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    統一超低排放標準、推廣普及深度治理技術是“十四五”水泥行業減污降碳關鍵

    更新時間:2023-04-27 09:04 來源:中國環境APP 作者: 王思 閱讀:3044 網友評論0

    谷騰環保網訊我國是水泥生產和消費大國,2021年水泥產量為23.8億噸,占世界總產量的57%(國家統計局,2021)。水泥行業是我國大氣污染物和二氧化碳(CO2)排放貢獻較大的重點行業之一,雖然污染物排放強度整體呈下降趨勢(生態環境部,2022),但排放量仍處高位,2020年,水泥行業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83.8萬噸。“十三五”期間,我國水泥產量以及水泥行業的主要污染物與CO2排放量如圖1。

    圖1“十三五”期間中國水泥行業污染物排放趨勢

    數據來源:GlobalCarbonBudget2016-2020,2016-2020年歷年中國生態環境統計年報,2017-2021年歷年中國統計年鑒

    2020年,水泥行業的顆粒物和氮氧化物排放分別占全國工業源排放總量的20.9%和17.3%(生態環境部,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,僅次于電力行業和鋼鐵行業。因此,加速推動水泥行業減污降碳對我國空氣質量持續改善和雙碳目標的實現都至關重要。

    “十四五”以來,國家和地方層面采取的減污降碳政策和措施及落實進展

    1.水泥行業減污降碳頂層設計逐步完善,全面提升排放與能效水平

    進入“十四五“時期,國務院、國家發改委、生態環境部、工信部等多部委發布了多項政策文件,都將水泥行業作為實現減污降碳協同增效的重要抓手,為推進水泥行業減污降碳提供了良好的政策引導和頂層設計(詳見表1)。

    在“減污”方面,水泥行業的超低排放改造在“十四五”初期被提上日程并逐步在全國實施,水泥行業也成為繼電力行業和鋼鐵行業之后,我國第三個全面啟動超低排放的重點行業。此外,中國水泥協會批準發布了《水泥工業大氣污染物超低排放標準》團體標準,自2022年7月20日起實施。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。團體標準的實施為水泥行業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,國家發布了新修訂的《水泥單位產品能源消耗限額》(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%,進一步促進水泥行業結構調整,為水泥行業碳排放強度進一步下降提出了明確要求。

    表1近期水泥行業減污降碳相關國家政策

    隨著我國水泥行業資源、能源利用化水平的提高,超低排放改造、嚴禁新增產能、產能減量置換、和常態化錯峰生產等有效的減污降碳政策的推行,我國水泥行業在“十三五”向“十四五”過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,錯峰生產與壓減產能促減排

    在國家層面政策的引導下,各級地方政府相繼出臺了有關水泥行業減污降碳的政策和實施方案,以期盡快落實相關行動。廣東、山東、河南、寧夏等?。ㄗ灾螀^)已出臺《水泥行業超低排放實施方案》,計劃在“十四五”期間完成全部水泥產能的超低排放改造,助力水泥行業全面向超低排放邁進(如圖2)。

    圖2部分省份水泥行業超低排放改造方案發布時間與目標完成時間

    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,以期促進水泥行業的超低排放改造,加快技術創新。各省份發布的水泥行業主要污染物排放限值見表2。

    表2各省份發布的水泥行業主要污染物排放限值

    同時在國家《工業領域碳達峰實施方案》出臺之后,已有多個省市制定各自的碳達峰實施方案,工業領域是其中重點,尤其是水泥行業的碳達峰實施計劃,例如廣東、山東、安徽等水泥產量較高的省份都表示要推動水泥行業碳達峰,并將錯峰生產與壓減產能作為了重點措施,如表3,這兩項結構調整措施也被認為是水泥行業協同減排潛力最大的措施(何峰等,2020)。

    表3地方碳達峰實施方案

    “雙碳”背景下,水泥行業挑戰與機遇并存

    “十三五”期間,水泥行業嚴格落實和執行國家相關政策,實施產能置換、技術結構調整升級、淘汰落后產能等關鍵舉措,向綠色低碳轉型邁出了有力步伐(范永斌,2022)。但我國經濟發展對水泥總量的需求仍保持較大規模,水泥產量與水泥行業的CO2排放量近期仍有增長態勢。因此,在實現“雙碳”目標的要求下,水泥行業的“減污降碳”面臨著不小的挑戰。在“減污”方面,超低排放標準的統一和深度治理技術的推廣普及是關鍵。近年來,隨著水泥行業煙氣污染控制技術逐步發展,裝備的環保水平明顯提高,使得目前水泥行業自2014年開始實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的超低排放標準,但是國家并沒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減排技術的推廣是水泥行業超低排放改造中需要關注的重點。隨著近年來各地區對水泥行業SCR脫硝技術應用,NOx出口濃度可長期穩定在50mg/m3甚至30mg/m3以下(單玉龍等,2023)。但水泥行業SCR脫硝技術起步較晚且未完全普及,還有催化劑堵塞、中毒等問題也都制約著水泥行業的超低排放的落實情況。在“降碳”方面,我國水泥熟料產能過剩局面仍未改變,2019年我國水泥行業產能利用率是75%,與發達國家(平均85%)仍存在一定的差距,西北、華北、東北地區產能利用率不足50%(中國水泥協會,2021)。

    “減污降碳”相關政策的逐步推進不只給水泥行業帶來了挑戰,也是水泥行業綠色低碳轉型的一個機遇。隨著城鎮化進程的快速發展和基礎設施的趨近飽和,未來遠期的水泥需求將進入平臺期甚至下降,同時隨著超低排放、減量置換、錯峰生產等政策的推進落實,水泥行業將主動結合發展建設需求,調節水泥產量供給,在保障市場供應的基礎上逐步壓減低效產能。這將加速水泥行業淘汰落后產能,進一步優化產能布局,促使企業轉型升級,應用新技術新設備,提高節能減排水平(中國水泥協會,2021)。

    當前,水泥行業的“減污降碳“應加強NOx與CO2的協同減排,其中NOx減排仍有較大空間,亟須加速NOx排放控制技術的普及和適配,同時需要重視氨逃逸問題,攻克氨的選擇性催化氧化技術的應用瓶頸;CO2減排需加快節能技術(如高能效燒成技術、回轉窯高效密封技術、高效粉磨技術等)的改造,關注水泥窯原料/燃料替代問題,鼓勵工業廢料替代原料,共同為未來水泥行業的綠色低碳轉型提供助力。

    作者系亞洲清潔空氣中心環境研究員

     

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