提高中國水泥工業(yè)能源效率融資模式探討（上）

提高中國水泥工業(yè)能源效率融資模式探討：

　　水泥工業(yè)是重要的CO₂排放源，提高水泥生產(chǎn)的能源效率將減少溫室氣體排放，對全球環(huán)境保護(hù)作出貢獻(xiàn)。本研究所通過分析中國水泥工業(yè)CO₂減排潛力及減排戰(zhàn)略，探討實(shí)現(xiàn)溫室氣體排放的途徑，并嘗試用新的融資模式推動水泥工業(yè)能源效率改進(jìn)。研究報(bào)告分為四個(gè)部份：第一、中國水泥工業(yè)發(fā)展回顧與展望；第二、水泥工業(yè)減少溫室氣體排放的技術(shù)路線圖；第三、改進(jìn)水泥工業(yè)能源效率投資模式的設(shè)想與展望；第四，推進(jìn)中國水泥工業(yè)余熱發(fā)電發(fā)展的政策建議。

1、中國水泥工業(yè)發(fā)展回顧與展望

　　中國是世界水泥生產(chǎn)和消費(fèi)大國，并一直保持高速增長（見圖）。2003年生產(chǎn)水泥8.62億噸，占世界總產(chǎn)量的40%以上。產(chǎn)量的增長也帶來能源消費(fèi)的持續(xù)增加，從1994年2003到年的十年間，水泥工業(yè)的能源消費(fèi)從78.09Mｔｃｅ增加到119.58Mｔｃｅ，增幅為53.1%，占2003年全國能源消費(fèi)總量16.78億ｔｃｅ的7.1%，是重要的能源消費(fèi)部門。

圖1：1990~2003中國水泥產(chǎn)量（百萬噸）

數(shù)據(jù)青來源：中國統(tǒng)計(jì)年鑒2004

　　水泥工業(yè)也是重要的溫室氣體排放部門，CO₂的排放不僅來源于能源的消耗，同時(shí)來源于工藝過程，這也是水泥工業(yè)的特殊之處。一些研究對水泥工藝過程CO₂排放進(jìn)行了估算，＜＜?xì)夂蜃兓跏紘倚畔⑼▓?bào)＞＞測算994年水泥生產(chǎn)過程排CO₂排放

量為157.8Mｔｏｎ－CO2，ERI，NRDC估算的排放量為153.7Mｔｏｎ－CO2（41.93Mｔｏｎ－ｃ），估算數(shù)據(jù)存在一些誤差，但大體上可以計(jì)算出每生產(chǎn)一噸水泥，生產(chǎn)工藝要排放0.356噸CO2。照此計(jì)算，1997年和2003年水泥工業(yè)生產(chǎn)工藝過程CO2排放量分別達(dá)到187.1和314.7Mｔｏｎ－CO2。

　水泥工業(yè)由于燃料消耗產(chǎn)生的CO2排放可以根據(jù)能源消費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，由于中國水泥行業(yè)的主要燃料品種為煤與電，一般將以電產(chǎn)生的溫室氣體歸入電力行業(yè)，所以根據(jù)煤炭消費(fèi)就可以計(jì)算出水泥工業(yè)能源利用CO2排放量。根據(jù)ERI的估算，1997年水泥工業(yè)消費(fèi)73.32煤炭Mｔｃｅ，排放CO2187.2Mｔｏｎ－CO2（按2.56ｔｏｎ－CI2/ｔｃｅ計(jì)算），與工藝過程生產(chǎn)水泥8.1億噸，共消耗10237煤炭萬噸，折合標(biāo)準(zhǔn)煤80Mｔｃｅ（按每噸5500ｋｃａｌ計(jì)算），按此計(jì)算，2003年水泥工業(yè)能源CO2排放昊200Mｔｏｎ－CO2以上，加上工藝過程的排放量，總排放量將500超過Mｔｏｎ-CO2。如果考慮電力水帶來的間接排放，水泥工業(yè)帶來的溫室氣體排放產(chǎn)將是一個(gè)非常大的數(shù)字。

　　必須指出的是，關(guān)于水泥綜合能耗的數(shù)據(jù)不同的來源差別很大，很多的文章又不給出數(shù)據(jù)出自，因此很難判斷哪個(gè)數(shù)據(jù)更可信，比如NRCE在節(jié)能中長期專項(xiàng)規(guī)劃中分別給出了水泥綜合能耗的歷史值和未來目標(biāo)值，2000年水泥綜合能耗為181ｋｇｃｅ/ｔｏｎ，這一數(shù)據(jù)公比ERI給出的1997年的數(shù)據(jù)提高了1不到ｋｇｃｅ/ｔｏｎ，而水泥綜合能耗2010年的目標(biāo)值為148ｋｇｃｅ/ｔｏｎ，但中國建材規(guī)劃設(shè)計(jì)院統(tǒng)計(jì)的2003年綜合能耗已經(jīng)達(dá)到147ｋｇｃｅ/ｔｏｎ。

　一些研究還對未來水泥生產(chǎn)的排放量進(jìn)行了預(yù)測，但這些預(yù)測對水泥產(chǎn)量已達(dá)8.6到億噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了預(yù)測值，因此對CO2排放的預(yù)測存在很大的不確定性?？梢钥隙ǖ氖?，隨之中國城市化進(jìn)程的發(fā)展，大量基礎(chǔ)性設(shè)施和居民住宅建設(shè)必將推動水泥生產(chǎn)量的繼續(xù)增長。在2004年底政府批準(zhǔn)的＜＜國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃＞＞中指出，中國將用30年時(shí)間，8.5形成萬公里國家高速公路網(wǎng)。目前，已建成2.9萬公里，在建1.6萬公里，待建4萬公里。2010年前每年投資在1400-1500億元，2010-2020年間年平均投資額1000億元。專家估計(jì)，中國水泥需求高峰大約在2020年左右，需求量在11.2-12.6億噸。如果水泥業(yè)的能源效率可以達(dá)到NRDC的規(guī)劃目標(biāo)值，即2020年水泥綜合能耗為129ｋｇｃｅ/ｔｏｎ。接近目前國際先進(jìn)水平，水泥工業(yè)2020年CO2排放量最保守的估計(jì)也將8超過億噸。

2、減少溫室氣體排放的技術(shù)路線圖

　　減少水泥工業(yè)CO2排放量的途徑分為兩類，一是抑制水泥產(chǎn)量特別是水泥熟料產(chǎn)量的快速增長；二是提高能源效率，降低水泥生產(chǎn)的能耗強(qiáng)度。

　　中國水泥生產(chǎn)量受市場需求的拉動，公2003年一年就增產(chǎn)138Mｔｏｎ，大于世界第二大水泥消費(fèi)國美國的年消費(fèi)量。但水泥的增長一直是重量輕質(zhì)，32.5級水泥占總產(chǎn)量的比重70超過%，高質(zhì)量水泥約占15%（2001年數(shù)據(jù)）。中國正處在城市化和基礎(chǔ)設(shè)施加速建設(shè)階段，不可能通過放緩建設(shè)速度來抑制水泥產(chǎn)是的增長，唯一的途徑是通過技術(shù)手段降低單位建筑面積的水泥消耗量，例如通過建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化降低水泥消耗強(qiáng)度，采用高標(biāo)號水泥減少水泥用量；改善水泥性能養(yǎng)活水泥消耗量等。需要指出的是用其他材料像鋼材、木材替代水泥能否減少溫室氣體排放是一個(gè)十分復(fù)雜的問題，需要詳細(xì)的研究。

　由于水泥生產(chǎn)的能源消耗大部份發(fā)生在燒成系統(tǒng)，即水泥熟料的生產(chǎn)，降低水泥中熟料的比例，可以抑制水泥熟料產(chǎn)量的快速增長，從而降低能耗，減少CO2排放，降低水泥中熟料比例的主要手段包括：利用工業(yè)廢渣與天然礦物替代水泥熟料：利用煤矸石替代水泥熟料；通過技術(shù)手段不斷提高水泥熟料替代物的摻混比例。

　提高水泥工業(yè)能源效率一直是中央政府關(guān)注的重點(diǎn)，從20世紀(jì)80年代中期開始，通過政府撥款、國債、銀行貸款、國際金融機(jī)構(gòu)技術(shù)援助及貸款、雙邊及多邊國際技術(shù)合作等多種形式，開展了大規(guī)模的水泥工業(yè)技術(shù)改造，首次引進(jìn)新型干法預(yù)分解窯技術(shù)。這一輪的技術(shù)改造以“濕改干”和“大型化”為顯蓍特點(diǎn)，經(jīng)過十年時(shí)間，中國水泥工業(yè)能源效率和技術(shù)裝備水平得到了很大的提高，噸水泥綜合能將消耗從1985年的210.4ｋｇ/ｔｏｎ下降到1995年的168.4ｋｇ/ｔｏｎ。政府還通過制定技術(shù)改造計(jì)劃綱要和技術(shù)發(fā)展綱要、關(guān)閉小型水泥窯等手段，鼓勵(lì)節(jié)能技術(shù)的研發(fā)和采用。在1984年制定、1996年修訂的＜＜節(jié)能技術(shù)政策大綱＞＞中明確規(guī)定。

1、發(fā)展日產(chǎn)水泥1000熟料旽、2000噸和4000噸的窯外分解新型干法生產(chǎn)工藝。原有大、中型水泥廠進(jìn)行擴(kuò)建、改建必須采用新型干法工藝，不再擴(kuò)建和新建濕法窯。現(xiàn)有中型水泥廠進(jìn)行，根據(jù)條件改造擴(kuò)建成干法生產(chǎn)線，以及將各種成熟的節(jié)能技術(shù)措施集中于一條窯上進(jìn)行綜合節(jié)能技術(shù)改造。小型水泥廠應(yīng)諑步淘汰土立窯和干法空回轉(zhuǎn)窯。機(jī)械化立窯進(jìn)一步采用14項(xiàng)節(jié)能技術(shù)進(jìn)行節(jié)能綜合改造。推廣采用新型立筒預(yù)熱器、五級旋風(fēng)預(yù)熱器和余熱發(fā)電窯，對干法中空窯進(jìn)行改造。

2、水泥廠粉磨系統(tǒng)應(yīng)采用先進(jìn)立磨、輥壓磨、高細(xì)磨等高效節(jié)能粉磨機(jī)，對現(xiàn)有球磨機(jī)實(shí)行綜合節(jié)能改造。

3、要停止制造濕窯、干法中空窯、立波爾窯、土立窯和1.83米以下的小型磨機(jī)等裝備。

4、發(fā)展散裝水泥運(yùn)輸，建設(shè)散裝運(yùn)輸碼頭和散裝運(yùn)輸系統(tǒng)

5、發(fā)展和推廣優(yōu)質(zhì)耐火材料、耐磨材料和隔熱材料，提高設(shè)備熱效率，減少窯休的散熱損失。

6、因地制宜大量使用煤矸石、粉煤灰和火山灰材料，生產(chǎn)多種墻體材料和生產(chǎn)粉煤灰水泥及火山灰水泥等節(jié)能材料。

　對于余熱的利用，＜＜節(jié)能技術(shù)政策大綱＞＞中規(guī)定，工業(yè)窯爐煙氣余熱回收利用，原則是首先自身用于利用預(yù)熱空氣、燃料及物料，自身自身無法回收才用于爐外熱回收設(shè)施。工藝余熱回收利用原則是梯級利用，高質(zhì)高用。優(yōu)先把高品位余熱用于作功或發(fā)電，如用于燃?xì)廨啓C(jī)、驅(qū)動鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)及以電等，低溫余熱用于空調(diào)、采暖或生活用熱。