統一超低排放標準、推廣普及深度治理技術(shù)是“十四五”水泥行業(yè)減污降碳關(guān)鍵
【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】我國是水泥生產(chǎn)和消費大國,2021年水泥產(chǎn)量為23.8億噸,占世界總產(chǎn)量的57%(國家統計局,2021)。水泥行業(yè)是我國大氣污染物和二氧化碳(CO2)排放貢獻較大的重點(diǎn)行業(yè)之一,雖然污染物排放強度整體呈下降趨勢(生態(tài)環(huán)境部,2022),但排放量仍處高位,2020年,水泥行業(yè)的二氧化碳的排放量為13.7億噸,氮氧化物(NOx)和顆粒物(PM)的排放量分別為72.2和83.8萬(wàn)噸。“十三五”期間,我國水泥產(chǎn)量以及水泥行業(yè)的主要污染物與CO2排放量如圖1。
圖1“十三五”期間中國水泥行業(yè)污染物排放趨勢
數據來(lái)源:GlobalCarbonBudget2016-2020,2016-2020年歷年中國生態(tài)環(huán)境統計年報,2017-2021年歷年中國統計年鑒
2020年,水泥行業(yè)的顆粒物和氮氧化物排放分別占全國工業(yè)源排放總量的20.9%和17.3%(生態(tài)環(huán)境部,2022),CO2排放量占全國排放總量的13%左右(李琛,2022)且呈上升趨勢,僅次于電力行業(yè)和鋼鐵行業(yè)。因此,加速推動(dòng)水泥行業(yè)減污降碳對我國空氣質(zhì)量持續改善和雙碳目標的實(shí)現都至關(guān)重要。
“十四五”以來(lái),國家和地方層面采取的減污降碳政策和措施及落實(shí)進(jìn)展
1.水泥行業(yè)減污降碳頂層設計逐步完善,全面提升排放與能效水平
進(jìn)入“十四五“時(shí)期,國務(wù)院、國家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部、工信部等多部委發(fā)布了多項政策文件,都將水泥行業(yè)作為實(shí)現減污降碳協(xié)同增效的重要抓手,為推進(jìn)水泥行業(yè)減污降碳提供了良好的政策引導和頂層設計(詳見(jiàn)表1)。
在“減污”方面,水泥行業(yè)的超低排放改造在“十四五”初期被提上日程并逐步在全國實(shí)施,水泥行業(yè)也成為繼電力行業(yè)和鋼鐵行業(yè)之后,我國第三個(gè)全面啟動(dòng)超低排放的重點(diǎn)行業(yè)。此外,中國水泥協(xié)會(huì )批準發(fā)布了《水泥工業(yè)大氣污染物超低排放標準》團體標準,自2022年7月20日起實(shí)施。標準中水泥窯及窯尾余熱利用系統污染物最高允許排放濃度分別為,PM—10mg/m3,NOx—100mg/m3,二氧化硫(SO2)—50mg/m3。團體標準的實(shí)施為水泥行業(yè)超低排放改造提供了新的依據和參考。
在“降碳”方面,2022年國家也出臺了多份水泥行業(yè)節能降碳的政策文件,都提出了要降低能耗,提高能效。2022年10月,國家發(fā)布了新修訂的《水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額》(GB16780-2021)標準。與修訂前的標準相比,能耗標準限額值指標要求加嚴了5%—10%,進(jìn)一步促進(jìn)水泥行業(yè)結構調整,為水泥行業(yè)碳排放強度進(jìn)一步下降提出了明確要求。
表1近期水泥行業(yè)減污降碳相關(guān)國家政策
隨著(zhù)我國水泥行業(yè)資源、能源利用化水平的提高,超低排放改造、嚴禁新增產(chǎn)能、產(chǎn)能減量置換、和常態(tài)化錯峰生產(chǎn)等有效的減污降碳政策的推行,我國水泥行業(yè)在“十三五”向“十四五”過(guò)渡期間污染物排放量下降,CO2排放有逐漸達到峰值的趨勢(孫挺,2022)。
2.部分“超低”地標嚴于國標,錯峰生產(chǎn)與壓減產(chǎn)能促減排
在國家層面政策的引導下,各級地方政府相繼出臺了有關(guān)水泥行業(yè)減污降碳的政策和實(shí)施方案,以期盡快落實(shí)相關(guān)行動(dòng)。廣東、山東、河南、寧夏等?。ㄗ灾螀^)已出臺《水泥行業(yè)超低排放實(shí)施方案》,計劃在“十四五”期間完成全部水泥產(chǎn)能的超低排放改造,助力水泥行業(yè)全面向超低排放邁進(jìn)(如圖2)。
圖2部分省份水泥行業(yè)超低排放改造方案發(fā)布時(shí)間與目標完成時(shí)間
此外,河北、安徽、四川、江蘇等省相繼修訂了地方標準,對污染物排放標準的規定均嚴于國家標準,以期促進(jìn)水泥行業(yè)的超低排放改造,加快技術(shù)創(chuàng )新。各省份發(fā)布的水泥行業(yè)主要污染物排放限值見(jiàn)表2。
表2各省份發(fā)布的水泥行業(yè)主要污染物排放限值
同時(shí)在國家《工業(yè)領(lǐng)域碳達峰實(shí)施方案》出臺之后,已有多個(gè)省市制定各自的碳達峰實(shí)施方案,工業(yè)領(lǐng)域是其中重點(diǎn),尤其是水泥行業(yè)的碳達峰實(shí)施計劃,例如廣東、山東、安徽等水泥產(chǎn)量較高的省份都表示要推動(dòng)水泥行業(yè)碳達峰,并將錯峰生產(chǎn)與壓減產(chǎn)能作為了重點(diǎn)措施,如表3,這兩項結構調整措施也被認為是水泥行業(yè)協(xié)同減排潛力最大的措施(何峰等,2020)。
表3地方碳達峰實(shí)施方案
“雙碳”背景下,水泥行業(yè)挑戰與機遇并存
“十三五”期間,水泥行業(yè)嚴格落實(shí)和執行國家相關(guān)政策,實(shí)施產(chǎn)能置換、技術(shù)結構調整升級、淘汰落后產(chǎn)能等關(guān)鍵舉措,向綠色低碳轉型邁出了有力步伐(范永斌,2022)。但我國經(jīng)濟發(fā)展對水泥總量的需求仍保持較大規模,水泥產(chǎn)量與水泥行業(yè)的CO2排放量近期仍有增長(cháng)態(tài)勢。因此,在實(shí)現“雙碳”目標的要求下,水泥行業(yè)的“減污降碳”面臨著(zhù)不小的挑戰。在“減污”方面,超低排放標準的統一和深度治理技術(shù)的推廣普及是關(guān)鍵。近年來(lái),隨著(zhù)水泥行業(yè)煙氣污染控制技術(shù)逐步發(fā)展,裝備的環(huán)保水平明顯提高,使得目前水泥行業(yè)自2014年開(kāi)始實(shí)施的國家排放標準的約束力減弱。雖然當前很多省市相繼出臺了水泥行業(yè)的超低排放標準,但是國家并沒(méi)有出臺統一的標準或政策對超低排放限值做出要求,這一定程度上影響了“超低”的普及率。其中,NOx減排技術(shù)的推廣是水泥行業(yè)超低排放改造中需要關(guān)注的重點(diǎn)。隨著(zhù)近年來(lái)各地區對水泥行業(yè)SCR脫硝技術(shù)應用,NOx出口濃度可長(cháng)期穩定在50mg/m3甚至30mg/m3以下(單玉龍等,2023)。但水泥行業(yè)SCR脫硝技術(shù)起步較晚且未完全普及,還有催化劑堵塞、中毒等問(wèn)題也都制約著(zhù)水泥行業(yè)的超低排放的落實(shí)情況。在“降碳”方面,我國水泥熟料產(chǎn)能過(guò)剩局面仍未改變,2019年我國水泥行業(yè)產(chǎn)能利用率是75%,與發(fā)達國家(平均85%)仍存在一定的差距,西北、華北、東北地區產(chǎn)能利用率不足50%(中國水泥協(xié)會(huì ),2021)。
“減污降碳”相關(guān)政策的逐步推進(jìn)不只給水泥行業(yè)帶來(lái)了挑戰,也是水泥行業(yè)綠色低碳轉型的一個(gè)機遇。隨著(zhù)城鎮化進(jìn)程的快速發(fā)展和基礎設施的趨近飽和,未來(lái)遠期的水泥需求將進(jìn)入平臺期甚至下降,同時(shí)隨著(zhù)超低排放、減量置換、錯峰生產(chǎn)等政策的推進(jìn)落實(shí),水泥行業(yè)將主動(dòng)結合發(fā)展建設需求,調節水泥產(chǎn)量供給,在保障市場(chǎng)供應的基礎上逐步壓減低效產(chǎn)能。這將加速水泥行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能,進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)能布局,促使企業(yè)轉型升級,應用新技術(shù)新設備,提高節能減排水平(中國水泥協(xié)會(huì ),2021)。
當前,水泥行業(yè)的“減污降碳“應加強NOx與CO2的協(xié)同減排,其中NOx減排仍有較大空間,亟須加速NOx排放控制技術(shù)的普及和適配,同時(shí)需要重視氨逃逸問(wèn)題,攻克氨的選擇性催化氧化技術(shù)的應用瓶頸;CO2減排需加快節能技術(shù)(如高能效燒成技術(shù)、回轉窯高效密封技術(shù)、高效粉磨技術(shù)等)的改造,關(guān)注水泥窯原料/燃料替代問(wèn)題,鼓勵工業(yè)廢料替代原料,共同為未來(lái)水泥行業(yè)的綠色低碳轉型提供助力。
作者系亞洲清潔空氣中心環(huán)境研究員
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”