,区域供水量、各类别用水量来自于《深圳市水资源公报》,相关疾病门诊及住院人数来自于南山区卫健委,全因死亡率、现状污染条件下恶性肿瘤死亡率来源于《中国卫生统计年鉴》。生态调节服务价值所需土地利用数据由南山区自然资源局所提供;年降雨量、蒸发量等气象数据均由南山区气象局提供;土壤类型数据来源于中科院南京土壤研究所,DEM数据来源于地理空间数据云中的30 m分辨率数据,NPP、NDVI、蒸散发等部分数据利用遥感影像数据间接计算获取。调节服务所需价格,见表2。
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2020年南山区GEEP总量为6 553.58亿元。其中GDP达6 502.22亿元,环境退化成本为7.30亿元,生态系统调节服务为58.66亿元。可知,南山区GEEP构成仍以GDP为主,GDP占GEEP的比重高达99.2%,南山区由于处在高度产业集聚区,经济总量高,同时由于主要以城市生态系统为主,使得自然生态系统面积占比较少,其所带来的生态系统调节服务量较少,调节服务占比为0.89%。GEEP核算结果,见表3。
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通过对南山区各类别调节服务价值进行核算,结果显示2020年南山区生态系统调节服务价值量合计58.66亿元,占当年南山区GDP比重为0.90%。在所测算的9项调节服务中,气候调节价值量最大,达到48.59亿元,占比达到82.83%,其次是削减洪涝服务,价值量达到6.28亿元,占比为10.70%,水源涵养功能价值量3.49亿元,占比为5.95%,其余调节服务价值量所占比重均未超过1%,仅占全部调节服务价值总量的0.52%。作为南山区最主要的调节服务功能,2020年南山区生态系统所提供的气候调节服务共计可节能67.77亿kW·h,约占南山区全年用电量的67%;另外通过林草灌木滞洪和水库防洪所带来的削减洪涝功能可削减3 947万m3洪水,生态系统涵养水量5 715万m3。
从各生态系统分类看,森林生态系统所提供的调节服务价值最大,占比达到94.4%,其次是草地生态系统,调节服务价值量占比为5.52%。
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2020年南山区由于环境污染带来的环境退化成本约为7.30 亿元,占南山区当年GDP的比重约0.11%,远低于广东省及全国平均水平,扣除环境退化成本的绿色GDP为6 494.92亿元。充分说明南山区在经济高速增长的同时,守住了生态环境保护的底线,注重经济发展和生态环境保护的协同,走出了一条“让保护更严格,让发展更充分”的新路子。
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将南山区GEEP与全国平均水平以及主要地理分区核算结果进行对比可以更加直观地反映南山区的绿色发展水平。南山区绿色发展水平走在了全国前列,单位面积GEEP均高于广东省、东中西部地区及全国平均水平。
2020年广东省GEEP总量为12.60万亿元,单位面积GEEP为0.70亿元/km2,是广东省平均水平的49.79倍。我国单位面积GEEP区域差距较大,东部地区单位面积GEEP相对较高。而南山区由于地域面积小使得单位面积GEEP分别是东部地区、中部地区以及西部地区平均水平的60.3倍、214.9倍和473.9倍。南山区单位面积GEEP达到了全国平均水平的215倍,见表4。
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近年来南山区在生态文明建设方面亮点十足,将生态文明建设融入了经济社会发展全过程中。通过本次南山区GEEP核算研究可以对南山区“两山”转化效果进行量化评估,结果如下。
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为系统评估南山区生态产品价值实现进程,本研究对GEP中的产品提供和文化服务价值同时进行了核算,2020年南山区生态产品供给和文化旅游服务价值共计1 184.40亿元,生态产品初级转化率(产品提供和文化服务价值占GEP之比)为95.59%。是全国平均水平的2.76倍,分别是东部地区、中部地区、西部地区的1.67、2.99和3.93倍。
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作为高度发达的中心城区,南山区近年来在推动经济社会高速发展的同时,努力保持优良的生态环境水平。核算结果显示南山区GEEP各项指标均优于广东省、东中西部及全国平均水平,南山区已走出一条通过宜居宜业的城市生态环境,吸引优质企业与高端人才入驻,提升土地价值,为高质量发展注入源源不断的强大动能的“两山转化”之路。但同时也对南山区今后生态环境保护工作提出了更高要求,考虑到南山区地处城市核心区,城市建成区面积占比大,生态系统服务功能偏低的现状。因此,需要进一步贯彻落实绿色发展的新发展理念,推动高质量发展,打造良好生态环境。尤其在城市生态系统建设中一方面遵循“将城市建设在绿色随处可见的森林景观中”的治理理念,通过设计绿色屋顶、垂直绿化、空中花园、水平绿化等方式持续提高城市含“绿”量,构筑生态群落;另一方面大力发展可再生能源,积极打造“低碳社区”,减少社区外化石燃料消耗同时促进社区外的低碳发展。最终实现提高人均生态福祉以及生态环境改善与城市竞争力提升、产业转型升级相互促进的良性循环。
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GEEP核算在经济基础上,考虑人类对生态环境的损害程度以及生态系统对人类的福祉,是“绿水青山”和“金山银山”的综合反映,本研究以深圳南山区为应用案例,对全区2020年度GEEP开展了核算分析,主要结论与对策建议如下。
(1)南山区“两山”转化成效斐然。核算数据显示,2020年南山区GEEP总量为6 553.58亿元,单位面积GEEP为34.93亿元/km2,这一指标显著高于广东省、东中西部及全国平均水平,同时生态破坏成本也显著低于广东省平均水平,充分力证了南山区在经济快速发展的同时生态效益也同步得到提升,走出一条发达地区“两山转化”的特色之路。
(2)系统推进GEEP常态化评估机制建立。生态环境资产是南山区经济社会可持续发展的重要组成部分,将自然资产、资源消耗、环境损害、生态效益纳入经济社会发展评价体系,研究示范生态系统核算的理论和方法。建议进一步深入探究南山区对指标体系的标准和范围,深化成果的持续性应用,加大对生态环境资产保护的支持倾斜力度,制定生态环境资产核算评估周期性评估管理办法,并将生态环境资产核算评估结果每年发布1次,形成制度化、常态化、标准化模式。为政府更加有效衡量产业发展与生态保护的得失提供科学决策依据。
(3)加强核算成果对地方政府工作评价、领导干部选拔以及离任审计等相关制度的支撑应用。以GEEP核算为基础,建立体现生态文明要求的目标体系、考核办法、奖惩机制,科学引导生态环境和国民经济平衡模式、恢复生态服务功能和遏制生存环境的恶化[16];将生态环境保护责任追究制度和环境损害赔偿制度纳入政府领导干部选拔考评与离任审计制度体系中,引导全社会参与保护生态系统,提升南山区政府领导管理生态环境能力。
(4)强化核算结果在相关创建及评估工作指标体系的支撑应用。GEEP既包括经济体系,又包括生态环境体系,是较好评价一个城市和地区绿色发展水平的综合性指标,能够较好地衡量地区绿色发展成效。建议不断深化对于评估指标体系及成果的应用,在各项国家及省、市相关创建和评估工作中发挥实际作用,为南山区建设成为“宜居宜业、绿色创新、美丽和谐”的国家生态文明建设示范区,打造超大城市主中心城区绿色发展的样板区、世界级湾区生态文明建设的先锋区提供重要的制度保障和发展引擎。
深圳南山区经济-生态生产总值(GEEP)核算研究
Accounting of gross economic-ecological product (GEEP) of Nanshan District in Shenzhen
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摘要: 经济-生态生产总值(Gross Economic-Ecological Product,GEEP)核算是深入践行“两山”理论的重要内容。文章以深圳市南山区为研究对象,建立其符合实际情况的GEEP指标与方法体系,开展2020年核算。结果表明:2020年度深圳南山区GEEP达6 553.58亿元,单位面积GEEP价值34.93亿元/km2,显著高于全国平均水平;环境退化成本占当年GDP的0.11%,显著低于广东省平均水平。在核算分析基础上,建议制定生态环境资产核算评估周期性评估管理办法,实现核算结果制度化、常态化、标准化,以及将生态环境保护责任追究制度和环境损害赔偿制度纳入政府领导干部选拔考评与离任审计制度体系,以探索建设现代化宜居之城、国际化魅力之湾。Abstract: The Gross Economic-Ecological Product (GEEP) accounting is an important part of the in-depth practice of the "two mountains" theory. Taking Nanshan District in Shenzhen as the research object, a GEEP index and method system in line with the actual situation was established, to carry out the accounting in 2020. The results showed that the Nanshan District GEEP in 2020 was 655.358 billion yuan, and the value of GEEP per unit area was 3.493 billion yuan/km2, significantly higher than the average level of the whole country. The cost of environmental degradation was lower than the average level of Guangdong Province, accounting for 0.11% of GDP in that year. Based on the accounting analysis, It was necessary to develop the management method of periodic accounting for ecological and environmental assets, in order to realize the institutionalization, normalization, and standardization of accounting results. Addiontally, it should be considered to incorporate the accountability system for ecological, environmental protection, and compensation system for environmental damage into the system of selection, evaluation and off-office audit for government leaders. Finally, it will be achieved to explore the construction of a modern livable city and an international charming bay.
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我国燃煤电厂烟气超低排放已全面实施[1-5],要求颗粒排放限值为10 mg·m−3或5 mg·m−3,钢厂、水泥厂等也纷纷效仿燃煤电厂,开始实施超低排放。
常规电除尘技术具有细颗粒荷电不充分、高比电阻反电晕和二次扬尘的技术瓶颈[6],当遇到高比电阻粉尘时,电除尘器出口颗粒物浓度甚至很难低于30 mg·m−3。低低温电除尘技术最早应用于日本,通过控制电除尘器入口烟气温度在90 ℃左右来实现电除尘效率的有效提升[7-8]。国内相关学者也对该技术开展了相关研究,郦建国等[9]和赵海宝等[10]归纳了低低温电除尘技术的发展及技术特点,并对该技术的核心问题及对策措施进行了探讨,为我国燃煤电厂低低温电除尘技术的应用和发展提供了参考,但这些研究主要针对国外文献的综述,未涉及相关实验的研究;叶兴联等[11]通过数值模拟方法,研究了低低温电除尘器的流场参数,并对其烟道布置型式进行了优化设计,但未涉及污染物减排特性。寿春晖等[12]对某1 000 MW机组低低温电除尘器的颗粒物脱除特性进行了实验研究,初步探寻了低低温状态下烟温与除尘效果的关系,研究了低低温电除尘器对各级粒径颗粒物的脱除效果及对主要成灰元素的捕集情况,但未涉及细颗粒物(PM2.5)及SO3脱除性能。刘含笑等[13]对国内近200种煤种的灰硫比进行了计算分析,发现绝大部分煤种的灰硫比均大于100,同时,采用低低温电除尘技术不发生低温腐蚀风险,并对污染物减排特性进行了初步探讨,但对细颗粒物(PM2.5)及SO3脱除性能的描述较少。
针对上述问题,本研究通过实验室研究及工程实测相结合的手段,旨在对低低温电除尘技术的PM2.5及SO3的减排特性进行较全面的表征,为该技术的大规模推广应用提供参考。
1. 实验室研究
1.1 实验系统及工况
如图1所示,实验系统主要包括燃油热风炉、加灰系统(储料仓泵、射流器等)、混流装置、加SOx系统(SO2、SO3)、烟温调节装置、单室五电场电除尘器、风机等。实验系统设计风量为1 000 m3·h−1(燃油热风炉出口),加料系统所采用的原料为电厂的燃煤飞灰,可通过调整加料系统的加料量来控制电除尘器入口的烟尘浓度,最高可实现40 g·m−3的给料量,实验时分别调整其浓度在40 g·m−3和10 g·m−3左右;加SO3系统可通过调整阀门开度,浓度最高为50 g·m−3,实验时分别调整其浓度为50、30、10 mg·m−3左右;烟温调节装置可通过调整冷却水的流量来控制电除尘器入口的烟气温度,实验时分别调整其温度为130、100、90和80 ℃。
1.2 实验方法
颗粒物及PM2.5测试方法参照ISO 23210-2009的相关要求,采用低压撞击器(DLPI)采样系统进行采样,采样系统如图2所示。采样时,采样枪须进行加热、保温,温度宜控制在(160 ±5) ℃,根据采样流量和烟气流速,选取合适的采样头直径,以实现等速取样。泵采样烟气流量约为10 L·min−1,烟气通过加热的DLPI撞击器进行粒径分级,DLPI撞击器加热温度约120 ℃。DLPI撞击器共分为13级,各级的累计测试结果为颗粒物的总质量(TSP),另外12级可分别测定PM10(1~12级)、PM2.5(1~9级)、PM1(1~7级)。电除尘器进口采样时,须在DLPI前增设1个旋风分离器,测定TSP时,须用去离子水对旋风内壁进行清洗,并烘干后计入样品总重。
在SO3测试方面,采用GB/T 21508-2008所规定的控制冷凝法,SO3采样系统如图3所示。水浴温度为65 ℃,石英管采样枪加热温度为300 ℃,抽气流量为20 L·min−1,采样结束后,用80%异丙醇溶液清洗蛇形盘管,硫酸根离子的滴定采用哈希DR 6000紫外-可见分光光度计。
1.3 实验结果及分析
1)总尘(TSP)。调整实验系统SO3浓度为50 mg·m−3,分别在TSP为40 g·m−3和10 g·m−3左右时,测定不同电除尘器入口烟气温度时除尘效率,结果如图4所示。随着电除尘器进口烟气温度的降低,电除尘效率逐渐提高,这是因为烟温降低后,烟气量下降,电除尘器的比集尘面积增加,且击穿电压提高、粉尘工况比电阻降低等[13],这些因素均可提高电除尘器的除尘效率。当TSP为40 g·m−3左右,电除尘器入口烟气温度分别为130、100、90、80 ℃时,电除尘器的除尘效率分别为99.92%、99.93%、99.97%、99.98%;当TSP为10 g·m−3左右,电除尘器入口烟气温度分别为130、100、90、80 ℃时,电除尘器的除尘效率分别为99.88%、99.89%、99.94%、99.96%。烟气温度从100 ℃降低至90 ℃时,电除尘器的除尘效率增加幅度最为明显,2种工况(TSP为40 g·m−3和10 g·m−3左右)条件下,提效幅度分别为54.78%、50.42%,这是因为这个温度区间内存在烟气的酸露点,当烟气温度降至酸露点以下后,气态的SO3会以硫酸雾滴的形式存在,此时对烟气特性及粉尘性质的改善最为明显。相关研究表明,烟气温度在酸露点前后,粉尘的工况比电阻可降低1~3个数量级[14-15]。
为进一步研究SO3冷凝对电除尘提效的影响,调整实验系统TSP为40 g·m−3左右,分别在不同SO3浓度,测定100 ℃和90 ℃时电除尘器出口TSP浓度及提效幅度,测试结果如图5所示。当SO3浓度分别为50、30、10和0 mg·m−3时,降温前后低低温电除尘器的提效幅度分别为54.78%、44.77%、39.07%和24.73%,电除尘器的提效幅度与SO3浓度正相关。这是因为SO3本身就是一种烟气调质剂[16],尤其当烟气温度低于酸露点温度以后,冷凝后的硫酸雾会大幅改善烟气特性及粉尘性质,从而有效提高电除尘器的除尘效率,且烟气中SO3浓度越高,其对粉尘性质的改善作用即调质作用越显著。当烟气中不含SO3时,降温提效则仅依赖于烟气温度,降低后烟气量减少,击穿电压升高[13]等。
2)粒径分布及PM2.5。调整实验系统SO3浓度为50 mg·m−3,TSP为40 g·m−3和10 g·m−3左右时,测定不同电除尘器入口烟气温度时PM2.5脱除效率,结果如图6所示。电除尘器入口烟气温度分别为130、100、90、80 ℃时,TSP为40 g·m−3左右,电除尘器对PM2.5的除尘效率分别为93.16%、94.08%、96.65%、97.38%;TSP为10 g·m−3左右,电除尘器对PM2.5的除尘效率分别为92.78%、93.69%、96.36%、97.22%。随着电除尘器进口烟气温度的降低,PM2.5脱除效率逐渐提高,这与TSP的减排规律是一致的。烟气温度从100 ℃降低至90 ℃时,电除尘器的PM2.5脱除效率增加幅度最为明显,2种工况条件下提效幅度分别为43.44%、42.37%,较总尘的提效幅度略微低一些。电除尘器对PM2.5的提效幅度随着SO3浓度的增加而提高,如图7所示,当TSP为40 g·m−3左右时,烟温调节装置入口PM2.5质量浓度为206.07 mg·m−3;当SO3浓度分别为50、30、10、0 mg·m−3时,降温前后低低温电除尘器对PM2.5的提效幅度分别为43.44%、41.49%、37.18%、27.19%。
为进一步研究烟气降温的电除尘提效机制,采用DLPI,在SO3浓度为50 mg·m−3、TSP为40 g·m−3左右时,测定不同烟气温度时的烟气调节装置出口的粒径分布,测试结果如图8所示。当烟气温度从100 ℃降至90 ℃时,烟气调节装置出口的小粒径段颗粒物明显减少,而大粒径段颗粒有所增加,推测引起上述粒径变化的主要原因是,烟气温度降至酸露点以下,硫酸雾对粉尘性质,尤其是表面黏性进行改善,有效促进了细颗粒团聚。刘含笑等[17]曾预测了SO3促进细颗粒团聚的机制,但尚未得到实验观测结果的验证。史文峥等[18]指出,SO3冷凝对小粒径范围的颗粒团聚尤为明显,但该规律是通过理论计算得到的。GUO等[19]使用FESEM电镜扫描技术观测了化学团聚前后的粉煤灰颗粒变化,有效验证了理论推断和计算规律。为证实SO3冷凝对细颗粒团聚促进作用的推断,采用电镜扫描对采样进行观测分析,结果如图9所示,130 ℃时颗粒分布较为分散,单个颗粒也较光滑,而90 ℃时颗粒物聚集较多,且多见到大颗粒表面黏附到小颗粒。
3) SO3浓度。调整实验系统SO3浓度为50 mg·m−3,TSP分别为40、10 g·m−3左右时,测定不同电除尘器入口烟气温度时SO3脱除效率,结果如图10所示。电除尘器入口烟气温度分别为130、100、90、80 ℃时,TSP为40 g·m−3左右,电除尘器对SO3的脱除效率分别为10.64%、16.97%、90.79%、93.46%;TSP为10 g·m−3左右,电除尘器对SO3的脱除效率分别为6.54%、10.84%、85.89%、89.37%。130、100 ℃时电除尘器对SO3的脱除效率有限,仅有10%左右,烟气温度从100 ℃降低至90 ℃时,电除尘器的SO3脱除效率增加幅度最为明显,2种工况条件下提效幅度分别为88.92%、84.17%。当电除尘器入口烟气温度为90 ℃时,不同SO3浓度对应的SO3脱除效率测试结果如图11所示,入口SO3浓度越高,所对应的SO3脱除效率越高,且在相同的SO3浓度时,TSP浓度越高,粉尘对冷凝后的硫酸雾吸附就越完全,对应的SO3脱除效率越高。为了进一步验证粉尘对冷凝后硫酸雾的吸附作用,采用792 Basic IC离子色谱仪测定电除尘器入口烟气温度分别为130、90 ℃时电除尘器收集飞灰样品中的硫酸根含量,测定结果如图12所示,降温前后飞灰样品中硫元素质量分数明显增加,且SO3浓度越高,飞灰样品中硫元素质量分数增幅越显著。
2. 应用效果
针对A电厂600 MW机组、B电厂600 MW机组、C电厂1 000 MW机组配套的低低温电除尘器,开展现场测试研究,3个项目的烟气参数、煤种成分分析、飞灰成分分析结果如表1~表3所示,所烧煤种均为低硫煤(≤1%),对应的烟气治理技术路线如图13所示。
表 1 烟气参数Table 1. Flue gas parameters项目 机组/MW 烟气量/(m3·h−1) 入口烟尘浓度/(g·m−3) 入口烟气温度/℃ A电厂 600 2 624 800 12.68 90 B电厂 600 2 096 700 29.67 88.5 C电厂 1 000 8 029 700 10.74 90 表 2 煤种成分分析Table 2. Analysis of coal composition项目 水分/% 灰分/% 硫分/% 低位发热量/(kJ·g−1) A电厂 20.1 10.1 0.45 20.9 B电厂 9.8 16.8 0.53 18.5 C电厂 15.7 6.5 0.81 24.8 表 3 飞灰成分分析Table 3. Analysis of fly ash composition% 项目 氧化硅 氧化铝 氧化钠 氧化钾 氧化钙 A电厂 44.6 26.5 2.87 0.43 10.4 B电厂 51.9 17.9 0.65 0.35 6.5 C电厂 39.7 29.5 0.71 0.68 7.2 颗粒物及PM2.5测试方法参照ISO 23210-2009的相关要求,采用低压撞击器(DLPI)进行实测,TSP及PM2.5脱除效率测试结果如图14所示。对于A电厂,烟温降低前后,TSP脱除效率分别为99.85%、99.91%,提效幅度达40.11%,PM2.5脱除效率分别为97.03%、98.15%,提效幅度达37.93%。对于B电厂,烟温降低前后,TSP脱除效率分别为99.93%、99.96%,提效幅度达36.54%,PM2.5脱除效率分别为97.52%、98.22%,提效幅度达28.13%。对于C电厂,烟温降低前后,TSP脱除效率分别为99.88%、99.93%,提效幅度达42.86%,PM2.5脱除效率分别为97.49%、97.84%,提效幅度达14.29%。TSP及PM2.5的提效规律与前文实验一致,但提效幅度的绝对值较实验值略小。
SO3采用GB/T 21508-2008规定的控制冷凝法进行实测,各测点SO3测试结果如图15所示。烟气经过SCR后,SO3均有所增加,这是因为SCR脱硝的催化剂在催化氧化NOx的同时,也会将一部分SO2氧化为SO3。催化剂厂家为控制SO2/SO3转化率,一般会降低配方中V2O5的含量[20],目前,超低排放机组对SCR脱硝的SO2/SO3转化率一般要求≤1%。烟温降低前后,A电厂低低温电除尘系统对SO3的脱除效率分别为14.56%、77.18%;B电厂低低温电除尘系统对SO3的脱除效率分别为25.00%、84.06%;C电厂低低温电除尘系统对SO3的脱除效率分别为32.05%、90.80%,3个机组的低低温电除尘系统对SO3的减排幅度分别为73.30%、78.74%、86.46%。SO3的减排规律与前文实验一致,但同样减排幅度的绝对值也较实验值略小。另外,不难发现,湿法脱硫及湿式电除尘器对SO3也有一定的脱除效果,A电厂湿法脱硫对SO3脱除效率分别为44.89%、44.68%;B电厂湿法脱硫对SO3脱除效率分别为34.78%、18.18%,湿式电除尘器对SO3脱除效率分别为72.59%、66.67%,SO3在湿式电除尘器中以硫酸气溶胶颗粒的形式存在,而湿式电除尘器对细颗粒物具有较高的脱除效率[21]。
3. 结论
1)通过开展实验室实验,发现SO3浓度为50 mg·m−3,TSP分别为40、10 g·m−3左右时,电除尘器入口烟气温度从100 ℃降低至90 ℃,电除尘器的除尘效率增加幅度分别为54.78%、54.42%,PM2.5提效幅度分别为43.44%、42.37%,且TSP和PM2.5的提效幅度均与SO3浓度正相关;烟气温度降至酸露点以下,细颗粒物存在明显的团聚现象;在90 ℃时,2种工况条件下电除尘器对SO3脱除效率分别为90.79%、85.89%,与100 ℃相比,电除尘器的SO3提效幅度分别为88.92%、84.17%。
2)通过3个工程项目的现场实测,进一步验证了低低温电除尘器对PM2.5和SO3的脱除性能。低低温电除尘器对TSP和PM2.5的提效幅度分别为40.11%、36.54%、42.86%,37.93%、28.13%、14.29%,对SO3的减排幅度分别为73.30%、78.74%、86.46%,减排规律与前文实验一致,但减排幅度的绝对值较实验值略小。
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表 1 深圳南山区GEEP核算框架体系
Table 1. Nanshan District GEEP accounting framework system
功能类别 核算指标 核算关键参数(实物量、价值量) 核算方法 一级指标 二级指标 环境质量退化成本 水环境质量退化成本 污水灌溉导致的农业损失 劣V类水农业用水量、农业用水影子价格 统计分析法、影子价格法 水污染造成的工业用水额外治理成本 劣V类水工业用水量、工业用水平均额外治理成本 统计分析法、替代成本法 水污染造成的城市生活经济损失 自来水厂需增加额外治理成本、家庭使用洁净水替代成本 统计分析法、市场价值法 大气环境质量退化成本 大气环境退化造成农业损失 农作物市场价格、受污染农作物产量 统计分析法、市场价值法 大气环境退化造成材料经济损失 酸雨和SO2对水泥、砖等各类型建筑材料造成经济损失 统计分析法、剂量反映关系函数法、市场价值法 大气环境退化造成清洁劳务成本 家庭清洁费用、社会清洁费用 统计分析法、市场价值法 大气环境退化造成健康经济损失 大气污染造成过早死亡损失、疾病住院损失和慢性支气管炎发病失能损失 统计分析法、人力资本法 土壤环境质量退化成本 固废污染环境退化成本 山地、农田等各类土地生产作物经济价值系数,固废占用各类土地面积 统计分析法、机会成本法 生态系统调节效益 减少泥沙淤积 减少泥沙淤积量 土壤流失方式(RUSLE)、替代成本法 减小面源污染 减少面源污染量 土壤流失方式(RUSLE)、替代成本法 气候调节 湿地水面蒸发降温增湿消耗能量,森林、草地植被蒸腾消耗能量 蒸散模型、替代成本法 固定CO2 区域全部CO2固定量 治理平衡法、替代成本法 削减洪涝 区域调蓄洪水量 替代成本法 水源涵养 区域水源涵养量 水量平衡法、影子工程法 促进空气质量达标 净化各类大气污染物量 替代成本法 促进水质达标 净化各类水污染物当量 替代成本法 消减交通噪声 路侧绿化带平均消减噪声分贝量 影子工程法 表 2 深圳南山区GEEP核算关键参数及数据来源
Table 2. Key parameters and data sources for GEEP accounting in Nanshan District
核算指标 表征指标 推荐定价 数据来源 减少泥沙淤积 土方清运成本 12.6 元/m3 深圳市生态系统生产总值核算技术规范 减少面源污染 减少面源氮价值 3 500 元/t 广东省人民代表大会常务委员会 2017年关于广东省大气污染物和水污染物环境保护税适用税额的决定 减少面源磷价值 11 200 元/t 气候调节 普通居民合表用户电价 0.717 元/kW·h 中国南方电网深圳供电局有限公司 固定二氧化碳 深圳市碳交易价格(配额价格) 22元/t CO2 深圳市排放权交易所 削减洪涝 海绵城市蓄水池建设成本 33.33 元/m3 深圳市生态系统生产总值核算技术规范 水库单位库容造价 6.1107 元/m3 深圳市生态系统生产总值核算技术规范 涵养水源 水库单位库容造价 6.1107 元/m3 深圳市生态系统生产总值核算技术规范 削减交通噪声 人工降噪幕墙建设成本 7.5 元/m·dB−1 深圳市生态系统生产总值核算技术规范 净化空气 净化二氧化硫价值 1 895 元/t 广东省人民代表大会常务委员会 2017年关于广东省大气污染物和水污染物环境保护税适用税额的决定 净化氮氧化物价值 1 895 元/t 净化工业粉尘价值 450 元/t 净化水体 净化 COD 价值 2 800 元/t 净化总氮价值 3 500 元/t 净化总磷价值 11 200 元/t 表 3 深圳南山区GEEP核算结果
Table 3. Results of GEEP accounting in Nanshan District
指标 价值量/亿元 环境退化成本损失 大气环境退化成本 0.140 00 水环境退化成本 7.160 00 环境退化成本损失合计 7.300 00 生态系统调节服务 减少泥沙淤积 0.004 60 减少面源污染 0.000 79 气候调节 48.590 00 固定CO2 0.003 70 削减洪涝 6.280 00 水源涵养 3.490 00 促进空气质量达标 0.028 40 促进水质达标 0.043 50 消减交通噪声 0.225 00 调节服务合计 58.660 00 GDP合计 6502.220 00 GEEP总计 6553.580 00 表 4 2020年深圳南山区GEEP与其他典型区域对比
Table 4. Comparison between GEEP and other typical regions of Nanshan District in 2020
地区 GEEP/亿元 单位面积GEEP/亿元·km−2 南山区 6 553.58 34.930 广东省 126 046.00 0.701 东部地区 617 247.00 0.579 中部地区 434 611.00 0.257 西部地区 508 341.00 0.074 全国 1 560 200.00 0.163 -
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