余熱發(fā)電助力水泥行業(yè)節(jié)能減排

  國家統(tǒng)計局發(fā)布的2010年統(tǒng)計公報顯示，2010年中國能源消費總量32.5億噸標準煤，比2009年增長5.9%。根據(jù)可回收利用余熱資源占燃料消耗總量的占比測算，我國每年可回收利用的余熱資源高達3.315～13.065億噸標準煤，節(jié)能潛力巨大。

  “十二五”期間，“節(jié)能減排，低碳生活”為國家的產(chǎn)業(yè)政策重點之一，水泥行業(yè)余熱發(fā)電是利用水泥窯熟料煅燒過程中產(chǎn)生的廢氣余熱進行發(fā)電，無需額外增加一次能源消耗，機組隨水泥窯啟停，不僅節(jié)約能源、有利于環(huán)境保護，還能提高企業(yè)的市場競爭力，擴大產(chǎn)品的盈利空間，因此，國內(nèi)的許多水泥生產(chǎn)企業(yè)在建設(shè)熟料生產(chǎn)線的同時，都紛紛規(guī)劃實施余熱發(fā)電項目。據(jù)《中國余熱發(fā)電行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃》分析，預(yù)計，到2015年，余熱余壓發(fā)電將實現(xiàn)新增裝機2000萬千瓦。按照每千瓦造價5000元計算，“十二五”期間水泥余熱余壓發(fā)電將形成1000億元投資規(guī)模。

  國家政策推動 漸成規(guī)模

  隨著世界經(jīng)濟快速發(fā)展、新型節(jié)能技術(shù)的推廣應(yīng)用，充分利用有限的資源和發(fā)展水泥窯余熱發(fā)電項目已經(jīng)成為水泥業(yè)發(fā)展的一種趨勢，也完全符合國家產(chǎn)業(yè)政策。

  2006年10月，國家發(fā)改委頒布了《水泥工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》，明確提出，國家鼓勵和支持企業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，新型干法窯系統(tǒng)廢氣余熱要進行回收利用，鼓勵采用純低溫廢氣余熱發(fā)電。

  2010年1月，工業(yè)和信息化部發(fā)布了《新型干法水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)推廣實施方案》，提出計劃用4年時間（2010~2013年），對日產(chǎn)量2000噸以上的新型干法水泥窯推廣純低溫余熱發(fā)電改造項目，使日產(chǎn)量2000噸以上的新型干法水泥生產(chǎn)線余熱發(fā)電配套率達到95%以上，形成427萬噸標準煤的節(jié)能能力。

  2010年11月，工業(yè)和信息化部印發(fā)了《關(guān)于水泥工業(yè)節(jié)能減排的指導(dǎo)意見》，并出臺水泥工業(yè)節(jié)能減排“十二五”目標。工業(yè)和信息化部明確提出，到“十二五”末，全國水泥生產(chǎn)平均可比熟料綜合能耗小于114千克標準煤/噸，水泥綜合能耗小于93千克標準煤/噸。水泥顆粒物排放在2009年基礎(chǔ)上降低50%，氮氧化物在2009年基礎(chǔ)上降低25%，二氧化碳排放強度進一步下降。在新型干法水泥生產(chǎn)線上普遍應(yīng)用余熱發(fā)電、高效粉磨技術(shù)、電機變頻等技術(shù)，重點水泥企業(yè)加快建設(shè)能源管理中心。大城市周邊的水泥企業(yè)基本形成協(xié)同處置城市生活垃圾和城市污泥的能力，使水泥工業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榧骖櫸廴疚锾幹玫男屡d環(huán)保產(chǎn)業(yè)。

  2011年11月，工業(yè)和信息化部印發(fā)的《建材工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》明確，把余熱發(fā)電技術(shù)作為重點推廣的節(jié)能減排技術(shù)，通過淘汰落后，推廣余熱發(fā)電、節(jié)能粉磨、變頻調(diào)速、水泥助磨劑、廢渣綜合利用等技術(shù)，2010年每噸新型干法水泥熟料綜合能耗降至115千克標準煤，比2005年下降12%。年綜合利用固體廢棄物超過4億噸。55%的新型干法水泥生產(chǎn)線配套建設(shè)了余熱發(fā)電裝置。建成一批利用水泥窯無害化最終協(xié)同處置城市生活垃圾、城市污泥、各類固體廢棄物示范工程。

  2012年7月，環(huán)境保護部公布《水泥工業(yè)污染防治技術(shù)政策（征求意見稿）》和水泥工業(yè)污染防治最佳可行技術(shù)指南（征求意見稿）》，表明國家將通過水泥工業(yè)污染防治技術(shù)的收緊，全面削減水泥工業(yè)污染物的排放。通過分析行業(yè)市值排名前十企業(yè)發(fā)布的社會責任報告或環(huán)境報告書發(fā)現(xiàn)，水泥上市公司通過余熱發(fā)電技術(shù)使得能源消耗大幅減少。

  2012年12月，國家電監(jiān)會出臺我國首個余熱發(fā)電并網(wǎng)意見，就水泥窯低溫余熱發(fā)電機組的并網(wǎng)程序、電量消納、收費行為等作了明確規(guī)定。專家指出，規(guī)范余熱發(fā)電并網(wǎng)，對維護企業(yè)合法權(quán)益、提高能源利用效率、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟具有重要意義。此次出臺意見規(guī)定，電網(wǎng)企業(yè)在接到水泥窯低溫余熱發(fā)電機組接入電網(wǎng)申請后，應(yīng)及時組織接入系統(tǒng)方案審核及并網(wǎng)驗收，審核結(jié)果應(yīng)書面通知相關(guān)企業(yè)。

  近日，國務(wù)院公布的《2014~2015年節(jié)能減排低碳發(fā)展行動方案》明確，推進實施重點工程，大力實施節(jié)能技術(shù)改造工程，運用余熱余壓利用、能量系統(tǒng)優(yōu)化、電機系統(tǒng)節(jié)能等成熟技術(shù)改造工程設(shè)備，形成節(jié)能能力3200萬噸標準煤。加快實施節(jié)能技術(shù)裝備產(chǎn)業(yè)化示范工程，推廣應(yīng)用低品位余熱利用、半導(dǎo)體照明、稀土永磁電機等先進技術(shù)裝備，形成1100萬噸標準煤。

  據(jù)統(tǒng)計，截至2011年年底，全國投運的新型干法生產(chǎn)線已經(jīng)達到1513條左右，可實施余熱發(fā)電改造的生產(chǎn)線1144條，其中有861條生產(chǎn)線已建成704臺（套）低溫余熱發(fā)電機組，實施比例達到75%，總裝機容量580.8萬千瓦，年發(fā)電量352億千瓦時，每年可節(jié)約標煤1056萬噸。

  可以看出，在國家政策的推動下，水泥行業(yè)余熱發(fā)電已初具規(guī)模，而且水泥生產(chǎn)的綜合熱利用率可提高到95%以上，節(jié)能減排和經(jīng)濟效益明顯，水泥行業(yè)余熱發(fā)電將對整個行業(yè)的節(jié)能減排起到較大作用。

  眾多企業(yè)參與 效果顯著

  水泥窯純低溫余熱發(fā)電是一項將水泥窯中低溫廢氣余熱轉(zhuǎn)化為電能的節(jié)能技術(shù)，可有效提高水泥生產(chǎn)過程中的能源利用效率，降低能源消耗，減輕環(huán)境熱污染。國際水泥窯余熱發(fā)電市場，除日本以外，其他國家水泥窯余熱發(fā)電的普及率不高，技術(shù)裝備相對落后。我國水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)無論從技術(shù)裝備水平還是發(fā)電效率都處于全球領(lǐng)先地位，未來的前景十分廣闊。

  據(jù)了解，早在1995年，首套水泥低溫余熱發(fā)電示范項目在海螺集團寧國水泥廠建成投產(chǎn)，成為國內(nèi)水泥窯純低溫余熱發(fā)電的最早應(yīng)用者。該項技術(shù)還被列為國家十大重點節(jié)能工程之一。截至2011年年底，海螺水泥余熱發(fā)電機組的規(guī)模達到708.96兆瓦，年發(fā)電量約45.1億千瓦時，按照火力發(fā)電同口徑計算，年節(jié)約162.4萬噸標煤，減排433.04萬噸二氧化碳。塔牌集團通過優(yōu)化公司6條新型干法旋窯生產(chǎn)線余熱發(fā)電的操作管理，提高了余熱發(fā)電的綜合利用效率，實現(xiàn)余熱發(fā)電系統(tǒng)供電24060.46萬千瓦時，比2010年度多供電4231.8萬千瓦時，節(jié)約標煤17096噸。亞泰集團所屬子公司吉林亞泰水泥有限公司對1~4號水泥熟料生產(chǎn)線進行純低溫余熱發(fā)電節(jié)能改造，年增余熱發(fā)電量0.99億千瓦時，年節(jié)約標煤3.46萬噸。冀東水泥共投產(chǎn)純低溫余熱發(fā)電機組31臺（套），總裝機容量超過297兆瓦，累計發(fā)電16.4億千瓦時，相當于節(jié)約標煤59萬多噸，減少二氧化碳排放150多萬噸。

  在海螺水泥等最早進行水泥窯余熱發(fā)電的領(lǐng)軍企業(yè)帶動下，越來越多的水泥企業(yè)加入到了水泥窯余熱發(fā)電的行列中。海南華盛水泥上馬的余熱發(fā)電，拉開了海南昌江循環(huán)經(jīng)濟工業(yè)園區(qū)內(nèi)3家水泥生產(chǎn)企業(yè)節(jié)能減排的序幕，也給企業(yè)帶來了令人驚喜的回報。據(jù)華盛水泥廠運行部負責人介紹，該廠目前僅余熱發(fā)電項目已投入1.5億多元，年發(fā)電量達3億千瓦時，占企業(yè)年用電量的五分之二強。這不僅為企業(yè)節(jié)約了電費，還在全省用電旺季時為企業(yè)提供了電力支撐。如今，余熱發(fā)電技術(shù)在昌江3家水泥生產(chǎn)企業(yè)均得到應(yīng)用，同時各企業(yè)水泥生產(chǎn)工藝也都達到了國內(nèi)、甚至國際領(lǐng)先水平。

  河北金隅鼎鑫水泥是國家千家、河北省雙百重點節(jié)能企業(yè)，被視為建材行業(yè)的節(jié)能減排標兵，也是市質(zhì)監(jiān)系統(tǒng)重點幫扶的企業(yè)之一。該公司積極推進余熱發(fā)電等節(jié)能改造技術(shù)。近幾年，公司累計投入5.5億元，持續(xù)對生產(chǎn)線進行節(jié)能技術(shù)改造，在市、縣兩級質(zhì)監(jiān)局的幫助下，積極推進余熱發(fā)電、風(fēng)機變頻、電收塵改造為袋收塵、生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化等節(jié)能減排技術(shù)改造項目。按目前能耗實際達到的水平，電耗比國內(nèi)熟料綜合電耗75度平均水平，降低21.7度，日可節(jié)電13.6萬度；每噸熟料煤耗比先進水平110千克降低8.0千克，年可節(jié)約優(yōu)質(zhì)煤近1.6萬噸。

  推進水泥窯純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，是葛洲壩集團公司近幾年節(jié)能工作的重點。該集團七個所屬子公司（廠）年余熱發(fā)電約4.2億度，相當于節(jié)約標煤12萬噸，減排二氧化碳30萬噸。水泥余熱發(fā)電項目實現(xiàn)余熱回收和發(fā)電、并網(wǎng)的全過程自動控制，具有利廢、環(huán)保、節(jié)能三重效果。據(jù)該公司相關(guān)負責人介紹，公司余熱電站發(fā)電量可滿足水泥生產(chǎn)線用電的四分之一到三分之一，噸熟料成本大幅度降低，社會、經(jīng)濟效益顯著。

  隨著國家政策法規(guī)的日益完善，眾多水泥企業(yè)上馬了水泥窯余熱發(fā)電項目，這既是水泥行業(yè)節(jié)能減排的絕佳途徑，又符合國家現(xiàn)行產(chǎn)業(yè)政策，是水泥行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。