王燕谋:关于水泥行业全面深化改革的思考
水泥工业排放的CO2来源于三个方面:50%是原料中的CaCO3分解;40%是烧煤;10%是电力。为减排CO2,须减少CaCO3用量,降低煤耗和电耗。
我国减少CaCO3用量的主要方法是提高混凝土使用等级,使全社会水泥用量降低。工业发达国家普遍使用的混凝土等级是C50~C60,而我国普遍使用的混凝土等级是C30~C40。提高混凝土等级,在工程上可缩小建筑构件断面尺寸,从而减少水泥用量。我国如果能将混凝土等级由C30~C40提高到C50~C60,必将节省大量水泥,减排大量CO2。为提高混凝土使用等级,最关键措施是修订各种工程的设计和施工规范,这要由政府部门组织有关单位实施。
在煤耗方面,水泥工业的实际情况是:生产线规模愈大、煤耗愈低;另外,相同规模生产线在不同企业具有不同的煤耗指标,如日产5000t熟料生产线煤耗指标各厂大都波动在110~120kg/t之间。根据企业外部条件提高生产线规模,以及通过技术改造和对标管理等措施缩小煤耗指标差距,可使水泥工业煤耗进一步降低,相应减少CO2排放量。
水泥工业节电措施主要是改进粉磨技术和发展低温余热发电技术。目前我国粉磨技术的趋势是发展生料挤压磨终粉磨系统和水泥立磨终粉磨系统。低温余热发电一般可使企业节省40%的外购电量,从而减少相应的CO2排放量。至2013年尚有近790条水泥新型干法生产线上未安装低温余热发电系统。此外,许多企业的低温余热发电出力较低,仅30kWh/t左右,与较高出力的40~42kWh/t相比存在一定差距。增设低温余热发电装置和提高发电出力是水泥工业节电减排的又一个方面,水泥工业减排CO2的潜力很大。
碳排放权交易是在政府调控下利用市场机制减排温室气体的企业行为。在欧洲早已实行。2013年我国在广东省进行碳交易试点,海螺水泥出资购买了试点第一单,也是水泥行业购买的第一单,受到多方关注,称赞其很有远见。在今后的碳交易中,水泥企业根据自身需要理应积极参加。
3、降低粉尘和有害气体排放
在中共十八大和十八届三中全会精神指引下,改善空气质量、防治雾霾天气已成为各级政府目标责任的主要内容。2013年9月国务院颁发了《大气污染防治行动计划》,要求到2017年全国地级及以上城市可吸入颗粒物浓度比2012年下降10%以上。全国31个省级政府都已订立《大气污染防治目标责任书》。例如:京津冀PM2.5要下降25%;山西、山东、江苏和浙江要下降20%等。大气污染防治计划正在全国付诸实施,水泥企业应按政府要求积极行动起来,切实做好大气污染防治工作。
水泥企业对形成PM2.5相关的主要排放物是粉尘和有害气体NOx和SO2。为贯彻落实国务院的防治行动计划,环保部与相关单位于2013年12月27日联合发布了新修订的《水泥工业大气污染物排放标准》,将PM排放限值由50mg/m3下调到30~20mg/m3,NOx限值由800mg/m3下调到400~320mg/m3;SO2排放限值确定为200~100mg/m3。根据中国水泥协会《中国水泥年鉴》的资料,2012年中国水泥工业实际大气排放值为:粉尘915mg/m3;NOx593mg/m3;SO2为341mg/m3。可见,目前水泥工业有害物排放实际水平离新标准要求的指标尚有差距,减排任务仍然很重。
水泥工业尾气中的SO2来源于燃煤。有些企业为降低成本利用了当地廉价的高硫煤,造成尾气含有较高的SO2。选用低硫煤就可减少尾气中的SO2含量。须要说明,新型干法水泥企业不能使用高硫煤,因为气体中过高的SO2会造成窑尾系统结皮和堵塞,使设备无法正常运行。新型干法工艺条件要求废气中的SO2必须控制在较低水平,一般不超过200mg/m3。
水泥新型干法尾气中NOx量一般为500~600mg/m3,低于老标准800mg/m3限值,但高于新标准的400~320mg/m3。近几年一些水泥企业已始脱硝试点。采用较普遍的脱硝方法有两种:一种称低氮烧成技术,即通过烧成系统技术改造来降低尾气中的NOx;另一种称SNCR技术,即通过窑尾烧氨水或尿素将NOx还原成N2陏性气体,从而减少尾气中的NOx。使用SNCR技术除成本和安全问题外,还会增加煤耗和发生转移排放,提高单位熟料的CO2、NOx和SO2排放量。因此,脱硝的主要措施应是低氮烧成技术,当无法达到新标准限值时,可考虑采用SNCR技术作为补充。从目前试点的情况看,低氮烧成技术可使尾气中的NOx下降到400mg/m3左右;为使尾气中NOx达到320mg/m3及其以下,除采用低氮烧成技术外,须补充采用SNCR技术。
水泥工业的粉尘排放量较大,2012年实际排放值为老标准限值的18.3倍,为新标准的30.5倍~45.8倍。与NOx和SO2相比,粉尘污染仍是水泥工业环保的主要问题。我国有许多新型干法企业,特别是一些大型骨干企业,由于系统地采用了先进的收尘技术和严格地实施了全方位精细管理,其粉尘排放都低于新标准规定的限值,一般可达到低于20mg/m3。但有部分新型干法企业,特别是中小型企业,由于建设和管理不到位而超标排放,甚至有极少数企业为了省电而择时恶意排放。特别要提出的是,我国尚存年总产量1亿多吨的众多立窑企业,其粉尘排放依旧十分严重。为降低粉尘排放,一方面企业要提高环保意识,另一方面政府监管必须到位和强化,对不达标的新型干法企业要限期停产改造和整顿,立窑应加快淘汰。
4、水泥企业协同处置城市废弃物
很早以来,水泥企业已利用工业废渣高炉渣和粉煤灰等作原料或混合材。随着社会生产和城镇化的进展,出现了水泥企业协同处置城市废弃物的生产方式。
水泥企业协同处置的城市废弃物有工业废弃物和生活废弃物两大类。工业废弃物如:石油、化工、机械、医药、油漆、制币、水处理和木材加工等等工业的废弃物。生活废弃物如:厨余垃圾、橡胶轮胎、塑料、织物、纸制品和渣土等等。由于社会工业化程度、民众生活水平和环保意识等的差别,各国废弃物的品种结构、处理程度和方法都有所不同。
水泥企业协同处置城市废弃物的方法有两种,水泥窑煅烧和焚烧炉焚烧。水泥窑煅烧的优势是:水泥窑煅烧温度在1500℃以上,可使有害物质都进行分解并熔入熟料;水泥窑窑尾排出的高温气体遇到低温生料便迅速冷却,在二恶英形成温度区停留时间极短,所以排出废气中的二恶英含量非常低;煅烧废弃物的灰渣全部进入熟料,灰渣中的有害重金属被熟料的晶体所固熔,水泥使用时不会被水溶出。在没有水泥窑的城市,水泥企业可采用焚烧炉焚烧的方法协同处置城市废弃物,将焚烧炉烟灰和渣收集到水泥窑中煅烧,采用水泥生产相关技术使焚烧炉废气中的二恶英降低到允许范围以内。水泥企业可将协同处置城市废弃物工作延伸成环保产业。
水泥企业协同处置城市废弃物在工业发达国家早已兴起,进入新世纪后在我国也已开始发展。根据中国实际情况,水泥企业选择了某些工业废弃物、污水处理厂污泥和生活垃圾等废弃物作为水泥窑协同处置的突破口,并取得成功。目前,全国已在20多条新型干法生产线上进行水泥窑协同处置城市废弃物的作业。水泥企业采用焚烧炉协同处置城市生活垃圾项目正在众多中小城市推广。
为进一步做好此项工作,政府须在政策、法规、标准和社会管理等方面进行推进,水泥企业须在废弃物评估、运输、入厂、分析、贮存、预处理和投料等环节进行严格有效控制;建立相应的操作规程、检验制度和污染物处理应急预案;加强人员培训和规范上岗制度。在政府和企业的共同努力下,水泥企业协同处置城市废弃物的事业才能有序健康发展。
5、美化环境
美化环境是一项积极的环保措施,也是水泥企业生态文明建设必不可少的重要内容。
参照花园式工厂——池洲海螺的经验,为美化环境,要做好以下几方面工作:
厂区绿化,种植花草树木,开辟或保护水塘,确保一定的绿化面积。
建设环保缓冲区,在工厂与周边区域之间建立绿色缓冲带,环绕工厂形成一个森林圈,不仅可改善厂区小气候,还可减轻工厂噪音、热辐射、粉尘和气体排放对周边环境的影响。
矿山绿化和复垦,恢复矿区生态,确保矿区生态文明,根据企业具体情况建立一定规模的苗圃,不断满足工厂绿化的需要。
将美化环境事项列入企业日常管理工作,建立专业队伍,使环境美化程度不断升级。
水泥行业的每个企业都应办成花园式工厂,实现多代水泥人的共同梦想。
科技体制改革问题
计划经济时期科技体制的弊端是科研与生产脱节。科研单位按国家计划开展工作,科研成果交给政府,由政府组织科研成果到生产中去推广。在这种情况下,科研成果往往不能适应生产条件和生产需要,其后果是有的推广速度很慢,有的甚至无法推广而被搁置。计划经济的科技体制导致创新慢、浪费大,必须对其进行改革,改革的基本方向是科研与生产密切结合,将结合点由政府下放到企业。
十八届三中全会决定中指出:“发挥市场对技术研究方向、路线选择、要素价格、各类创新要素配置的导向作用。建立产学研协同创新机制,强化企业在技术创新中的主体地位”。“推进应用型技术研发机构的市场化、企业化改革,建设国家创新体系”。这是三十多年来科技体制改革的总结和提升,是当前科技体制改革的基本理论,为今后改革指明了道路。
在人类自然科学实践活动中,科研工作分基础研究和应用研究两大类。水泥产业的科研工作属应用研究范畴。在应用研究中,分应用理论研究、性能与品种研究开发和生产技术研究开发。技术开发包括工艺与装备的研究开发。
进入二十一世纪后,我国水泥生产技术研发的科技体制改革取得很大进展,已创造出丰硕的研发成果。中材国际股份公司是科技企业设立技术开发创新体系的典型。二十一世纪初,中国中材集团在党中央改革开发政策指引下,重组水泥设计研究院和工程建设公司,成立中材国际股份公司,同时在股份公司内组建了水泥工程设计、施工、服务一条龙产业链和水泥装备技术开发、生产、应用相结合的创新体系。中材国际依靠创新体系,在多年来技术引进、消化吸收和自主开发的基础上,成功开发出日产2500吨、5000吨和10000吨熟料新型干法成套设备,为中国水泥工业实现由立窑等落后技术向新型干法先进技术的转型,发挥了关键作用。中材国际还组织水泥成套装备随工程承包业务一起走向国际市场。中材国际在国际市场上水泥工程承包量已占总量的40%,水泥成套装备相应地大量出口。对比二十世纪末依靠进口装备发展新型干法的困境,中国水泥同行们无不为之感到自豪。
海创控股公司是生产企业创建技术开发创新体系的典型。为适应水泥工业可持续发展的需要,海创与日本川崎重工合作组建集技术开发、装备制造与应用服务三位一体的科技型公司,现已开发出低温余热发电锅炉、立式辊磨、水泥窑处置城市生活垃圾设备和处置城市生活垃圾的炉排焚烧炉。低温余热锅炉运转率高,每吨熟料发电40度以上,是全国效率最高的水泥余热发电设备。立式辊磨与国外著名厂家的立磨相比,运行平稳,使用和检修方便,深受操作人员欢迎。水泥窑处置城市生活垃圾设备和炉排焚烧炉已试用成功,都在全国推广。海创为水泥工业节能减排和环境保护作出了重要贡献。
在开发、制造和应用密切结合的架构下,海创与外国著名机械装备公司合作生产水泥装备的特点是,开发速度快、装备技术水平高、开发成果易于推广。海创的技术开发模式是一个重大创举,加快了水泥工业的持续进步。2013年,中材国际与国际著名机械装备公司——德国Hazemag签订合作协议,共同开发水泥装备,这是提高我国水泥关键装备质量的一个捷径。
中国水泥行业技术开发成果有目共睹。但性能与品种的研究开发进展缓慢,未能出现显眼的成果,前景并不乐观。水泥行业目前有些中小企业正在研究开发和生产特种水泥,但研究开发和应用推广的力量太弱,无能力开发出新型特种水泥。有的研发机构虽有较强的研发力量,但未能进入企业与生产、应用相结合,很难取得有实效的科技成果。
水泥工业正面临着资源环境约束的巨大压力。政府部门通过国发[2003]41号文提出了发展新型特种水泥的要求。面对这样的新形势,水泥行业的唯一出路就是加快创新,别无其他选择。为实现水泥科技创新,首先应沿着十八届三中全会指引的道路,深化科技体制改革。在生产技术开发领域,根据市场需要,水泥行业可建立更多的以企业为主体的创新体系;对现已建立的创新体系应围绕形成长效创新激励机制深化改革。在性能与品种研发领域,科研单位要加快市场化、企业化进程,走出院门与企业相结合,组建科研、生产、应用协同创新体系;根据市场和原燃料条件,一些大中型企业也可建立产学研相结合的创新体系,加快水泥性能和水泥品种的创新进程。
水泥行业应在以习近平同志为总书记的党中央正确领导下,坚持贯彻十八届三中全会决定,克服当前一切困难,更好地科学发展,为实现伟大民族复兴的中国梦作出更大贡献。
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