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统一超低排放标准、推广普及深度治理技术是“十四五”水泥行业减污降碳关键

更新时间:2023-04-27 09:04 来源:中国环境APP 作者: 王思 阅读:4139 网友评论0

谷腾环保网讯我国是水泥生产和消费大国,2021年水泥产量为23.8亿吨,占世界总产量的57%(国家统计局,2021)。水泥行业是我国大气污染物和二氧化碳(CO2)排放贡献较大的重点行业之一,虽然污染物排放强度整体呈下降趋势(生态环境部,2022),但排放量仍处高位,2020年,水泥行业的二氧化碳的排放量为13.7亿吨,氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)的排放量分别为72.2和83.8万吨。“十三五”期间,我国水泥产量以及水泥行业的主要污染物与CO2排放量如图1。

图1“十三五”期间中国水泥行业污染物排放趋势

数据来源:GlobalCarbonBudget2016-2020,2016-2020年历年中国生态环境统计年报,2017-2021年历年中国统计年鉴

2020年,水泥行业的颗粒物和氮氧化物排放分别占全国工业源排放总量的20.9%和17.3%(生态环境部,2022),CO2排放量占全国排放总量的13%左右(李琛,2022)且呈上升趋势,仅次于电力行业和钢铁行业。因此,加速推动水泥行业减污降碳对我国空气质量持续改善和双碳目标的实现都至关重要。

“十四五”以来,国家和地方层面采取的减污降碳政策和措施及落实进展

1.水泥行业减污降碳顶层设计逐步完善,全面提升排放与能效水平

进入“十四五“时期,国务院、国家发改委、生态环境部、工信部等多部委发布了多项政策文件,都将水泥行业作为实现减污降碳协同增效的重要抓手,为推进水泥行业减污降碳提供了良好的政策引导和顶层设计(详见表1)。

在“减污”方面,水泥行业的超低排放改造在“十四五”初期被提上日程并逐步在全国实施,水泥行业也成为继电力行业和钢铁行业之后,我国第三个全面启动超低排放的重点行业。此外,中国水泥协会批准发布了《水泥工业大气污染物超低排放标准》团体标准,自2022年7月20日起实施。标准中水泥窑及窑尾余热利用系统污染物最高允许排放浓度分别为,PM—10mg/m3,NOx—100mg/m3,二氧化硫(SO2)—50mg/m3。团体标准的实施为水泥行业超低排放改造提供了新的依据和参考。

在“降碳”方面,2022年国家也出台了多份水泥行业节能降碳的政策文件,都提出了要降低能耗,提高能效。2022年10月,国家发布了新修订的《水泥单位产品能源消耗限额》(GB16780-2021)标准。与修订前的标准相比,能耗标准限额值指标要求加严了5%—10%,进一步促进水泥行业结构调整,为水泥行业碳排放强度进一步下降提出了明确要求。

表1近期水泥行业减污降碳相关国家政策

随着我国水泥行业资源、能源利用化水平的提高,超低排放改造、严禁新增产能、产能减量置换、和常态化错峰生产等有效的减污降碳政策的推行,我国水泥行业在“十三五”向“十四五”过渡期间污染物排放量下降,CO2排放有逐渐达到峰值的趋势(孙挺,2022)。

2.部分“超低”地标严于国标,错峰生产与压减产能促减排

在国家层面政策的引导下,各级地方政府相继出台了有关水泥行业减污降碳的政策和实施方案,以期尽快落实相关行动。广东、山东、河南、宁夏等省(自治区)已出台《水泥行业超低排放实施方案》,计划在“十四五”期间完成全部水泥产能的超低排放改造,助力水泥行业全面向超低排放迈进(如图2)。

图2部分省份水泥行业超低排放改造方案发布时间与目标完成时间

此外,河北、安徽、四川、江苏等省相继修订了地方标准,对污染物排放标准的规定均严于国家标准,以期促进水泥行业的超低排放改造,加快技术创新。各省份发布的水泥行业主要污染物排放限值见表2。

表2各省份发布的水泥行业主要污染物排放限值

同时在国家《工业领域碳达峰实施方案》出台之后,已有多个省市制定各自的碳达峰实施方案,工业领域是其中重点,尤其是水泥行业的碳达峰实施计划,例如广东、山东、安徽等水泥产量较高的省份都表示要推动水泥行业碳达峰,并将错峰生产与压减产能作为了重点措施,如表3,这两项结构调整措施也被认为是水泥行业协同减排潜力最大的措施(何峰等,2020)。

表3地方碳达峰实施方案

“双碳”背景下,水泥行业挑战与机遇并存

“十三五”期间,水泥行业严格落实和执行国家相关政策,实施产能置换、技术结构调整升级、淘汰落后产能等关键举措,向绿色低碳转型迈出了有力步伐(范永斌,2022)。但我国经济发展对水泥总量的需求仍保持较大规模,水泥产量与水泥行业的CO2排放量近期仍有增长态势。因此,在实现“双碳”目标的要求下,水泥行业的“减污降碳”面临着不小的挑战。在“减污”方面,超低排放标准的统一和深度治理技术的推广普及是关键。近年来,随着水泥行业烟气污染控制技术逐步发展,装备的环保水平明显提高,使得目前水泥行业自2014年开始实施的国家排放标准的约束力减弱。虽然当前很多省市相继出台了水泥行业的超低排放标准,但是国家并没有出台统一的标准或政策对超低排放限值做出要求,这一定程度上影响了“超低”的普及率。其中,NOx减排技术的推广是水泥行业超低排放改造中需要关注的重点。随着近年来各地区对水泥行业SCR脱硝技术应用,NOx出口浓度可长期稳定在50mg/m3甚至30mg/m3以下(单玉龙等,2023)。但水泥行业SCR脱硝技术起步较晚且未完全普及,还有催化剂堵塞、中毒等问题也都制约着水泥行业的超低排放的落实情况。在“降碳”方面,我国水泥熟料产能过剩局面仍未改变,2019年我国水泥行业产能利用率是75%,与发达国家(平均85%)仍存在一定的差距,西北、华北、东北地区产能利用率不足50%(中国水泥协会,2021)。

“减污降碳”相关政策的逐步推进不只给水泥行业带来了挑战,也是水泥行业绿色低碳转型的一个机遇。随着城镇化进程的快速发展和基础设施的趋近饱和,未来远期的水泥需求将进入平台期甚至下降,同时随着超低排放、减量置换、错峰生产等政策的推进落实,水泥行业将主动结合发展建设需求,调节水泥产量供给,在保障市场供应的基础上逐步压减低效产能。这将加速水泥行业淘汰落后产能,进一步优化产能布局,促使企业转型升级,应用新技术新设备,提高节能减排水平(中国水泥协会,2021)。

当前,水泥行业的“减污降碳“应加强NOx与CO2的协同减排,其中NOx减排仍有较大空间,亟须加速NOx排放控制技术的普及和适配,同时需要重视氨逃逸问题,攻克氨的选择性催化氧化技术的应用瓶颈;CO2减排需加快节能技术(如高能效烧成技术、回转窑高效密封技术、高效粉磨技术等)的改造,关注水泥窑原料/燃料替代问题,鼓励工业废料替代原料,共同为未来水泥行业的绿色低碳转型提供助力。

作者系亚洲清洁空气中心环境研究员

 

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