我國是世界水泥生產和消費的大國，同時，水泥制造業(yè)也是溫室氣體的主要排放源之一，國內已建成運行的新型干法生產線在熱耗方面有顯著的降低，但新型干法水泥總量的增長對水泥工業(yè)用電總量的增長起到了推動作用，一定程度上加劇了電能的供應緊張局面。低溫余熱發(fā)電技術的應用，可將排放到大氣中的廢氣余熱進行回收轉變成電能，既節(jié)約了能源，又減少了廢氣排放。而目前國內運行的新型干法水泥熟料生產線采用余熱發(fā)電技術來節(jié)能降耗的企業(yè)不多，再者，國內由于經濟潛力增長加劇了電力短缺的矛盾，刺激了煤電項目的增長，一方面煤電的發(fā)展會加速煤炭這種有限資源的開采、消耗，另一方面煤電生產產生大量的CO2等溫室氣體，加劇了對大氣的環(huán)境污染。因此在水泥業(yè)發(fā)展余熱發(fā)電項目是行業(yè)及國家經濟發(fā)展的必然。
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，擴大產品的盈利空間，因此，國內的許多水泥生產企業(yè)在建設熟料生產線的同時，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
隨著世界經濟快速發(fā)展、新型節(jié)能技術的推廣應用，充分利用有限的資源和發(fā)展水泥窯余熱發(fā)電項目已經成為水泥業(yè)發(fā)展的一種趨勢，也完全符合國家產業(yè)政策。
2006年10月，國家發(fā)改委頒布了《水泥工業(yè)產業(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)電技術推廣實施方案》，提出計劃用4年時間(2010~2013年)，對日產量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，使日產量2000噸以上的新型干法水泥生產線余熱發(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《關于水泥工業(yè)節(jié)能減排的指導意見》，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年基礎上降低50%，氮氧化物在2009年基礎上降低25%，二氧化碳排放強度進一步下降。在新型干法水泥生產線上普遍應用余熱發(fā)電、高效粉磨技術、電機變頻等技術，重點水泥企業(yè)加快建設能源管理中心。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)轉變?yōu)榧骖櫸廴疚锾幹玫男屡d環(huán)保產業(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)電技術作為重點推廣的節(jié)能減排技術，通過淘汰落后，推廣余熱發(fā)電、節(jié)能粉磨、變頻調速、水泥助磨劑、廢渣綜合利用等技術，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線配套建設了余熱發(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)污染防治技術政策(征求意見稿)》和水泥工業(yè)污染防治最佳可行技術指南(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)電并網意見，就水泥窯低溫余熱發(fā)電機組的并網程序、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，對維護企業(yè)合法權益、提高能源利用效率、發(fā)展循環(huán)經濟具有重要意義。此次出臺意見規(guī)定，電網企業(yè)在接到水泥窯低溫余熱發(fā)電機組接入電網申請后，應及時組織接入系統(tǒng)方案審核及并網驗收，審核結果應書面通知相關企業(yè)。
近日，國務院公布的《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)能等成熟技術改造工程設備，形成節(jié)能能力3200萬噸標準煤。加快實施節(jié)能技術裝備產業(yè)化示范工程，推廣應用低品位余熱利用、半導體照明、稀土永磁電機等先進技術裝備，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線已經達到1513條左右，可實施余熱發(fā)電改造的生產線1144條，其中有861條生產線已建成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，而且水泥生產的綜合熱利用率可提高到95%以上，節(jié)能減排和經濟效益明顯，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化為電能的節(jié)能技術，可有效提高水泥生產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，技術裝備相對落后。我國水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)無論從技術裝備水平還是發(fā)電效率都處于全球領先地位，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，成為國內水泥窯純低溫余熱發(fā)電的最早應用者。該項技術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)經濟工業(yè)園區(qū)內3家水泥生產企業(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)電技術在昌江3家水泥生產企業(yè)均得到應用，同時各企業(yè)水泥生產工藝也都達到了國內、甚至國際領先水平。
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。近幾年，公司累計投入5.5億元，持續(xù)對生產線進行節(jié)能技術改造，在市、縣兩級質監(jiān)局的幫助下，積極推進余熱發(fā)電、風機變頻、電收塵改造為袋收塵、生產系統(tǒng)優(yōu)化等節(jié)能減排技術改造項目。按目前能耗實際達到的水平，電耗比國內熟料綜合電耗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)該公司相關負責人介紹，公司余熱電站發(fā)電量可滿足水泥生產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)行產業(yè)政策，是水泥行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
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