水泥工業(yè)能源消耗現(xiàn)狀與節(jié)能潛力

    一、節(jié)約能源的戰(zhàn)略意義
    1.全國能源消費狀況
    全國能源消費總量

    2.節(jié)能目標
   《中共中央關于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃的建議》中提出：“在優(yōu)化結(jié)構(gòu)、提高效益和降低消耗的基礎上，實現(xiàn)2010年人均國內(nèi)生產(chǎn)總值比2000年翻一番；資源利用效率顯著提高，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗比“十五”期末降低20%左右”。把單位GDP能源消耗比十五末期降低20%左右作為其中之一，反映了實現(xiàn)20%節(jié)能目標深刻的戰(zhàn)略意義，同時也反映了黨中央轉(zhuǎn)變增長方式，轉(zhuǎn)變發(fā)展模式的決心 。
    3.全國工業(yè)節(jié)能任務重大
    “十一五”期間，我國工業(yè)將為實現(xiàn)規(guī)劃目標扮演重要的角色和起決定性作用?，F(xiàn)代化水平與大量落后的工藝水平共存的客觀國情，加上目前以煤為主的能源消費結(jié)構(gòu)以及所處的發(fā)展階段，使得我國目前的能源效率水平、單位產(chǎn)品能耗與經(jīng)濟發(fā)達國家相比，仍然有很大的差距，這也意味著我國仍有相當大的節(jié)能潛力。
    二、水泥工業(yè)能源消耗水平
    1.各種窯型能源消耗情況    
國內(nèi)各類窯型及其熱效率表

    2.能源消費量 
    水泥生產(chǎn)的能源總耗量由三部分組成，即熟料煅燒(燒成)時所消耗的熱能；水泥生產(chǎn)過程中所消耗的電能折成的熱能；水泥生產(chǎn)中所用的原燃料及礦渣等混合材烘干時需消耗的熱能之和。
水泥制造業(yè)能源消費量統(tǒng)計（估算）表

    水泥生產(chǎn)能源耗量約占全國能源消耗量的7%左右。在水泥能耗中，熟料能耗約占7～8成。
    從上表數(shù)據(jù)中可看出，水泥綜合能耗在下降，10年下降了12.6%，綜合電耗下降不大，主要原因是水泥企業(yè)自動控制水平在逐年提高,同時說明了水泥節(jié)能潛力很大。.
    若以2005年產(chǎn)量為例，水泥單耗每下降1個百分點，就可年節(jié)約標煤106萬噸。
    3.水泥工業(yè)采用的能源品種
    我國水泥工業(yè)主要以燃煤為主，回轉(zhuǎn)窯使用煙煤；立窯使用無煙煤，對燃煤的質(zhì)量有一定的性能要求。近年來隨著技術進步，低揮發(fā)份煤和無煙煤均可用于回轉(zhuǎn)窯水泥熟料煅燒。
    水泥企業(yè)尚有油耗，窯點火時需用油，窯溫過低時也需用油。少量白水泥廠在生產(chǎn)時也用渣油或重油。自備礦山采用汽車運輸方式的運輸用油。這部分能耗不計在水泥制造能源消費量統(tǒng)計之內(nèi)。
    三、我國水泥能源消耗與世界先進水平的差距
    1.新型干法能耗與國外水平比較
    對于同一類型水泥窯由于生產(chǎn)規(guī)模、設備選型、工藝流程、原料特性、管理水平、員工素質(zhì)等因素影響，熱耗也有所不同。與國外先進水平相比較，國內(nèi)先進水平與之差距不大，但國內(nèi)一般水平與國外先進水平的差距還是較大。特別是近幾年以來，投產(chǎn)的新型干法生產(chǎn)線數(shù)量迅速上升，而管理人員素質(zhì)卻跟不上去，存在的問題更多一些。
    中國新型干法生產(chǎn)技術指標與國際水平比較
    2.可燃廢棄物用作水泥窯煅燒燃料的比較 
    工業(yè)廢棄物用作水泥窯煅燒燃料已成為當今世界水泥工業(yè)發(fā)展的趨勢。德國、瑞士、法國、奧地利等國煅燒水泥熟料所需熱能的替代率已超過30%，并有進一步增長的趨勢。在利用工業(yè)廢棄物用作燃料方面，走在世界前列的德國煅燒所用一次燃料替代量在2002年超過33％，并計劃每年增加5%，個別水泥公司已接近80%。在2001年用工業(yè)廢棄物作二次燃料的總量已達到了127萬噸，平均噸水泥利用43千克。
    我國工業(yè)廢棄物作水泥窯煅燒燃料起步較晚，目前工業(yè)有毒有害廢棄物用作原燃料也僅在個別大城市水泥廠使用。2003年用作二次燃料的數(shù)量在10萬噸左右，平均噸水泥利用0.01千克。
可燃廢棄物利用情況表
    四、水泥工業(yè)主要節(jié)能路徑與潛力
    1995年，我國投產(chǎn)的新型干法生產(chǎn)線只有67條，熟料產(chǎn)能3091萬噸。到2000年，新型干法熟料產(chǎn)能上升到6656萬噸，平均每年增加713萬噸，年增長率16.6%。之后，水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整在國家宏觀調(diào)控下，發(fā)揮市場在資源配置中基礎性作用，市場經(jīng)濟這只無形的手真正開始發(fā)揮作用。加上固定資產(chǎn)投資上升較快的牽動，到2005年底，新型干法熟料產(chǎn)能達到了43119萬噸，5年間凈增36761萬噸，平均每年增加7352萬噸，年增長45.3%。
    各種窯型熟料生產(chǎn)能力比例 （2005年）

    水泥工業(yè)節(jié)能根本途徑是采用新型干法生產(chǎn)工藝取代落后的濕法、立窯和其他旋窯工藝。以2004年的水泥產(chǎn)量為例，如將新型干法生產(chǎn)的量，每提高1個百分點，以其所需熟料耗用的能源計算，可節(jié)約標煤32.74萬噸(以新型干法與機立窯的平均技術水平計)。若2010年新型干法達到70%，等于在2004年的基礎上提高了37.5個百分點。僅此一項，每年可節(jié)約標煤1228萬噸。
    2.水泥窯焚燒垃圾節(jié)能又環(huán)保 
    (1)焚燒溫度高（窯內(nèi)物料溫度約1450℃，氣體溫度接近2000℃）；
    (2)物料在窯內(nèi)停留時間長；
    (3)窯內(nèi)高溫氣體湍流強烈，可使廢棄物完全燃燒，使有機物破壞得十分徹底；
    (4)水泥窯全系統(tǒng)在負壓下運行，因此有毒有害氣體不會溢出，不會產(chǎn)生環(huán)保方面問題；

    (5)熟料煅燒是在堿性條件下進行的，有毒、有害廢棄物中的氯、硫、氟等在窯內(nèi)被堿性物質(zhì)完全中和吸收，變成無毒的化合物；
    (6)焚燒廢物的殘渣最終又進入水泥熟料，對水泥質(zhì)量一般而言并無不良影響，做到了廢棄物處理徹底干凈，不會產(chǎn)生以焚燒方式處理廢棄物過程中造成二次污染問題；
    (7)水泥窯還可以將廢料中的大部分重金屬元素固化在熟料中，避免了重金屬的再次擴散；
    (8)利用廢棄物替代部分原燃料煅燒水泥熟料，既處置了廢料，又節(jié)約了能源，還減少了CO2 等有害氣體的排放量。

    以上海建材集團萬安水泥廠為例，年處理工業(yè)廢棄物8000噸，節(jié)約標煤3000噸。
    工業(yè)發(fā)達國家在以工業(yè)廢棄物和生活垃圾，做水泥的原料和燃料，在技術和裝備及標準規(guī)范上已經(jīng)非常成熟，積累了大量的經(jīng)驗，值得我們借鑒。
    隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化進程加快，工業(yè)廢棄物以及城市垃圾勢必大量增加。通過水泥窯消納上述廢料是最佳方式。
    3.回收廢熱進行發(fā)電
    目前國內(nèi)最先進的生產(chǎn)線工藝，仍有大量的350℃以下的余熱不能完全被利用，其浪費的熱量約占系統(tǒng)總熱量的30%左右。因此，回收熟料生產(chǎn)過程中的余熱，用來供熱或發(fā)電是非?，F(xiàn)實又節(jié)能的途徑。
    將廢氣中的熱能轉(zhuǎn)化為電能，可有效的減少水泥生產(chǎn)過程中的能源消耗，具有顯著的節(jié)能效果。同時，廢氣通過余熱鍋爐降低了排放的溫度，還可有效的減輕水泥生產(chǎn)對環(huán)境的熱污染，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益，因此余熱發(fā)電項目具有很好的推廣和應用價值。
    據(jù)中國水泥協(xié)會統(tǒng)計其熱量可利用情況見下表。
窯頭窯尾鍋爐總有效利用熱量表

    采用國產(chǎn)設備在1500t/d級、2000t/d級、4000t/d級PC窯上利用廢熱發(fā)電已有多條成功案例，取得了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。
    截止2005年底，日產(chǎn)1500t/d及以上規(guī)模的生產(chǎn)線已有356條，若全部利用廢熱進行發(fā)電，年節(jié)煤超過200萬噸。
    不同規(guī)模水泥生產(chǎn)線主要技術經(jīng)濟指標
    主要技術經(jīng)濟指標與國外比較
    4.利廢等于“開源”，也是節(jié)能
    通用水泥品種分布調(diào)查顯示，除硅酸鹽和普通水泥，摻廢料的水泥占23%，32.5等級占22%，P·O32.5水泥占42%，若以此比例為依據(jù)，水泥產(chǎn)量以10億噸計，廢渣摻加量以35%計，年摻廢渣量8000多萬噸。各水泥企業(yè)建議水泥標準修訂時，取消P·O32.5級水泥，若這部分水泥全部轉(zhuǎn)化為利用工業(yè)廢渣的水泥，將有4億多噸水泥多摻混合材20%，等于利用廢渣8000多萬噸。     以上兩項節(jié)標煤1800萬噸。
    我國建筑業(yè)對水泥使用，與發(fā)達國家相比每立方米混凝土多耗水泥近80千克。推廣高標號混凝土，推行質(zhì)量終身制，提高工程的耐久性，延長工程的使用壽命，對水泥質(zhì)量提出了更高的要求。因此，大幅度提高水泥熟料的平均強度，“以質(zhì)代量”，生產(chǎn)高標號水泥，為建筑施工采用高標號混凝土提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，減少水泥熟料消耗等于節(jié)能。
    進一步提高水泥預分解窯工藝裝備技術水平，大力推廣應用余熱發(fā)電、原料預均化、立式磨、輥壓機、高效篦冷機、超細粉磨、計算機自動控制、高濃度收塵器、高檔耐火材料等先進的節(jié)能技術和裝備。在粉磨環(huán)節(jié)上，節(jié)電的效果尤為顯著。 2005年生產(chǎn)水泥10.6億噸，若每噸水泥節(jié)約1度電，全年就可節(jié)約10.6億度電，相當于節(jié)約標煤38萬噸。
    五、實施節(jié)能工程是最好時機
    1.節(jié)約能源保護環(huán)境的思想意識，已深入人心，成為全社會的共識；
    2.水泥工業(yè)節(jié)能潛力很大，節(jié)能路徑清晰；
    3.國內(nèi)外的成功經(jīng)驗借鑒和技術裝備的支持；
    4.國家政策法規(guī)的有利支持。
    ——“十一五”規(guī)劃綱要草案最主要的指標有22個，其中反映資源、環(huán)境的8個。
    ——《節(jié)約能源法》第十二條規(guī)定， 固定資產(chǎn)投資工程項目的設計和建設，應當遵守合理用能標準和節(jié)能設計規(guī)范。達不到合理用能標準和節(jié)能設計規(guī)范要求的項目，依法審批的機關不得批準建設；項目建成后，達不到合理用能標準和節(jié)能設計規(guī)范要求的，不予驗收。

     ——《節(jié)約能源法》的第四十條規(guī)定，各行業(yè)應當制定行業(yè)節(jié)能技術政策，發(fā)展、推廣節(jié)能新技術、新工藝、新設備和新材料，限制或者淘汰能耗高的老舊技術、工藝、設備和材料。 
     ——《國務院落實科學發(fā)展觀加強環(huán)境保護的決定》（國發(fā)[2005]39號文）指出：
    （九）大國發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟。在廢物產(chǎn)生環(huán)節(jié)，要強化污染預防和全過程控制，實行生產(chǎn)者責任延伸，合理延長產(chǎn)業(yè)鏈，強化對各類廢物的循環(huán)利用。完善再生資源回收利用體系。推進污水再生利用和垃圾處理與資源化回收。

    （十二）以強化污染防治為重點，加強城市環(huán)境保護。到2001年，全國城市污水處理率不低于70%，生活垃圾無害化處理率不低于60%。
    （十三）以降低二氧化硫排放總量為重點，推進大氣污染防治。對投產(chǎn)20年以上或裝機容量10萬千瓦以下的電廠，限期改造或者關停。加大煙塵、粉塵治理力度。采取節(jié)能措施，提高能源利用效率。
    （十七）以實施國家環(huán)保工程為重點，推動解決當前突出的環(huán)境問題。國有重點環(huán)保工程包括：危險廢物處置工程、城市污水處理工程、垃圾無害化處理工程、燃煤電廠脫硫工程、環(huán)境管理能力建設工程。

    （十八）健全環(huán)境法規(guī)和標準體系。要抓緊擬訂有關生態(tài)保護、循環(huán)經(jīng)濟、環(huán)境損害賠償和環(huán)境監(jiān)測等方面的法律法規(guī)草案。
    （二十三）推行有利于環(huán)境保護的經(jīng)濟政策。建立健全有利于環(huán)境保護的價格、稅收、信貸、貿(mào)易、土地和政府采購等政策體系。對可再生能源發(fā)電廠和垃圾焚燒發(fā)電廠實行有利于發(fā)展的電價政策，對可再生能源發(fā)電項目的上網(wǎng)電量實行全額收購政策。
    （二十四）運用市場機制推進污染治理。全面實施城市污水、 生產(chǎn)垃圾處理收費制度，收費標準要達到保體微利水平，凡收費不到位的地方，當?shù)刎斦獙\營成本給予補助。鼓勵社會資本參與污水、垃圾處理等基礎設施的建設和運營。

    （二十八）擴大國際環(huán)境合作與交流，要積極引時國外資金、先進環(huán)保技術與管理經(jīng)驗，提高我國環(huán)保的技術、裝備和管理水平。
    （三十二）健全環(huán)境保護協(xié)調(diào)機制，經(jīng)濟綜合和有關主管理部門要制定有利于環(huán)境保護的財政、稅收、金融、價格、貿(mào)易、科技等政策。建設、國土、水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、海洋等有關部門要依法做好各自領域的環(huán)境保護和資源管理工作。    
   結(jié)  束  語
   水泥工業(yè)節(jié)能工作目前處在最有利的環(huán)境中，通過中國及世界水泥工業(yè)者的共同努力，充分挖掘水泥生產(chǎn)過程中的節(jié)能潛力，水泥工業(yè)一定能夠為節(jié)約能源和環(huán)境保護做出更大的貢獻。
謝 謝  ！