高長明：努力實現(xiàn)水泥熟料生產(chǎn)對電能的零消耗

　　3月27日，第五屆純低溫余熱發(fā)電國際峰會上海隆重召開。中國水泥屆資深專家、中國水泥網(wǎng)高級顧問高長明先生在會上就“全面實現(xiàn)我國水泥熟料生產(chǎn)對電能的零消耗”的問題作了精彩的報告。

　　努力創(chuàng)新 全面實現(xiàn)我國水泥熟料生產(chǎn)對電能的零消耗

各位領(lǐng)導、各位嘉賓，各位代表：

　　上午好！

　　我今天演講的題目是“努力創(chuàng)新，全面實現(xiàn)我國水泥熟料生產(chǎn)對電能的零消耗”。要如何實現(xiàn)“零消耗”呢？例如，我們水泥企業(yè)在日常生產(chǎn)中，一般5000t/d生產(chǎn)線的噸熟料電耗大約在55度左右，條件好的企業(yè)，可能會達到57-58度左右。如果利用水泥窯系統(tǒng)的余熱進行發(fā)電，發(fā)電量達到60度，那么我們就可以實現(xiàn)熟料生產(chǎn)對電能的零消耗。

　　這個想法是我“四零一負”觀點中的一個“零”。（注：“四零一負”主要是指：水泥工業(yè)和生態(tài)環(huán)境和諧共處，水泥企業(yè)對其周圍生態(tài)環(huán)境完全實現(xiàn)零污染；創(chuàng)新水泥工藝和余熱回收技術(shù)，降低熟料（或水泥）單位電耗，提高單位熟料余熱發(fā)電量，實現(xiàn)熟料（或水泥）企業(yè)對外界電能的零消耗；水泥企業(yè)完全實現(xiàn)廢料、廢渣、廢水的零排放；降低熟料單位熱耗，開發(fā)利用各種替代燃料，實現(xiàn)熟料生產(chǎn)對天然礦物燃料（煤、油、天然氣）的零消耗；節(jié)約資源，擴大利廢功能，消納各種廢棄物，減輕環(huán)境負荷，為全社會的各種工業(yè)廢渣、廢料以及城市垃圾的增長做出應(yīng)有的貢獻。）這是我在天津院新設(shè)備新工藝開發(fā)時，也就是在八十年代初期就提出，我們水泥工業(yè)一方面要發(fā)展新型干法，一方面應(yīng)利用新型干法工藝的特點發(fā)展余熱利用。天津院當時特地招了一些學熱工機械、鍋爐、發(fā)電專業(yè)的應(yīng)屆畢業(yè)生，并成立余熱發(fā)電設(shè)計研究室進行研究。當時我和這些剛到天津院參加工作的年輕大學生說：“希望你們退休的時候，噸熟料發(fā)電能達到40度?！币驗楫敃r大家都覺得這是很遙遠的事情。但是現(xiàn)在看起來，我覺得特別高興——從85年開始到現(xiàn)在只有25、26年的時間，我們中國的水泥工業(yè)如今在噸熟料熱耗750大卡的條件下，水泥窯余熱發(fā)電確實實現(xiàn)了噸熟料發(fā)電33度的全國平均水平，有的企業(yè)甚至已經(jīng)達到了40多度。這是一個很大的成績。

　　經(jīng)過我國水泥行業(yè)以及其他兄弟行業(yè)、部門20多年的共同努力，水泥純低溫余熱發(fā)電項目目前已經(jīng)可以達到噸熟料發(fā)電40度的水平。當年這些只有20多歲的同志，現(xiàn)在估計也就50歲左右，已經(jīng)超額完成了任務(wù)。這些同志退休還有10年的時間，我們還有很大的機會。

　　我們國家余熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)走上正軌，下一步我們該如何做？在過去的5、6年里，我一直在想這個問題。期間我有機會接觸到了一些余熱發(fā)電技術(shù)“如何可以更上一個新臺階”、“如何使熟料生產(chǎn)——甚至水泥生產(chǎn)達到電能零消耗”的新方法。1999年在德國的巴伐利亞州（現(xiàn)拜恩州）海德堡水泥公司所屬的Lengfurt水泥廠的一條3200t/d生產(chǎn)線投產(chǎn)，該生產(chǎn)線冷卻機上采用了以色列ORMAT公司余熱發(fā)電系統(tǒng)——使用有機工質(zhì)戊烷來發(fā)電。2000年時我去參觀過一次，2002年時再次去的時候，我看到了這個廠的情況和報告。一直到這條線正常運轉(zhuǎn)了8年之后，Lengfurt水泥廠做了一個很詳細的發(fā)言總結(jié)報告，里面就講到，因為當時這是一條公益性實驗性的生產(chǎn)線，用到的是冷卻機的余熱。但是就是這個冷卻機的余熱，噸熟料就能發(fā)20度電，是比較成功的，假如他要把窯的余熱也一起利用進來，按照冷卻機余熱系統(tǒng)運用的效率來說，應(yīng)該可以發(fā)到50度電/噸熟料。

　　這可能是繼我們目前散蒸、單壓、雙壓技術(shù)現(xiàn)有水平并獲得認證之下，我們是否能取得進一步的成績的一個比較有效的技術(shù)路線和方向。

　　2005年我在美國第47屆美國電子電氣工程師學會和美國波特蘭水泥協(xié)會召開的水泥工業(yè)會議上，接觸到了卡琳娜新技術(shù)的發(fā)明者——亞歷山大·卡琳娜，他向我介紹了他的系統(tǒng)。當時亞歷山大·卡琳娜講的理論上的東西比較多，聽著確實還是不錯的。后來在2007年，我建議他在理論的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該有一個技術(shù)經(jīng)濟的實際案例。例如，在水泥廠應(yīng)用這個系統(tǒng)之后，能產(chǎn)生多少的經(jīng)濟效益？適用性究竟如何？聽了我這個建議之后，亞歷山大·卡琳娜在當年英國的一個雜志上，又發(fā)表了一篇文章。文章以3000t/d水泥生產(chǎn)線為例，從技術(shù)經(jīng)濟的角度作了比較詳細地介紹。

　　按照歐洲的電價計算，卡琳娜系統(tǒng)在水泥生產(chǎn)線上究竟能有多少的經(jīng)濟效益，他們算了之后，他們的投資回收期在4年左右，加入貸款利息需要5-6年才能整個回收。相對水泥80-90美元/噸的價格，美國的電價（歐美電價基本在4-5美分/度左右）是很低的。而我們中國電價是0.5元RMB/度，相對于每噸水泥300元，我們的電價貴得多，所以在我們中國應(yīng)用余熱發(fā)電，效益要好得多。

　　但是，當時3000t/d水泥生產(chǎn)線硬件投資大約需要1000萬美元左右，如果從我們國內(nèi)引進則還需要更多的資金——在1000萬美元的硬件投資資金外，還需要許可證等軟件、專家費用等，預(yù)計總共需要1500萬美元，這是比較龐大的數(shù)字，但是能保證噸熟料發(fā)電60度。

　　而在2007年初，我們國家第二代、第三代余熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)興起，大部分余熱發(fā)電設(shè)計單位、工程承包單位設(shè)計建設(shè)的項目基本能達到噸熟料發(fā)電30度電左右水平，采用自己裝備技術(shù)的投資要比1500萬美元便宜很多，因此我在當時并沒有大力推薦。

　　而如今，第二代、第三代余熱發(fā)電技術(shù)得到了很好地發(fā)展，我們下一步應(yīng)該怎么做？在我們現(xiàn)有的條件下，我們需要找出一個技術(shù)發(fā)展的方向和路線。

　　我一直在跟蹤觀察了解德國Lengfurt水泥廠采用的以色列ORMAT公司余熱發(fā)電系統(tǒng)和卡琳娜循環(huán)系統(tǒng)。但是如果要在我們中國水泥工業(yè)認真地推出這個兩項技術(shù)和方向，我仍感到有一些困惑，有幾個問題我回答不了。那就是，假如說ORMAT系統(tǒng)或者是卡琳娜循環(huán)系統(tǒng)——尤其是ORMAT系統(tǒng)已經(jīng)在德國Lengfurt水泥廠穩(wěn)定運行那么7、8年了，為什么在7、8年之內(nèi)并沒有得到進一步推廣？就算是從廠內(nèi)部來說，在冷卻機上應(yīng)用地很好，為什么沒有擴展到窯系統(tǒng)上應(yīng)用？而卡琳娜系統(tǒng)已經(jīng)在化工、鋼鐵等領(lǐng)域得到了應(yīng)用，但是在水泥廠里面也沒有得到應(yīng)用過。既然這個系統(tǒng)在理論上、技術(shù)上、運用上都沒有問題，而且效益上花4-5年時間就可以回收，效益應(yīng)該也可以說不錯，為什么卻一點都沒有得到推廣？我覺得我應(yīng)該先把這些問題搞清楚再來做推廣的事情。因此在最近這兩三年的時間之內(nèi)，我一直就在尋找問題的答案。我今天與大家分享一下最近兩年找到這個答案。當然這個答案也許不一定對，我只是提出來給大家交流商討。

　　第一個理由，90年代后期之后，這些國家——尤其是德國和日本的水泥工業(yè)一直很不景氣，一直在走下坡路，產(chǎn)量和需求每年都在下滑。日本的水泥工業(yè)余熱發(fā)電系統(tǒng)在70-80年代時期，就已經(jīng)發(fā)展得很好了，相當于我們國內(nèi)第一代、第二代的技術(shù)水平。80年代初他們的水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)噸熟料發(fā)電量就已能到30度左右。但是之后水泥工業(yè)逐漸處于不景氣之中，每年在增加新產(chǎn)能的同時，停掉很多條水泥生產(chǎn)線，全國原有80多條生產(chǎn)線，每年平均停2條左右。德國也是如此。在整個水泥行業(yè)不太景氣的大環(huán)境下，推廣余熱發(fā)電新技術(shù)受到了很大的阻礙。

　　04、05、06年三年內(nèi)，美國水泥工業(yè)裝備大幅度更新，總的產(chǎn)量在9000多萬噸，在三年之內(nèi)全部更新了5000萬噸產(chǎn)能的生產(chǎn)線，一半以上的舊產(chǎn)能停掉以后建新線，但是為什么在建新線的時候一點都沒有考慮采用卡琳娜循環(huán)技術(shù)的余熱發(fā)電系統(tǒng)呢？我認為主要是因為美國水泥需求量在逐步減少，處在不景氣的情況下，所以新技術(shù)推廣受到了影響。

　　第二個理由，在2000年以來這段時間之內(nèi)，全世界的水泥工業(yè)受“要求減少環(huán)境污染，實現(xiàn)環(huán)境保護”的壓力越來越大。一方面水泥的需求量在逐步降低，另一方面政府要求污染必須減少，達到周圍生態(tài)環(huán)境的零污染，這點要求的壓力非常大。因此水泥企業(yè)將很大的精力花在治理環(huán)境、實現(xiàn)零污染的工作中，尤其是德國。德國水泥企業(yè)家發(fā)現(xiàn)，相比有色、鋼鐵、煤炭等重化工業(yè)，水泥工業(yè)要達到對周圍環(huán)境的零污染是比較容易的——其他的重化工業(yè)除了粉塵污染，還有很多有害物質(zhì)的污染，而水泥主要是粉塵污染，因此將會首先達到對周圍環(huán)境的零污染。因此德國在這些方面繼續(xù)花了較大的精力。

　　2004年，德國的環(huán)境保護部門、科技部和德國水泥協(xié)會向全世界通報了一個消息：德國水泥工業(yè)在眾多重化工業(yè)中，率先達到了對周圍環(huán)境的零污染。正是因為如此，水泥工業(yè)的形象在05年之后，在德國乃至歐洲都得到了很大的提升。由于將大量的精力花在了“零污染”工作中，也可能分散了他們的注意力，沒有精力再來發(fā)展余熱發(fā)電技術(shù)。

　　第三個理由，去年年底世界金融危機蔓延，我想到了一個社會因素，而不是科學技術(shù)的因素。在目前資本主義極端高度發(fā)達的現(xiàn)狀下，國家對于涉及國防、軍事工業(yè)，將大力保持其發(fā)展優(yōu)勢，對于輿論關(guān)注特別高的行業(yè)，例如IT、信息工程、生物工程、金融等可以花最少的勞動力得到最大的經(jīng)濟利益的行業(yè)也比較關(guān)心。除此之外，對傳統(tǒng)的重化工業(yè)、關(guān)系到民間公眾的行業(yè)，都不怎么關(guān)心——尤其是在重化工領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新的激情在衰退，對于已經(jīng)成熟的新技術(shù)的推廣熱情也在衰退。

　　剛改革開放的時候，我們在國外的水泥公司、水泥制造商中看到，那些剛畢業(yè)的大學生的敬業(yè)精神、專研精神都非常高。但是現(xiàn)在再去那些企業(yè)，剛畢業(yè)公司的這些大學生和30年前比，就是不一樣，這點他們自己也承認。所以，正是因為這種激情的衰退，讓ORMAT系統(tǒng)和卡琳娜系統(tǒng)就一直被冷落這么多年。

　　相對地，對我們中國這些新興國家來說，我們遇到了一個很好的機遇——我們正好可以抓住這樣一個后發(fā)的優(yōu)勢，更好地利用先進技術(shù)，發(fā)展自己，實現(xiàn)跨越式的發(fā)展。當然我們首先要解決的是這項技術(shù)是否真的有經(jīng)濟價值，是否真的是一個發(fā)展的方向，然后我們才能慎重地向國內(nèi)余熱發(fā)電行業(yè)推廣——我覺得我們下一步的方向應(yīng)該是這么走的。

　　在我來參加第五屆純低溫余熱發(fā)電國際峰會的前一天，張人為會長特地找我談了關(guān)于上海盛合新能源公司在北京琉璃河水泥廠余熱發(fā)電項目示范工程的問題，這個工程和技術(shù)讓我對中國水泥工業(yè)余熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展很有信心。因此我今天認真地、慎重地推薦我們余熱發(fā)電今后發(fā)展的技術(shù)方向，應(yīng)該是以卡琳娜系統(tǒng)方向為主，卡琳娜循環(huán)系統(tǒng)甚至相比ORMAT系統(tǒng)要更好一些。剛才說到那幫10年后將要退休的同志，等這幫人退休時，我很有信心我們中國的水泥工業(yè)應(yīng)該可以實現(xiàn)水泥熟料生產(chǎn)對電能的零消耗，也就是噸熟料可以達到發(fā)電60度以上的水平，甚至發(fā)展地更好！

　　謝謝！