我國能源形勢與水泥工業(yè)的節(jié)能任務(wù)
我國能源資源狀況和能源結(jié)構(gòu)根據(jù)2006年“中國統(tǒng)計年鑒”,我國2005年主要能源基礎(chǔ)儲量(注1)煤炭3326.4億噸、石油24.8972億噸、天然氣28185億立方米。2005年我國人口為13.0756億,按人均計算,我國每人擁有254.39噸煤炭、1.90噸石油、2155.54立方米天然氣的基礎(chǔ)儲量,.除去上述煤炭、石油、天然氣3種化石能源資源之外,我國還有水能、核能資源及風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能等可再生能源。
我國的能源資源具有品種齊全、分布廣泛、總量豐富、人均擁有量較少等幾個基本特點(diǎn)。煤炭、石油、天然氣這些主要能源資源所擁有的儲量豐度也不盡一樣。根據(jù)BP石油公司(英國石油公司)2003年統(tǒng)計的資料,我國最為豐富的煤炭資源,在全球中占11.67%,居世界第三位;石油占1.7%,居世界第十二位;天然氣占1.00%,居世界第二十位。我國人口眾多,人均擁有的探明能源儲量并不多,有的品種遠(yuǎn)低于世界平均水平。
根據(jù)BP石油公司2003年的統(tǒng)計資料,我國人均煤炭資源占世界人均水平的55.67%,石油占11.14%,天然氣占4.38%.除煤炭資源較為豐富外,石油、天然氣等能源資源均不能滿足我國當(dāng)前和長遠(yuǎn)發(fā)展的需要。
根據(jù)我國能源資源的條件,我國一次能源生產(chǎn)供應(yīng)長期以來是以煤炭為主,其次是石油,第三位是水電及核電、其他動力能(包括風(fēng)能、地?zé)崮艿龋詈笫翘烊粴馓峁┑哪茉?,(?)。
我國能源生產(chǎn)是世界上為數(shù)不多的以煤炭為主的國家;我國自己生產(chǎn)的石油產(chǎn)品,由于資源儲量和開采技術(shù)水平的原因,在整個能源生產(chǎn)總量中的比重逐年降低,自給率下降;而水電、核能、風(fēng)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉矗S著國民經(jīng)濟(jì)對能源需求的增大和環(huán)保要求的日益嚴(yán)格,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,他們在能源生產(chǎn)中的比重日益加大,也是我們今后研究開發(fā)的重點(diǎn)。
我國能源消耗和對環(huán)境的影響改革開放以來我國國民經(jīng)濟(jì)取得巨大的發(fā)展,而與此同時能源消耗也隨之大幅度增加。以1990年與2005年相比,國內(nèi)生產(chǎn)總值從18718.3億元增加到183956.1億元(均以當(dāng)年價格計),增加到9.8倍;能源消費(fèi)總量也從98703萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤增加到223319萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,能源消費(fèi)也增加到2.26倍。研究國家國民經(jīng)濟(jì)增長速度與能源消耗之間的關(guān)系,通常用能源消費(fèi)彈性系數(shù)來表示,.即:
從能源消費(fèi)彈性系數(shù)的概念出發(fā),該系數(shù)越小,表明用較少的能源消費(fèi)增長,得到較大的國民經(jīng)濟(jì)增長;反之,系數(shù)越大,表明用較大的能源消費(fèi),得到較低的國民經(jīng)濟(jì)的增長。若該系數(shù)大于1,則表明能源消費(fèi)的增速大于國民經(jīng)濟(jì)增長的速度。從我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展實際看,“十五”期間,從2002年起,鋼鐵、有色金屬、化工和建材等重化工業(yè)的超常規(guī)發(fā)展,使得能源消費(fèi)總量和增長速度大幅度增加,這期間能源消費(fèi)彈性系數(shù)增大,超過1或接近1.由于能源消耗的迅猛增加,使得在一段時期內(nèi),煤、電、油、運(yùn)高度緊張,形成瓶頸,制約國民經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)、健康發(fā)展。
按照“十一五”規(guī)劃的要求,國內(nèi)生產(chǎn)總值年均增長7.5%,實現(xiàn)人均國內(nèi)生產(chǎn)總值比2000年翻一番的目標(biāo)。按此計算,到2010年國內(nèi)生產(chǎn)總值將達(dá)到26.1萬億元(2005年價格)。若不改變經(jīng)濟(jì)增長方式和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,預(yù)計能源消費(fèi)總值將達(dá)到32億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。如此數(shù)量巨大的能源消耗和因此帶來的能源資源和環(huán)境問題是我們必須要認(rèn)真考慮的。
從另一個角度看,盡管我國能源消費(fèi)總量很大,但由于我國人口數(shù)量大,實際人均能源消費(fèi)只有世界平均水平的74%.詳見圖表1.按照我國發(fā)展戰(zhàn)略,我國將要在本世紀(jì)中葉進(jìn)入中等發(fā)達(dá)國家的行列,那時人均GDP將達(dá)到1萬美元,人均能源消費(fèi)量的值約為4噸標(biāo)準(zhǔn)煤(以日本、韓國進(jìn)入人均GDP為1萬美元的能源消費(fèi)為參考)。以那時人口控制在15億左右來計算,能源消費(fèi)總量將達(dá)到60億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。這種數(shù)量巨大的能源消耗實際上是不可能實現(xiàn)的。
與此同時,這樣巨大的能源消耗也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題。我國是世界上最大的煤炭消費(fèi)國之一。2005年煤炭消費(fèi)量為21.4億噸,占能源消費(fèi)總量的69%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界28%的平均水平。煤煙型污染成為我國大氣污染的一大特征。據(jù)估計,大約全國煙塵排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的67%、二氧化碳排放量的70%來自于燃煤。有資料介紹,能源消耗特別是化石燃料的消耗是二氧化碳排放的主要來源,大體上占到二氧化碳排放的75%左右。
能源生產(chǎn)和消費(fèi)產(chǎn)生的環(huán)境問題日趨嚴(yán)重。2005年工業(yè)廢氣排放量達(dá)到268988億立方米,比上年增加了13%,其中因燃料燃燒產(chǎn)生的工業(yè)廢氣排放量為155238億立方米,比上年增加了16%.2005年二氧化硫排放量為2549萬噸,比上年增加了13%.2005年煙塵排放量達(dá)到1183萬噸,比上年增加了8%. 除了傳統(tǒng)的因燃煤而引起的污染尚未解決外,由于以汽油、柴油、天然氣為燃料的機(jī)動車保有量大幅度增加,機(jī)動車尾氣排放對大氣環(huán)境的污染在一些大城市日趨嚴(yán)重。據(jù)有關(guān)單位測算,2003年全國機(jī)動車碳?xì)浠衔铮℉C)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)排放量分別達(dá)836萬噸、639萬噸和549萬噸,比1995年增加了2.5、2.1和3.0倍。在北京和廣州,80%以上的一氧化碳、40%以上的氮氧化物來自汽車的尾氣排放。在2005年監(jiān)測的319個城市中,近45%的城市大氣環(huán)境質(zhì)量不到二級標(biāo)準(zhǔn)(主要污染物是二氧化硫和顆粒物)。全國527個市(縣)中,出現(xiàn)酸雨的城市298個,占統(tǒng)計城市的56%.20世紀(jì)末世界銀行的一項研究表明,由于大氣污染,中國每年約17.8萬人過早死亡,大氣污染致病造成的工作日損失達(dá)740萬人年。我國每年大氣污染造成的經(jīng)濟(jì)損失大約占GDP的2%~3%.我國節(jié)能降耗的形勢為了實現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)快速平穩(wěn)的發(fā)展和滿足人民生活水平不斷提高的需求,我們必須全面貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀,走可持續(xù)發(fā)展道路,實施開源節(jié)流、節(jié)能降耗的能源戰(zhàn)略。在“十一五”發(fā)展綱要中規(guī)定了“2010年末比2005年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗降低20%,主要污染物排放總量減少10%”的2個約束性指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)要發(fā)展,人口在增加,人民生活水平在提高,都對能源消耗有著巨大的需求。因此,要完成這2個約束性指標(biāo)絕非易事。“十一五”以來,我國加強(qiáng)了節(jié)能工作,國務(wù)院發(fā)布了加強(qiáng)節(jié)能工作的決定,加強(qiáng)了領(lǐng)導(dǎo),制定了促進(jìn)節(jié)能減排的一系列政策措施,開展了積極有效的工作,取得了一定的進(jìn)展。
但是,我們必須清醒地看到,節(jié)能減排面臨的形勢仍然相當(dāng)嚴(yán)峻?!笆晃濉惫?jié)能降耗工作開局并不良好,2006年萬元GDP能源消耗水平為1.26噸標(biāo)準(zhǔn)煤(2005年價格水平),只比2005年下降1.33%.盡管能耗水平的下降不可能是均勻的,5年下降20%并不等于每年都平均下降4%左右,但是由于第一年只下降了1.33%,以后4年要下降18.67%,進(jìn)一步加大了今后4年實現(xiàn)“十一五”節(jié)能降耗目標(biāo)的難度。
去年除北京市單位GDP能耗比上年下降了5.25%外,全國其他地區(qū)都沒有完成2006年單位GDP能耗降低率的目標(biāo)任務(wù)。
萬元GDP能耗水平主要取決于2個因素:一個是國家的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)狀況,反映各產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)總量的比重;另一個是各產(chǎn)業(yè)的能耗水平,反映各產(chǎn)業(yè)能源利用效率和消耗的情況。2006年,我們之所以沒有完成年初確定的全國單位GDP能耗下降4%的目標(biāo),主要有以下幾個原因:一是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整進(jìn)展緩慢,服務(wù)業(yè)發(fā)展滯后,工業(yè)增長速度快于其他產(chǎn)業(yè),工業(yè)中高耗能行業(yè)發(fā)展速度偏快;二是工業(yè)產(chǎn)品的單位能耗下降偏慢,與國際平均先進(jìn)水平尚有較大差距;三是與我國所處的發(fā)展階段和經(jīng)濟(jì)發(fā)展周期有一定關(guān)聯(lián)。
在我國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中,工業(yè)、生活消費(fèi)和交通運(yùn)輸郵電業(yè)一直占據(jù)前3位。根據(jù)2003年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計,它們占能源消費(fèi)的比重分別為69.98%、11.27%和7.45%,合計占到了88.7%.從多年的數(shù)據(jù)看,工業(yè)在我國的能源消費(fèi)一直占據(jù)絕對比重,始終在70%左右徘徊,并沒有明顯的下降趨勢;生活消費(fèi)所占比重逐年穩(wěn)步下降;交通運(yùn)輸郵電業(yè)所占比重在近10年有逐步上升的趨勢。在工業(yè)內(nèi)部,重化工業(yè)包括石油加工及核燃料加工業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、電力熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)等六大高耗能行業(yè)占整個工業(yè)能源消費(fèi)總量的70%~80%左右,占全部能源消費(fèi)總量的45%~55%左右。生活消費(fèi)的能源消耗主要是建筑耗能和家庭汽車耗能。因此,重化工業(yè)、建筑和交通是我國節(jié)能的重點(diǎn)領(lǐng)域。
我國自20世紀(jì)90年代中期以來進(jìn)入了工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展階段,特別是自2002年以后又進(jìn)入重化工業(yè)的加速發(fā)展階段,預(yù)計到2020年以前我國都將處在這樣一個特殊的發(fā)展階段。因此,要完成“十一五”規(guī)劃中提出的“十一五”期間萬元GDP能耗降低20%的目標(biāo),實現(xiàn)的難度將是非常大的。在加快國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)能三大領(lǐng)域把節(jié)能降耗的重點(diǎn)放在工業(yè)部門,尤其是重化工業(yè)各行業(yè)的同時,要重視和加強(qiáng)對建筑、交通領(lǐng)域的節(jié)能政策和措施的研究制定,并認(rèn)真貫徹執(zhí)行。
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水泥工業(yè)的節(jié)能任務(wù)與途徑根據(jù)“中國水泥年鑒”統(tǒng)計數(shù)據(jù),2005年全國水泥產(chǎn)量為106885萬噸,比上年增長9.85%,同年水泥制造業(yè)能源消耗總量1.17億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,比上年增長10.72%,占建材工業(yè)能源消耗總量的75.49%.2002~2005年水泥制造業(yè)能源總量年平均增長12.94%.詳見表5.造成水泥行業(yè)能源消耗大的主要原因是:
1.水泥總量迅速增長。
水泥行業(yè)是基礎(chǔ)原材料行業(yè),是需求拉動性產(chǎn)業(yè)。它的總產(chǎn)量需求與國家固定資產(chǎn)投資的增長有密切的關(guān)系。詳見表6.根據(jù)表6,“十五”時期全社會固定資產(chǎn)投資完成額增長率與水泥產(chǎn)量增長率的比率(即水泥產(chǎn)量的彈性系數(shù))為0.62,即全社會固定資產(chǎn)投資額增長1%,水泥產(chǎn)量將增長0.62%.我國當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要由固定資產(chǎn)投資、消費(fèi)和進(jìn)出口貿(mào)易3駕馬車來驅(qū)動,其中固定資產(chǎn)投資占有重要地位。從近幾年經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分析,固定資產(chǎn)投資的增長率均大于國民經(jīng)濟(jì)GDP的增長率。這種經(jīng)濟(jì)形態(tài)對水泥產(chǎn)量增長的拉動作用是顯而易見的。
2.水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不盡合理。
長期以來我國水泥生產(chǎn)以立窯或濕法等落后工藝為主。改革開放以來,經(jīng)過近20年的不斷努力,特別是近10年來我們在新型干法水泥生產(chǎn)工藝、技術(shù)裝備、基建成本、生產(chǎn)管理等方面取得了突破性進(jìn)展,使得我國水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得明顯進(jìn)展。新型干法水泥比重從2000年前的不足10%提高到2006年的46%,增加了36個百分點(diǎn),并以其所具有的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、規(guī)模優(yōu)勢,主導(dǎo)著水泥工業(yè)的發(fā)展。我們也清楚地看到,盡管新型干法水泥的比重不斷提高,但是立窯等落后生產(chǎn)方式仍占有半壁江山。這種情況與發(fā)達(dá)國家基本上都是采用新型干法工藝生產(chǎn)有著巨大的差距。因此,我國水泥行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的任務(wù)仍然是十分繁重的。正因為我國水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中還有如此巨大數(shù)量的落后生產(chǎn)方式存在,導(dǎo)致我國水泥工業(yè)顯現(xiàn)出能耗高、資源消耗大、對環(huán)境污染嚴(yán)重等弊端。
3.水泥產(chǎn)品的單位能耗高。
我國水泥產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整雖然有了長足的進(jìn)步,然而,用落后方法生產(chǎn)的水泥產(chǎn)品產(chǎn)量在總產(chǎn)量中仍占很大比例。這些落后生產(chǎn)方法所生產(chǎn)的單位水泥產(chǎn)品所耗費(fèi)的能量比新型干法工藝要高。詳見表7.以上不同的水泥生產(chǎn)方法,除去單位水泥產(chǎn)品的熱耗不同外,它們所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量、資源利用率、勞動生產(chǎn)率及對環(huán)境的負(fù)荷也是不同的。
我國目前大力發(fā)展的新型干法水泥生產(chǎn)的技術(shù)指標(biāo)與其他落后生產(chǎn)方法相比有很大的優(yōu)越性,但是與國際先進(jìn)水平仍有較大的差距。詳見表8.除此之外,在產(chǎn)品質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率、環(huán)境負(fù)荷上都有不同程度的差距。
分析了我國水泥行業(yè)能源消耗高的主要原因,我們就不難找出解決問題的辦法。水泥行業(yè)節(jié)能的途徑主要有以下幾種。
1.調(diào)整國民經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),改變經(jīng)濟(jì)增長方式,控制水泥需求總量。
在國民經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展中要主動調(diào)整一、二、三產(chǎn)業(yè)所占的比例,在鞏固農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)的地位、發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品深加工產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)上,大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè),制定相關(guān)政策,積極發(fā)展以金融、貿(mào)易、交通、保險、文化、旅游等為代表的服務(wù)業(yè),逐步把國民經(jīng)濟(jì)一、二、三產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整到一個合適的比例,改變當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)占國民經(jīng)濟(jì)比重過大的狀況,使我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展“輕型化”。要積極改變目前主要以固定資產(chǎn)投資拉動經(jīng)濟(jì)增長方式,努力擴(kuò)大合理的最終消費(fèi),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。通過這些宏觀經(jīng)濟(jì)層面的調(diào)整及我國人均混凝土累計量的不斷增加,使我國水泥需求量的增長逐步放緩,把水泥產(chǎn)品年消費(fèi)量控制在一個合理的水平。只有這樣才能從總體上控制水泥行業(yè)的能源消耗。
2.提高水泥、混凝土的實物質(zhì)量,延長建筑物、構(gòu)筑物的使用壽命。
由于我國正處于經(jīng)濟(jì)高速增長周期,加上人口增長和生活水平不斷改善等原因,盡管采取了對宏觀經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)調(diào)整,但在未來的10年或更長的時期內(nèi),水泥的總需求量仍然會有所增長。在這種形勢下,我們必須更加重視提高水泥、混凝土的實物質(zhì)量,延長建筑物、構(gòu)筑物的使用壽命,避免由于水泥、混凝土的實物質(zhì)量不高而導(dǎo)致的建筑物、構(gòu)筑物壽命縮短,不得不進(jìn)行加固或推倒重建,形成“重復(fù)建設(shè)”。
水泥是配制混凝土的重要原材料。我國在建筑上多使用C20、C30混凝土,而國際發(fā)達(dá)國家多采用C50、C60等高標(biāo)號混凝土,并充分注意到混凝土骨料的質(zhì)量,避免發(fā)生堿骨料反應(yīng),從而提高了建筑物、構(gòu)筑物的使用壽命。由于我國建筑物、構(gòu)筑物混凝土的標(biāo)號低,也使我國水泥生產(chǎn)以標(biāo)號32.5級和42.5級為主。其中32.5級及以下標(biāo)號水泥占80%.我國建筑領(lǐng)域“肥梁胖柱”現(xiàn)象沒有得到根本改變。有資料顯示,我國建筑業(yè)對水泥的使用與發(fā)達(dá)國家相比,每立方米混凝土多耗水泥近80千克。國家建筑管理部門要修訂建筑工程規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),全面提高混凝土、水泥制品和構(gòu)件的性能和質(zhì)量,提高工程的耐久性,延長建筑物、構(gòu)筑物的使用壽命,從而減少對水泥的實物消耗,達(dá)到節(jié)約資源和降低能耗的效果。
我國建筑體系是以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和砌塊混凝土結(jié)構(gòu)為主體的,但從可循環(huán)利用和可再生角度出發(fā),鋼結(jié)構(gòu)和鋼、木結(jié)構(gòu)的建筑物和構(gòu)筑物是一種可以考慮的方案。事實上,國際上一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)把上述兩種建筑體系作為其重點(diǎn)發(fā)展的方向。這樣做,客觀上減少了對水泥產(chǎn)品總量的需求,降低了能耗需求和對環(huán)境的負(fù)荷。我國也應(yīng)根據(jù)國情,在這方面進(jìn)行分析研究、綜合比較,采取必要的措施,逐步擴(kuò)大鋼結(jié)構(gòu)、鋼木結(jié)構(gòu)在我國建筑體系中的比重。
3.加快水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐。
淘汰落后生產(chǎn)能力,促進(jìn)新型干法水泥健康有序發(fā)展。2006年全國水泥產(chǎn)量為12.4億噸,其中新型干法水泥產(chǎn)量為5.7億噸,已占總產(chǎn)量的46%,比2005年的40%提高了6個百分點(diǎn)。但是,我們也清楚地看到,我國水泥總產(chǎn)量中仍有6.7億噸是用落后生產(chǎn)方法生產(chǎn)的。這將給資源和能源消耗帶來巨大的影響。為此,國家發(fā)改委制定了“水泥工業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃”和“水泥工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策”來規(guī)范、引導(dǎo)我國水泥工業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展。當(dāng)前我們的主要任務(wù)是各地區(qū)要在上述2個文件的指導(dǎo)下,結(jié)合本地區(qū)的實際情況,把文件精神和政策要求落到實處。政府、企業(yè)和行業(yè)協(xié)會組織要正確把握好各自的職責(zé)定位,既不能缺位,也不能越位,更不能錯位。在淘汰落后生產(chǎn)能力的問題上,主要依據(jù)質(zhì)量、環(huán)保、安全等市場準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn),淘汰那些質(zhì)量低劣、環(huán)境污染嚴(yán)重、生產(chǎn)安全存在巨大隱患的落后生產(chǎn)企業(yè);對其他采用落后生產(chǎn)方法的企業(yè),主要通過市場競爭的方式,必要時可以輔之于行政手段。政府應(yīng)積極引導(dǎo),并在政策上支持這些企業(yè)改變生產(chǎn)工藝采用先進(jìn)生產(chǎn)方法,做到依法行政。
在發(fā)展新型干法水泥時也要重視市場調(diào)研,注意做好區(qū)域和企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃。技術(shù)總是在不斷進(jìn)步的,新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展在我國已有20多年的歷史,上世紀(jì)八九十年代,甚至本世紀(jì)初建立的新型干法水泥生產(chǎn)線也存在不同程度的技術(shù)水平低、規(guī)模小、能耗高、環(huán)保指標(biāo)低的問題,必須引起我們的高度重視,并采取積極措施適時加以提升改造。
4.大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),努力發(fā)揮水泥工業(yè)節(jié)能利廢的優(yōu)勢,為全社會節(jié)能降耗多做貢獻(xiàn)。
眾所周知,在水泥生產(chǎn)工藝中可以利用各種其他工業(yè)產(chǎn)生的廢渣、廢料作為混合材。例如:鋼鐵工業(yè)的高爐礦渣、鋼渣;電廠排出的粉煤灰等。利用這些廢渣、廢料與水泥熟料及緩凝劑(石膏)混合粉磨制成相應(yīng)品種的水泥成品。這樣就相應(yīng)減少了對水泥熟料的需求,相當(dāng)于節(jié)省了煅燒熟料所需的能源。統(tǒng)計計算表明,僅此一項每年就可節(jié)省約1500萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
在水泥生產(chǎn)工藝中經(jīng)過必要的處理,合理利用各種工業(yè)廢渣、廢料作為水泥原料使用已經(jīng)取得了很大的成績。例如:鋁冶煉工業(yè)的赤泥,化工企業(yè)的電石渣、硫酸鐵渣、磷肥渣,煤礦的煤矸石,電廠的粉煤灰等,都已經(jīng)成功地大量用作生產(chǎn)水泥原料。這樣可以大量節(jié)省天然原料,客觀上既節(jié)省了資源也節(jié)省了寶貴的能源。根據(jù)2006年“中國水泥年鑒”統(tǒng)計,2005年水泥制造業(yè)固體廢物利用量達(dá)22905萬噸。2005年全國工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量為134449萬噸,其中工業(yè)固體廢物綜合利用量為76993萬噸。由水泥制造業(yè)綜合利用的固體廢物量為全國工業(yè)固體廢物利用量的30%左右,占全國當(dāng)年工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量的17%左右。
近年來我們借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗,開始探索利用工業(yè)廢棄物和生活垃圾作為生產(chǎn)水泥的替代燃料的工作。這方面工作我國僅僅是處于起步階段,不論在科學(xué)技術(shù)研究、工藝裝備的開發(fā)、政府政策法規(guī)制定、公眾環(huán)保意識的提高等方面都有許多工作需要我們?nèi)ネ黄?,去做一些開創(chuàng)性的工作,使這項有著廣闊前景的節(jié)能環(huán)保技術(shù)扎扎實實、有序地在我國推廣。目前,在北京市政府的大力支持下,“北京市處置固體廢棄物示范工程”已經(jīng)投入運(yùn)行,并取得了一些十分寶貴的經(jīng)驗。國內(nèi)不少設(shè)計研究單位都在積極開展這個領(lǐng)域的研究工作,政府有關(guān)職能部門也在制定相應(yīng)的技術(shù)、質(zhì)量、安全、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)法規(guī)、條例來支持這項技術(shù)的推廣。對這項技術(shù)的相關(guān)問題,本人有專文進(jìn)行過論述,在此不再贅述(詳見中國建材報2007年4月30日《大力推廣水泥回轉(zhuǎn)窯處置和利用廢棄物技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展》)。
5.優(yōu)化設(shè)計,積極推廣節(jié)能環(huán)保技術(shù),采用節(jié)能環(huán)保裝備。強(qiáng)化管理,努力降低水泥單位產(chǎn)品能耗。
不論是新建或是改擴(kuò)工程,設(shè)計工作的水平對水泥生產(chǎn)線建成之后技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都是決定性的。為了把水泥企業(yè)建設(shè)成節(jié)能環(huán)保型企業(yè),必須在生產(chǎn)線的設(shè)計中積極推廣和采用先進(jìn)實用的節(jié)能環(huán)保技術(shù)和產(chǎn)品。
當(dāng)前須重點(diǎn)關(guān)注以下幾項節(jié)能環(huán)保技術(shù)的推廣與應(yīng)用。
水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)。經(jīng)過“八五”、“九五”、“十五”科技攻關(guān)和工程實踐的不斷完善,利用水泥回轉(zhuǎn)窯余熱純低溫發(fā)電技術(shù)日趨成熟,并且已經(jīng)成為當(dāng)前水泥行業(yè)節(jié)能減排工作的重點(diǎn)。在推廣這項技術(shù)中應(yīng)特別注意幾個問題:一是盡量做到余熱發(fā)電項目與水泥生產(chǎn)項目同時設(shè)計、同時建設(shè)、同時投產(chǎn),最起碼要做到同時設(shè)計,留有今后建設(shè)余熱發(fā)電項目的可能性;二是當(dāng)?shù)卣毮懿块T要協(xié)調(diào)好有關(guān)水泥廠余熱發(fā)電項目上網(wǎng)方式和上網(wǎng)電價的問題;三是要重視關(guān)于如何評價水泥回轉(zhuǎn)窯余熱發(fā)電的效能和技術(shù)指標(biāo)問題上存在的某些誤區(qū)。有些項目單純比較“噸熟料發(fā)電量”的大小,而忽視整體水泥熟料燒成熱耗的比較,存在某些片面性。
節(jié)能粉磨技術(shù)。電力消耗占水泥制造業(yè)能源消耗總量的9.59%.2005年全國水泥制造業(yè)共消耗電能918億千瓦時,同比增長12.68%,而同年水泥年產(chǎn)量106885萬噸,同比增長9.85%.這2個數(shù)字的比較說明當(dāng)前水泥制造業(yè)節(jié)約電能的任務(wù)是十分緊迫的。新型干法水泥生產(chǎn)方法,由于裝備的機(jī)械化、電氣化程度高,全員勞動生產(chǎn)率高等原因,在單位產(chǎn)品電能的消耗上并不比其他落后生產(chǎn)方法有明顯的優(yōu)越性。因此,我們必須在降低新型干法水泥的電耗方面開展深入的研究,努力降低單位產(chǎn)品的電耗,從而降低單位產(chǎn)品的能耗成本,以顯示其更大的優(yōu)越性,提高產(chǎn)品競爭力,有利于加快新型干法生產(chǎn)方法的推廣應(yīng)用和水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐。在水泥單位產(chǎn)品的電耗中,有60%~70%是消耗在對原料、固體燃料和水泥熟料的粉磨工藝過程上。因此,必須改變以球磨、管磨為主的粉磨工藝,大力采用性能先進(jìn)的、以料層擠壓粉磨工藝為主的輥式磨、輥壓機(jī)及輥筒磨技術(shù)裝備。通過采用節(jié)能粉磨技術(shù),通常能使粉磨工藝節(jié)電30%~40%,水泥單位產(chǎn)品的電耗降低20%~30%,甚至更高。若水泥行業(yè)普遍采用節(jié)能粉磨技術(shù),估算全年可節(jié)電150億~250億千瓦時的電能,相當(dāng)節(jié)省0.375億~0.625億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
優(yōu)化設(shè)計,注重細(xì)節(jié),全方位為節(jié)能工作奠定基礎(chǔ)。在設(shè)計工作中要確立貫徹“技術(shù)先進(jìn)、生產(chǎn)可靠、經(jīng)濟(jì)實用、節(jié)能環(huán)?!钡睦砟?。
1.水泥生產(chǎn)線的總圖和流程的設(shè)計是決定性的環(huán)節(jié),要在滿足工藝要求、廠內(nèi)交通和設(shè)備檢修空間的要求下,盡量做到工藝流程簡單、布置緊湊,減少各類管道和電路的損耗,達(dá)到節(jié)能的目的。
2.不斷研究開發(fā)高效節(jié)能的水泥熟料燒成系統(tǒng),特別是預(yù)熱器、分解爐、燃燒器和熟料冷卻機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備。
3.合理選擇風(fēng)機(jī)、泵類的設(shè)備能力及其拖動電機(jī)的額定功率。避免此類裝置及其電機(jī)經(jīng)常處于非額定工作狀態(tài),使電機(jī)效率降低,功率因數(shù)下降,增加電力消耗,增大電網(wǎng)的無功功率的需求。必要時可以采取加裝電機(jī)的調(diào)速裝置的措施,提高設(shè)備的效率。在新型干法水泥生產(chǎn)線,風(fēng)機(jī)和泵類的電力消耗約占水泥單位產(chǎn)品電耗的25%~35%左右,要充分重視此類設(shè)備的節(jié)能潛力。
4.對粉狀物料的輸送,要盡量采用機(jī)械輸送的方案,減少采用空氣動力的使用,從而降低設(shè)備電耗。
5.重視新型電氣領(lǐng)域節(jié)電技術(shù)和設(shè)備的推廣應(yīng)用。當(dāng)前應(yīng)特別關(guān)注以下幾個技術(shù):一是變頻節(jié)能設(shè)備的推廣應(yīng)用。近年來我國的變頻節(jié)能設(shè)備不斷取得技術(shù)突破,高壓、低壓不同電壓等級的越來越大容量的節(jié)電設(shè)備開發(fā)成功。這項技術(shù)可廣泛運(yùn)用在容量較大、系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量大或設(shè)備對啟動規(guī)程有特殊要求的設(shè)備,實現(xiàn)變頻軟啟動,減少對電網(wǎng)的沖擊,還可節(jié)電25%左右。這項技術(shù)還廣泛運(yùn)用在交流電機(jī)的變頻調(diào)速裝置上,其節(jié)電效果要根據(jù)電機(jī)所拖動的不同類型負(fù)荷特性和調(diào)速范圍而決定。二是全方位地采用高、低壓無功功率的就地補(bǔ)償裝置,包括自動調(diào)節(jié)的靜電電容器組和進(jìn)相機(jī)組的應(yīng)用。通過這些技術(shù)措施,大大改善水泥企業(yè)用電的功率因數(shù),減少對無功功率的需求,從而減少輸入電能的有功電能損失。三是注重低壓電機(jī)全相控技術(shù)的推廣運(yùn)用。這項節(jié)電技術(shù)可在拖動負(fù)荷輕載和重載時自動調(diào)整電動機(jī)的輸出功率,使電機(jī)實現(xiàn)在最佳狀態(tài)下運(yùn)行,以達(dá)到最佳節(jié)電的目的。此節(jié)電產(chǎn)品平均節(jié)電率為15%~55%.四是采用綠色照明系統(tǒng)。水泥企業(yè)建筑物、構(gòu)筑物、物料堆場和道路照明器具眾多,要求各異。照明所需電能消耗約占總耗電量的1%~2.5%左右。過去多采用白熾燈,效率低、耗電高、壽命短。目前要普遍更換為節(jié)能照明燈具。在道路照明的控制上可推廣按光強(qiáng)來控制道路照明開啟或關(guān)閉的自動化裝置。有條件的企業(yè)可以把主要建筑物的照明采用太陽能電池的方案。雖然照明電力消耗占水泥企業(yè)的電力總消耗的比重不大,其本身的節(jié)電潛力還是很大的。
加強(qiáng)企業(yè)管理,合理配料、精心操作,搞好設(shè)備維修,提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率同樣對降低企業(yè)的能源消耗有著重要的作用。這方面不少企業(yè)已經(jīng)做出了突出的成績,值得不斷總結(jié)推廣。
結(jié)束語
我國能源資源品種多、儲量因不同品種而不同、分布廣泛,但人均能源資源較少,均達(dá)不到世界人均平均水平。改革開放以來,我國國民經(jīng)濟(jì)快速增長,但由于國民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不合理,經(jīng)濟(jì)增長方式粗放,固定資產(chǎn)投資增長過快,能源消耗巨大。節(jié)能減排已經(jīng)成為落實科學(xué)發(fā)展觀和保持國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速、健康發(fā)展的關(guān)鍵問題。水泥產(chǎn)業(yè)是國家的重要原材料工業(yè),也是耗能大戶。我們必須站在全局的角度,從需求端控制水泥產(chǎn)品總量的增長,同時加快水泥產(chǎn)業(yè)自身的結(jié)構(gòu)調(diào)整,創(chuàng)新思路,優(yōu)化設(shè)計,加強(qiáng)企業(yè)管理,大力推廣先進(jìn)實用的節(jié)能技術(shù)和裝備,努力完成水泥產(chǎn)業(yè)節(jié)能任務(wù),為完成國家“十一五”節(jié)能減排目標(biāo),為使水泥產(chǎn)業(yè)成為資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的可持續(xù)發(fā)展的綠色產(chǎn)業(yè)而貢獻(xiàn)力量。
注1礦產(chǎn)基礎(chǔ)儲量是查明礦產(chǎn)資源的一部分,它是滿足現(xiàn)行采礦和生產(chǎn)所需的指標(biāo)要求,是控制的探明的并通過可行性或預(yù)可行性研究認(rèn)為屬于經(jīng)濟(jì)的、邊界經(jīng)濟(jì)的部分,未扣除設(shè)計、采礦損失數(shù)量。
注2能源生產(chǎn)總量指一定時期內(nèi),全國一次能源生產(chǎn)量的總合。
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