李曉瓊，楊春玉，2，董戰(zhàn)峰，葛察忠，高樹婷，周 全

（1.環(huán)境保護(hù)部 環(huán)境規(guī)劃院，北京 100012；2.南開大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300071）

電力行業(yè)氮氧化物減排成本核算與價格政策研究

李曉瓊1，楊春玉1，2，董戰(zhàn)峰1，葛察忠1，高樹婷1，周 全1

（1.環(huán)境保護(hù)部 環(huán)境規(guī)劃院，北京 100012；2.南開大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300071）

分析了我國制定氮氧化物價格政策的必要性，并應(yīng)用污染物邊際處理費(fèi)用函數(shù)對電力行業(yè)氮氧化物減排進(jìn)行成本核算。結(jié)果顯示，平均單位脫硝總成本為1.19分/kWh，現(xiàn)行1.0分/kWh的脫硝補(bǔ)貼電價難以彌補(bǔ)脫硝運(yùn)營成本和投資，建議將現(xiàn)行脫硝電價補(bǔ)貼額度至少提高至1.20分/kWh。

電力行業(yè)；氮氧化物減排；成本核算；邊際處理費(fèi)用，脫硝電價

“十一五”期間，國家將主要污染物排放總量減少10%的要求作為約束性指標(biāo)，帶動了全國各項(xiàng)環(huán)境保護(hù)工作的深入開展，使我國環(huán)境保護(hù)工作呈現(xiàn)出前所未有的良好局面。其中，脫硫電價補(bǔ)貼政策、污染減排專項(xiàng)資金等環(huán)境經(jīng)濟(jì)政策對污染減排起到了重要的支撐作用。二氧化硫減排雖已取得了顯著進(jìn)展，但我國大氣環(huán)境形勢依然嚴(yán)峻。國家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃［1］中明確提出對區(qū)域復(fù)合性污染有重要影響的氮氧化物因子增加到總量控制領(lǐng)域，作為約束性指標(biāo)在“十二五”期間削減10%。

目前我國總體上已經(jīng)進(jìn)入總量控制邊際成本急劇上升的階段，應(yīng)繼續(xù)加大環(huán)境經(jīng)濟(jì)政策的力度，充分運(yùn)用市場經(jīng)濟(jì)手段促進(jìn)污染減排。為此，迫切需要研究完善環(huán)保綜合電價政策，如：脫硝電價補(bǔ)貼等環(huán)境經(jīng)濟(jì)政策，為“十二五”、“十三五”乃至更長時期深化污染物減排工作提供有效的經(jīng)濟(jì)手段。

1 制定氮氧化物價格政策的必要性

1.1 電力行業(yè)氮氧化物污染控制

1.1.1 氮氧化物污染排放狀況

近年來，我國氮氧化物的排放量呈上升趨勢，“十一五”期間主要的大氣污染控制目標(biāo)是二氧化硫，對氮氧化物沒有進(jìn)行總量控制。氮氧化物排放量從2005年的1 523.8萬t上升到2010年的1 852.4萬t。2011年全國氮氧化物排放量2 404萬t，與2010年相比上升5.73%，排放量不降反升，沒有完成年初預(yù)定的要下降1.5%的目標(biāo)。與2010年相比，2011年全國火電裝機(jī)容量增長8%，氮氧化物排放量增長8%。近5年來，工業(yè)氮氧化物排放量占總排放量的76%左右。近年氮氧化物排放量變化與構(gòu)成如圖1所示。

圖1 2007—2011年全國氮氧化物排放量

電力行業(yè)是氮氧化物最主要的排放源。在2010年全國各行業(yè)氮氧化物排放量占比中，電力行業(yè)氮氧化物排放量占46%，是氮氧化物排放量的最重要來源。工業(yè)（水泥、鋼鐵、化工等行業(yè)）和交通運(yùn)輸業(yè)分別占比26%，生活氮氧化物排放量占比2%。電力行業(yè)氮氧化物排放的地區(qū)分布不均，主要來自人口密集、工業(yè)集中、經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的地區(qū)，內(nèi)蒙古、江蘇、山東、河南、山西、河北的氮氧化物排放量約占全國總排放量的43%。

1.1.2 電力行業(yè)氮氧化物污染控制現(xiàn)狀

目前已投運(yùn)的煙氣脫硝機(jī)組以新建機(jī)組為主，且大部分采用選擇性催化還原（selective catalytic reduction,SCR）技術(shù)。2011年各省已建脫硝機(jī)組裝機(jī)容量中，廣東、江蘇和浙江脫硝裝機(jī)容量分別達(dá)到了1 800萬kW、1 600萬kW和1 400萬kW，位居前三位。在脫硝裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量的比例中，北京占比高達(dá)75%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他省市。但是脫硝效率普遍偏低，2011年脫硝機(jī)組綜合脫硝效率在40%以下機(jī)組的裝機(jī)容量約7 786萬kW，占脫硝裝機(jī)容量的一半以上。

隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，污染物排放居高不下，國家先后出臺了《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223—2011）［2］以及《國家發(fā)改委關(guān)于擴(kuò)大脫硝電價政策試點(diǎn)范圍有關(guān)問題的通知》［3］等政策法規(guī)，加大了對電力行業(yè)的控制力度。

“十二五”是我國全面建設(shè)小康社會的關(guān)鍵時期，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化將繼續(xù)快速發(fā)展。預(yù)測顯示，“十二五”期間電力行業(yè)將新增氮氧化物排放量102萬t。在消化巨大新增量的基礎(chǔ)上，需大幅削減氮氧化物排放總量，污染防治任務(wù)十分艱巨。

1.2 制定氮氧化物價格政策的意義

1.2.1 控制PM2.5等大氣污染

近年來，我國多個地區(qū)持續(xù)出現(xiàn)大規(guī)?；姻参廴臼录糠殖鞘蠵M2.5日均濃度峰值超過了600μg/m3，接近我國《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095—2012）二級標(biāo)準(zhǔn)限值的9倍。而氮氧化物排放是影響PM2.5濃度的重要因素之一。根據(jù)中國環(huán)境規(guī)劃院的研究結(jié)果，我國PM2.5中硝酸鹽平均約占17%，因此，通過制定氮氧化物價格政策，實(shí)施燃煤電廠脫硝電價，對大幅削減氮氧化物排放量、緩解區(qū)域灰霾等大氣污染問題具有重要意義。

1.2.2 提供經(jīng)濟(jì)刺激手段

近年來，我國火電企業(yè)經(jīng)營形勢持續(xù)惡化，脫硝設(shè)施建設(shè)運(yùn)行的動力嚴(yán)重不足。截至2011年10月，中央五大發(fā)電集團(tuán)火電業(yè)務(wù)虧損已達(dá)到180億元，虧損面超過70%，資產(chǎn)負(fù)債率居高不下。環(huán)保部有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，截至2012年底，全國已建成脫硝設(shè)施的燃煤機(jī)組裝機(jī)容量達(dá)到2.25億kW，按照當(dāng)前脫硝電量每千瓦時補(bǔ)貼8厘錢標(biāo)準(zhǔn)，年脫硝電價補(bǔ)貼將超過100億元。脫硝電價補(bǔ)貼政策能夠彌補(bǔ)發(fā)電企業(yè)脫硝建設(shè)運(yùn)營成本，保障脫硝設(shè)施全面投運(yùn)，鼓勵企業(yè)不斷提高運(yùn)營水平和減排效率，大大推進(jìn)全國氮氧化物減排工作。

1.2.3 加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)政策保障

實(shí)踐證明，“十一五”期間脫硫電價的制定有效地調(diào)動了發(fā)電企業(yè)安裝脫硫設(shè)施的積極性，保障了脫硫設(shè)施的正常運(yùn)行，減少了電力行業(yè)二氧化硫的排放。據(jù)環(huán)保部門估計(jì)，發(fā)電企業(yè)脫硫?qū)Χ趸驕p排的貢獻(xiàn)率約70%。因此為推動“十二五”電力行業(yè)氮氧化物的控制工作，也應(yīng)制定氮氧化物價格政策，完善燃煤電廠脫硝電價，為火電廠氮氧化物減排提供良好的經(jīng)濟(jì)政策環(huán)境，同時也為日后進(jìn)一步完善環(huán)保綜合電價體系，與脫硫電價、除塵電價、可再生能源電價等政策相互配合，為促進(jìn)電力行業(yè)節(jié)能減排工作提供有力的經(jīng)濟(jì)政策保障。

1.2.4 緩解電價體制弊端

2002年，我國電力行業(yè)實(shí)施“廠網(wǎng)分開”后，將發(fā)電企業(yè)推向市場化邊緣。電廠裝配脫硫、脫硝設(shè)施必然會增加成本，若按行政分配上網(wǎng)電量和電價，發(fā)電成本增加會擠占電力企業(yè)的利潤空間；反之，若采取競價上網(wǎng)的模式，上網(wǎng)電量和電價按價格高低由市場決定，那么發(fā)電成本增加必然會使電力企業(yè)喪失競爭優(yōu)勢?？梢娫诂F(xiàn)行電價管理體制下，電廠缺乏大規(guī)模削減各種污染排放的動力［4］。而目前的電價扭曲是深層次體制問題，短期內(nèi)難有根本性改變。在諸多因素制約下，實(shí)施脫硝電價等環(huán)保電價政策是推進(jìn)電廠進(jìn)行大規(guī)模減排的重要途徑。

2 電力行業(yè)氮氧化物減排成本核算

2.1 建立污染物聯(lián)合削減費(fèi)用函數(shù)

從環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)理論看，污染物的邊際處理費(fèi)用就是在一定的污染削減水平下，增加單位污染物削減所需要的費(fèi)用，對于生產(chǎn)和消費(fèi)中排放的污染物，主要是指所需要的末端治理費(fèi)用。由定義可知，污染物邊際處理費(fèi)用可以看作是“污染的價格”，是單位污染物排放所需繳納的排放費(fèi)用，可以作為單位污染物的治理成本。具體方法如下：

根據(jù)《中國工業(yè)污染經(jīng)濟(jì)學(xué)》［5］，對于處理n種污染物的第i個企業(yè)的污染治理，其聯(lián)合削減費(fèi)用函數(shù)形式為

式中：Ci為第i個電廠的污染物削減總費(fèi)用；Mj為電廠i所在的j地區(qū)的成本（包括煤價、勞動力等）；Wi為電廠i的廢氣排放量；Xi為電廠i的特性；Ein為n種污染物的出口濃度；Iin為n種污染物的進(jìn)口濃度。

采用二階二級函數(shù)對費(fèi)用函數(shù)進(jìn)行逼近，可以得到4種形式的治理費(fèi)用函數(shù)。資料顯示，簡單的固定彈性模型能夠較好地解釋變量之間的關(guān)系，對模型簡化表示成如下形式

式中：α0、α1、βk為系數(shù)。

對第i種污染物的排放量進(jìn)行偏導(dǎo)，即可得到指定污染物的邊際處理費(fèi)用函數(shù)

2.2 數(shù)據(jù)收集與分析

課題組對廣東省和安徽省的12家電廠（23臺機(jī)組）進(jìn)行了調(diào)研。據(jù)了解，所有電廠均采用了SCR（選擇性催化還原法）技術(shù)，另有4家電廠配有低氮燃燒技術(shù)。12家電廠中，脫硝項(xiàng)目類型為技改的電廠10家，同步建設(shè)的電廠2家。絕大多數(shù)機(jī)組的脫硝設(shè)施投運(yùn)率都在97%以上，脫硝效率達(dá)到了70%以上。經(jīng)初步整理，篩去數(shù)據(jù)不全及不明晰的情況，選出A、B、C、D、E等5家電廠共8個機(jī)組的數(shù)據(jù)，進(jìn)行下一步的函數(shù)計(jì)算。各電廠與機(jī)組的脫硝設(shè)施具體情況如表1所示。

2.3 氮氧化物邊際處理費(fèi)用計(jì)算

根據(jù)公式（2）,氮氧化物邊際處理成本的函數(shù)，可以表示為

式中：Ci為第i個電廠的污染物削減總費(fèi)用；Wi為電廠i的廢氣排放量；Ein為氮氧化物出口濃度；Iin為氮氧化物進(jìn)口濃度。對應(yīng)的邊際處理費(fèi)用函數(shù)，可以表示為

根據(jù)公式（4），結(jié)合調(diào)研數(shù)據(jù)，用EVIEWS軟件對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸，將計(jì)算出的結(jié)果代入公式（5），得出各機(jī)組的脫硝邊際處理費(fèi)用，單位為元/kg。根據(jù)公式

表1 燃煤電廠脫硝設(shè)施情況匯總

表2 氮氧化物減排邊際處理費(fèi)用計(jì)算

3 脫硝電價政策建議

3.1 提高現(xiàn)行脫硝電價補(bǔ)貼額度

經(jīng)實(shí)地調(diào)研，目前我國發(fā)電企業(yè)建設(shè)脫硝設(shè)施的單位總成本約為1.2～1.5分/kWh。研究人員對電廠數(shù)據(jù)進(jìn)行的邊際處理費(fèi)用計(jì)算得出，平均單位脫硝總成本為1.19分/kWh。由此可見，現(xiàn)行1.0分/kWh的脫硝補(bǔ)貼電價難以彌補(bǔ)脫硝運(yùn)營成本和投資。建議將現(xiàn)行脫硝電價補(bǔ)貼額度至少提高至1.20分/kWh。

3.2 以省為單位制定脫硝補(bǔ)貼電價

考慮當(dāng)前電價空間非常有限，以及加價標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置應(yīng)體現(xiàn)脫硝設(shè)施投資建設(shè)、運(yùn)營成本差異，建議各省以省為單位，按照彌補(bǔ)部分成本、分步到位的原則，考慮不同建設(shè)類型、機(jī)組容量、脫硝方法、燃燒煤種、排放濃度、脫硝效率等客觀因素的加價系數(shù)，在現(xiàn)有的上網(wǎng)標(biāo)桿電價基礎(chǔ)上進(jìn)行加計(jì)，并按各客觀因素的加價系數(shù)在基準(zhǔn)加價標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行增減調(diào)整后確定發(fā)電企業(yè)脫硝電價的加價標(biāo)準(zhǔn)［6］。

3.3 加強(qiáng)脫硝設(shè)施運(yùn)行考核、監(jiān)管

在國家出臺脫硝電價政策后，下一步應(yīng)由相關(guān)部委聯(lián)合發(fā)文，明確環(huán)?？己酥笜?biāo)、在線監(jiān)測及監(jiān)管要求。由于實(shí)際脫硝效果受到脫硝設(shè)施投運(yùn)率、脫硝效率及電廠負(fù)荷變化等因素影響，建議在制定脫硝考核標(biāo)準(zhǔn)時，考慮電廠氮氧化物排放濃度和排放總量，而非單純的考核脫硝效率。此外，可借鑒脫硫電價經(jīng)驗(yàn)，將脫硝設(shè)施在線監(jiān)測系統(tǒng)同步接入環(huán)保部門和電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)。

3.4 脫硝設(shè)施投運(yùn)率實(shí)行分段考核

目前，大部分燃煤機(jī)組采用SCR法進(jìn)行脫硝，此方法存在“最低噴氨溫度”瓶頸制約：燃煤機(jī)組在省煤器出口段煙氣溫度不能滿足脫硝裝置的“最低噴氨溫度”的要求，為保護(hù)催化劑活性，脫硝裝置將被迫停運(yùn)。因此，建議對調(diào)峰機(jī)組或長期運(yùn)行于40%額定負(fù)荷以下的機(jī)組，脫硝設(shè)施投運(yùn)率分段考核（當(dāng)機(jī)組在40%以下額定負(fù)荷運(yùn)行時，脫硝設(shè)施投運(yùn)率不考核）。

3.5 相關(guān)配套措施

除價格政策外，建議國家出臺相關(guān)配套措施，協(xié)同推進(jìn)電力行業(yè)脫硝減排工作。

一是加強(qiáng)對還原劑的市場調(diào)控。隨著今后脫硝設(shè)施的大批建設(shè)，還原劑需求會大幅增加。為避免還原劑市場價格大幅上漲，建議國家提前研究制定有關(guān)措施，保障還原劑有序供應(yīng)，穩(wěn)定市場價格。

二是合理安排檢修時間。在役機(jī)組加裝脫硝設(shè)施時，通常需要40天左右的停機(jī)改造，若機(jī)組停機(jī)時間過于集中，可能影響正常的電力生產(chǎn)供應(yīng)，也會對脫硝工程的工期安排和工程質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。建議適當(dāng)放寬老機(jī)組脫硝改造時間，合理安排檢修計(jì)劃。

三是嘗試開展排污權(quán)有償交易試點(diǎn)。借鑒市場化思路，設(shè)立氮氧化物排放指標(biāo)，并允許進(jìn)行指標(biāo)有償交易，利用市場化手段提高電廠運(yùn)行脫硝設(shè)施的積極性，并拉動下游脫硝工程設(shè)計(jì)施工及設(shè)備的需求。

四是制定相關(guān)優(yōu)惠措施。對脫硝機(jī)組考慮在電量指標(biāo)、銀行貸款利率、稅收等方面給予發(fā)電企業(yè)一定的政策優(yōu)惠，對脫硝進(jìn)口催化劑提供退稅優(yōu)惠，允許脫硝設(shè)備抵免所得稅。加大對脫硝關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)的支持力度，鼓勵技術(shù)創(chuàng)新和自主化。

：

［1］環(huán)境保護(hù)部.GB 13223—2011，火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2011.

［2］國務(wù)院.國家環(huán)境保護(hù)十二五規(guī)劃［L］.2011-12-15.

［3］國家發(fā)展和改革委員會.國家發(fā)展改革委關(guān)于擴(kuò)大脫硝電價政策試點(diǎn)范圍有關(guān)問題的通知［L］.2012-12-28.

［4］王金南，陸軍，吳舜澤.中國環(huán)境政策：第八卷［M］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2011：244-273.

［5］曹東.中國工業(yè)污染經(jīng)濟(jì)學(xué)［M］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1999：96-97.

［6］莫勛.淺析陜西火電企業(yè)脫硝電價現(xiàn)狀［N］.中國電力報(bào)，2011-12-20(7).

［7］王志軒，張建宇.中國燃煤電廠大氣污染物控制現(xiàn)狀［M］.北京：中國電力出版社，2009.

［8］張帆.環(huán)境資源與經(jīng)濟(jì)學(xué)［M］.上海：上海人民出版社,1998：103-105.

［9］張近朱.發(fā)電企業(yè)減排CO2的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策［J］.東北電力技術(shù),2002（6）：23-25.

［10］孫鈺.外部性的經(jīng)濟(jì)分析及對策［J］.南開經(jīng)濟(jì)研究，1999（3）：31-34.

Study on cost accounting and pricing policy of NOxreduction from power industry

LI Xiao?qiong1,YANG Chun?yu1,2,DONG Zhan?feng1,GE Cha?zhong1,GAO Shu?ting1,ZHOU Quan1
（1.Chinese Academy for Environmental Planning,Beijing 100012,China;2.Nankai University,Tianjin 300071,China）

This article details in NOxpollution situation in China,especially in the power industry,and the meanings of NOxfeed?in tariff grant for urban power plants.Marginal costs of NOxemission reduction in coal?fired power plants were calculated,based on survey data of investment and O&M costs of denitrifica?tion equipments in coal?fired power plants across mid?and south?ern China.It is concluded that the newly implemented feed?in tar?iff grant,1.19 CNY/kWh in China,is unable to cover the marginal cost of NOxreduction.Policy suggestions including raise the feed?in tariff by 1.20 CNY/kWh are given for the denitrification and feed?in tariff policy.

power industry;NOxemission reduction;cost ac?counting;pricing policy;feed?in tariff

X773；F407.61

B

1009-1831（2014）01-0025-04

2013-09-24；修回日期：2013-10-13

2012年度國家環(huán)境保護(hù)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目（201209001）；國家自然科學(xué)基金委員會管理科學(xué)部主任基金2013年第3期應(yīng)急研究項(xiàng)目（71341023）

李曉瓊（1982），女，北京人，碩士，美國能源與環(huán)境設(shè)計(jì)認(rèn)證LEED AP，研究方向?yàn)榄h(huán)境經(jīng)濟(jì)政策、環(huán)境管理、節(jié)能減排政策、可持續(xù)發(fā)展等；楊春玉（1987），女，新疆伊寧人，博士，研究方向?yàn)榄h(huán)境經(jīng)濟(jì)、環(huán)境科學(xué)等；董戰(zhàn)峰（1979），男，安徽宿州人，博士，副研究員，研究方向?yàn)榄h(huán)境政策、環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)、公共管理、政策評估等；葛察忠（1965），男，浙江衢州人，碩士，研究員，研究方向?yàn)榄h(huán)境經(jīng)濟(jì)政策、環(huán)境規(guī)劃、公共管理等；高樹婷（1963），女，河北唐山人，碩士，研究員，研究方向?yàn)榄h(huán)境經(jīng)濟(jì)政策、環(huán)境規(guī)劃、公共管理等；周全（1987），女，湖南益陽人，碩士，研究方向?yàn)榄h(huán)境經(jīng)濟(jì)政策、環(huán)境管理等。

（

楊 凱）