超低排放要从全生命周期角度统筹考虑节能减污降碳协同增效

来源: 来源: 数字水泥网 发布时间:2024年01月31日

一、背景

30余年来,我国都是世界最大的水泥产销国。2023年,全国累计水泥产量(包括通用水泥、特种水泥等20余种)20.23亿吨,占全世界总产量的一半以上。水泥行业列入大气污染防治重点行业,主要是由于水泥产能基数大而对空气质量有影响。水泥生产的污染排放物主要是颗粒物、氮氧化物和二氧化硫等。

早在2021年,《中共中央 国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》明确要求推进水泥行业企业超低排放改造。2023年,国务院印发《空气质量持续改善行动计划》,把重点行业超低排放改造作为有效降低全社会污染排放、持续改善空气质量的有力举措。河北、河南、山东、山西、浙江等重点区域以及宁夏、福建等省份率先开展了水泥超低排放改造,排放限值严于国标要求,取得了很好的经验积累,为全国范围内推进打下坚实基础。

近日,生态环境部会同国家发展改革委、工业和信息化部、财政部、交通运输部联合印发了《关于推进实施水泥行业超低排放的意见》(以下简称《意见》)。该《意见》对水泥行业提升全工序、全流程大气污染治理水平,推动行业绿色低碳转型升级,促进空气质量持续改善,为深入打好污染防治攻坚战提供了很好的指导作用和政策支撑。

二、哪些区域和水泥企业涉及超低排放改造?

根据《意见》主要目标,到2025年底前,重点区域力争50%水泥熟料产能完成改造,区域内大型国有企业集团基本完成有组织、无组织超低排放改造;到2028年底前,重点区域水泥熟料生产企业基本完成改造,全国力争80%水泥熟料产能完成改造。

《空气质量持续改善行动计划》将大气污染防治重点城市总数调整为82个。大气污染防治重点区域为京津冀及周边地区、长三角地区和汾渭平原。

京津冀及周边地区“2+36城市”。包含北京市,天津市,河北省石家庄、唐山、秦皇岛、邯郸、邢台、保定、沧州、廊坊、衡水市以及雄安新区和辛集、定州市,山东省济南、淄博、枣庄、东营、潍坊、济宁、泰安、日照、临沂、德州、聊城、滨州、菏泽市,河南省郑州、开封、洛阳、平顶山、安阳、鹤壁、新乡、焦作、濮阳、许昌、漯河、三门峡、商丘、周口市以及济源市。

长三角地区。包含上海市,江苏省,浙江省杭州、宁波、嘉兴、湖州、绍兴、舟山市,安徽省合肥、芜湖、蚌埠、淮南、马鞍山、淮北、滁州、阜阳、宿州、六安、亳州市。

汾渭平原。包含山西省太原、阳泉、长治、晋城、晋中、运城、临汾、吕梁市,陕西省西安、铜川、宝鸡、咸阳、渭南市以及杨凌农业高新技术产业示范区、韩城市。

大气污染防治重点城市至少覆盖了5亿吨水泥熟料产能,涉及400余条水泥熟料生产线,其中央企国企产能占比高。

到2025年底,测算重点区域需要完成超低排放改造的水泥熟料产能在2.5亿吨左右,其中大型国有企业集团基本完成超低排放改造。

到2028年底,重点区域涉及的水泥熟料产能应当全部改造完毕。随着水泥行业化解过剩产能工作深入推进,无形中也助推水泥熟料企业超低排放改造完成进度提升。全国力争80%水泥熟料产能完成改造意味着届时约有15亿吨产能要完成改造,结合压减过剩产能工作推进可能有20%的产能退出,2028年底完成80%改造的目标要求,相当于全国存量水泥熟料企业和新改扩建项目全部要完成超低排放改造。

三、超低排放有哪些政策激励?

《意见》提出,通过全国碳排放权交易市场,对在超低排放改造时统筹开展减污降碳改造,实现减少温室气体排放的企业形成正向激励。对超低排放实行差异化环保管理政策。对于已完成超低排放改造并公示的水泥企业,可开展A级绩效评级工作,完成A级绩效评定的,享受A级企业相关优惠政策。

目前,水泥行业有7+1个试点进行碳排放权交易,如何在超低排放改造时用好激励,还需要一系列的制度设计。

为落实习近平总书记精准治污、科学治污、依法治污的重要批示精神,积极有效应对重污染天气,生态环境部大气环境司于2020年印发了《重污染天气重点行业应急减排措施制定技术指南(2020年修订版)》(环办大气函〔2020〕340号),在2024年1月23日,生态环境部印发《关于进一步优化重污染天气应对机制的指导意见》(环大气〔2024〕6号)。为进一步规范和指导重点行业绩效分级工作,《重污染天气重点行业绩效分级及减排措施技术指南 水泥工业》将作为系列国家生态环境标准出台。

《意见》提出加大经济政策支持力度。对实施超低排放改造的企业,按照有关规定,予以税收、信贷、融资等方面支持。结合前段时间工信部等八部门发布的《关于加快传统制造业转型升级的指导意见》,应当鼓励产业投资基金加大传统制造业股权投资支持力度。发挥多层次资本市场作用,支持符合条件的传统制造业企业通过股票、债券等多种融资方式进行技术改造或加大研发投入,通过并购重组实现转型升级。

水泥行业深度减排已成为各界的共识,期待有实质性补贴优惠政策落地。

四、超低排放是鼓励导向,企业必须执行吗?

超低排放不是硬性要求。达标排放是企业的法定责任,超低排放是鼓励导向。不会处罚无法达到超低排放改造要求的企业,对于达到超低排放改造要求的企业会加大支持力度。主要还是为了提升促进企业自发改造的积极性,并且列入淘汰退出计划的企业或设施不再要求实施超低排放改造。水泥行业作为超低排放改造重点行业,已开始积极响应超低排放改造要求,有的大企业集团还在年度技术改造清单中预留了相关预算,制定了时间表和路线图等。

国有企业是中国特色社会主义的重要物质基础和政治基础,是中国特色社会主义经济的“顶梁柱”。水泥行业国有企业产能规模占比高,有主导地位,在落实党中央决策部署具有更大的政治和实力优势。以水泥为主营业务的央企国企发展较快,体量大、“筋骨”强健、市场主导能力和抵御化解风险能力较强,是承担环境保护责任的先锋,在超低排放改造中将发挥示范带动作用。

从文件要求本身来讲,超低排放改造不是硬性要求,但面对产能严重过剩的压力,有些省市出台了与超低排放一致的水泥排放地方标准,超低排放改造就成为了法定责任,所有不退出的企业,不管意愿如何,都要进行超低排放改造,实现超低排放下的达标排放。

五、水泥行业如期完成超低排放改造有哪些困难和压力?

根据《意见》主要指标,有组织排放指标方面,水泥窑及窑尾余热利用系统在基准含氧量10%的条件下,废气颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度小时均值分别不高于10mg/m³、35mg/m³、50mg/m³。无组织排放控制措施方面,物料储存、物料输送、生产工艺过程等无组织排放源,在保障安全生产的前提下,采取密闭、封闭等有效控制设施,做到产尘点及生产设施无可见烟粉尘外逸,厂区整洁无积尘。清洁运输方面,进出企业的原燃料采用清洁方式运输比例不低于80%;达不到的企业,汽车运输部分全部采用新能源或国六排放标准车辆;重点区域企业清洁方式运输比例达不到80%部分,要采用新能源车辆替代。产品运输优先采用清洁运输方式,汽车运输全部采用新能源或国六排放标准车辆。

按照GB 4915《水泥工业大气污染物排放标准》一般区域水泥窑及窑尾余热利用系统的颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放限值分别不高于30mg/m³、200mg/m³、400mg/m³,重点区域对应的排放限值分别不高于20mg/m³、100mg/m³、320mg/m³,这意味着超低排放指标相对于一般区域降低66.67%、82.5%、87.5%,相对于重点区域指标降低50%、65%和84.375%。

水泥行业要如期完成超低排放改造目标的压力主要有三个方面:一是技术层面,超低排放的指标要求高,脱硝等技术工艺还在不断完善提升中,监测技术规范尚需进一步统一;二是成本层面,就环保板块而言,如果全部如期改造,将带动几十亿元的直接环保投资;但是,这些成本增量都将由超低排放实施主体水泥企业来承担。在水泥行业效益不断下滑的情况下,改造成本相当于生产成本增加10%左右,即使是有资金优势的企业也面临较大的超低排放改造投资压力;三是竞争层面,在水泥行业产能严重过剩背景下,环保投入不积极的企业,面临‘环保约束’的挤出,有生存压力;同时,有意愿改造的企业也有顾虑,担忧改造后成本飙升,被没有实施改造的同行用低成本抢夺市场份额,陷入两难局面。

六、对水泥行业结构调整有哪些影响?

《意见》顶层设计的初衷,除了促进空气质量持续改善,深入打好污染防治攻坚战之外,还要推进产业升级,结构调整。超低排放改造推动产业结构调整的作用如何,还需要就具体实施效果来观察。但总体而言,一是有利于低效过剩产能出清。目前环保、节能、质量、安全、工艺技术“五把尺子”发挥的作用越来越明显。《意见》也提到了适时修订水泥工业大气污染物排放标准。环保标准的提升,对低效产能“挤出”力度加大。二是有利于大型企业发挥引领示范作用。大型企业集团实力雄厚,已经率先开展了超低排放改造工作,大型企业集团借助环保改造进一步实现优势升级,提升市场整合能力。三是有利于行业高质量发展。通过超低排放改造,行业高质量发展水平将整体大幅跃升。

七、超低排放脱硝技术有哪些?

目前,成熟稳定的污染治理技术较多,除尘、脱硫技术已经改造过多轮,还需要进一步推进的主要是脱硝技术,如高温低尘(微尘)SCR一体化技术、水泥窑生物质气化节煤、降氮技术、热碳还原—SNCR—精准脱硝等,建设投资费用在1500万元—3000万元左右,加上使用氨水等运营费用较高以及目前水泥行业下行导致水泥窑运转率偏低等情况,每吨水泥熟料成本费用(按照5年—10年设备折旧)要增加十几元左右。并且,深度脱硝工艺带来的能耗料耗增加,以及氨逃逸造成的二次污染等,也是必须要重视的。

除了传统的SNCR、SCR脱硝技术外,脱硝复合技术也在发展之中,研发方向是在NOX达到超低排放限值50mg/m3的前提下,实现成本相对低、节能、运行稳定,少用氨水、避免氨逃逸等。

(一)高温低尘(微尘)SCR一体化技术

高温微尘SCR一体化技术可以解决水泥熟料制备系统高粉尘浓度对催化剂的堵塞、磨损、中毒等问题。与传统的SCR相比,实现除尘脱硝一体化,降低氨水使用量,大幅减少氨逃逸的同时,实现NOx排放浓度低于50mg/Nm3的超低排放。该技术集高温电除尘器、金属滤袋除尘器和SCR脱硝反应器设计为一体,通过机电袋三级复合除尘新技术,采用耐高温金属滤袋,降低进入脱硝系统前的粉尘浓度,实现低尘工况下脱硝,缓解SCR催化剂易堵塞、磨损、中毒、寿命短、氨逃逸大的问题,延长催化剂的使用寿命,降低运行成本。

(二)热碳还原—SNCR—精准脱硝

热碳还原法是在窑尾烟室与分解炉之间增加脱硝反应器,利用煤粉作为还原剂与烟气中的氮氧化物发生化学反应,生成氮气和CO2的方法。该方法能把窑尾烟气在进入分解炉前就将NOx控制得较低,减轻分解炉的脱硝负担,实现源头削减。其原理主要是采用分层级安装可独立控制的喷枪组,根据工况控制氨水的喷射位置及喷射量,达到提高脱硝效率、减少氨水用量、降低氨逃逸。

(三)水泥窑生物质气化节煤、降氮技术

水泥窑生物质气化节煤、降氮技术不使用氨水作为还原剂,通过生物质气化替代燃煤,生物质经热解气化系统后产生生物燃气,经风机增压,由燃烧器喷嘴及气体再燃喷嘴送入分解炉,使NOx还原成N2。

目前,水泥产能严重过剩,效益大幅下滑,经济成本压力较大,超低排放改造要探索从工艺源头减排的路径,坚持数智化、低碳化,从整个生产的能耗、料耗、经济成本、“双碳”角度来考虑协同增效。

(笔者李琛系中国水泥协会副秘书长、政策研究中心主任,碳专委秘书长)