我国水泥行业脱硝设施投资分析与预测

我国水泥行业是居火力发电和汽车尾气排放之后的氮氧化物排放的第三大源,是"十二五"氮氧化物减排的重点行业。本研究在分析水泥行业氮氧化物排放与控制现状的基础上,根据减排目标与任务预测"十二五"期间水泥行业氮氧化物污染治理设施建设投资需求为22.24亿元;"十二五"末全国水泥脱硝设施运行费用将达到31.3亿元/年;2015年能够有效削减氮氧化物75万吨,较2010年削减13%。为此本研究建议加大政策支持力度,进一步加快脱硝设施建设;同时,借鉴国外水泥行业污染物防控经验,强化火焰冷却、分段燃烧、中窑烧制、矿化熟料等过程控制方法/技术的应用,并兼顾水泥行业粉尘、二氧化硫、碳氧化物、总有机碳、二恶英/呋喃、金属汞及其化合物、多环芳烃(PAH)等污染物的防控;重视微生物脱硝、电子束法等减少还原剂应用、避免氨逃逸、脱硝效率较高的氮氧化物控制技术研发,推进水泥行业先进污染防治技术尤其是氮氧化物控制技术示范推广以及产业化发展,为水泥行业污染减排提供有力技术支撑。     

“十二五”水泥行业NOx总量减排形势分析及对策探讨

分析“十二五”水泥行业NOx减排形势,探讨积极应对措施,对推进水泥行业NOx减排工作及实现减排目标具有重要意义.本研究在对水泥行业NOx排放控制现状分析的基础上,结合水泥行业产业政策和环境管理要求,采用情景分析法,对“十二五”水泥行业NOx新增排放量进行了预测,探讨了不同减排途径下水泥行业可实现的减排目标及面临的减排形势,并从激励机制、政策引导、循环经济、监督管理等方面提出了相应的意见和建议.     

我国玻璃、水泥炉窑脱硝技术及应用现状研究

玻璃和水泥行业是我国重要基础材料工业,产业规模均超过世界总量的一半以上。和先进水平相比,我国玻璃、水泥炉窑氮氧化物排放水平明显偏高,强化其炉窑氮氧化物减排对于提高我国环境质量具有重要意义。对我国玻璃、水泥炉窑氮氧化物排放情况、减排技术及应用现状进行了分析,为进一步降低工业炉窑污染物排放提供参考。     

基于LMDI中国省域氮氧化物减排与实现路径研究

首先基于Kaya恒等式,利用对数平均Divisia指数分解模型(LMDI法)将氮氧化物排放分解为排放因子、能源强度、经济结构、能源结构和经济发展5个因素;其次通过模型得出的脱钩系数运用构建四象限法评价"十二五"期间中国30个省市脱钩空间差异,研究各省市氮氧化物减排表现、分析减排潜力和减排影响因素,为国家"十三五"制定差异化的区域氮氧化物减排目标和寻找多元化的氮氧化物减排途径提供有益参考.研究结果表明:经济增长是促进氮氧化物排放量增加的决定因素,能源强度降低是抑制氮氧化物增排的决定因素,经济结构优化和能源结构调整具有较大促进氮氧化物减排潜力;中国氮氧化物排放与经济增长脱钩空间分异明显,大部分省市经济发展与氮氧化物排放处于脱钩状态,部分省市弱脱钩状态.同时,中国氮氧化物排放与经济增长脱钩系数呈现逐年上升趋势,2010—2015年中国各省市氮氧化物排放脱钩空间分布由较弱、中脱钩为主至中、较强脱钩为主再到较强脱钩为主,呈现区域间"异质化"和区域内"均质化"的趋势.国家氮氧化物后续减排任务应多分解在中脱钩或弱脱钩(减排潜力大)省市,对相邻的省份制定协同减排计划,且主要通过提高能源利用效率、同时优化经济结构和能源消费结构实现其最优减排.     

非重点行业炉窑典型大气污染物“十四五”减排潜力研究

工业炉窑是大气污染物的重要排放源之一,针对除钢铁、水泥、焦化、石化等行业外的非重点行业炉窑,研究二氧化硫、氮氧化物、颗粒物的排放量及其在2025年的削减潜力,以期对“十四五”时期炉窑污染治理提出建议.非重点行业炉窑具有行业和区域分布广、底数不清、治理水平差、对环境质量影响大等特点,基于第二次全国污染源普查结果,二氧化硫、氮氧化物、颗粒物排放量分别占工业源排放总量的34.0%、21.2%、9.9%.研究充分考虑“十四五”经济社会发展特征和生态环境保护需要,建立了淘汰小型燃煤炉窑、清洁能源替代、提高末端治理设施去除率等减排方案,设定了两种减排情景（其中,情景1为小型燃煤炉窑淘汰+部分燃煤炉窑实施煤改气+治理效率提高至炉窑平均去除率,情景2为小型燃煤炉窑淘汰+部分燃煤炉窑实施煤改气+治理效率提高至工业源平均去除率）,估算了2025年不同情景下非重点行业炉窑二氧化硫、氮氧化物、颗粒物的削减潜力及其排放量.结果表明:维持2017年管控水平下,2025年二氧化硫、氮氧化物、颗粒物排放量较2017年分别增加42.32%、40.11%、45.82%;情景1下,2025年二氧化硫、氮氧化物、颗粒物排放量分别较2017年减少0.84%、增加20.86%、减少71.49%;情景2下,2025年二氧化硫、氮氧化物、颗粒物排放量分别较2017年减少63.30%、16.67%、68.51%.根据情景分析结果,结合典型大气污染物“十四五”减排策略,明确了增设末端治理设施的行业,以及开展小型燃煤炉窑清理整顿和清洁能源替代的区域等.      

宁夏水泥行业氮氧化物减排现状及对策建议

介绍了2012年底宁夏水泥行业生产规模现状及氮氧化物减排现状,分析了宁夏水泥行业氮氧化物减排工作进展及存在的主要问题,并提出了相应的对策建议。     

水泥行业非常规污染物的研究进展

水泥行业不仅大量排放颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等常规污染物,也是重金属、多环芳烃、二恶英等非常规大气污染物的排放源。随着水泥窑危险废物协同处置技术的推广,可能引起的非常规污染物更加引起国内外的广泛关注。总结了水泥行业非常规污染物的来源与危害,并对国内外水泥行业非常规污染物的排放标准、研究现状及控制技术进行了综述,最后对其研究方向进行了展望。     

“十二五”水泥行业氮氧化物控制技术的经济分析

本文介绍了目前我国水泥行业NOx的排放现状、污染控制政策要求、控制技术及其应用情况。通过调研分析国内几家已采用脱硝技术的水泥企业案例,总结出影响水泥企业NOx控制经济成本的主要因素,并测算出"十二五"水泥行业减排成本。最后提出了促进水泥行业NOx减排工作的政策建议。     

水泥工业NO_X减排目标及实现途径

目前我国水泥工业的氮氧化物(NOX)的排放量已占到了我国NOX排放总量的10%。NOX能直接损害人类的肺部导致呼吸系统疾病,NOX污染物的排放会引起光化学烟雾和酸雨等环境污染问题。作为NOX的排放大户,水泥工业的NOX减排已日趋受到关注与重视。笔者就结合我国现行的相关法律政策阐述了水泥工业NOX的减排目标,并从低氮燃烧技术和烟气脱硝技术两个方面分析了水泥工业NOX减排的可行途径。     

水泥行业二氧化碳排放统计——以贵阳市为例

本文从水泥行业二氧化碳的排放统计出发,研究二氧化碳排放的重要影响因素、二氧化碳排放的指标体系,从而得出一套水泥行业二氧化碳排放统计的核算方法.以贵阳市为例,从三种不同活动水平的统计数据对水泥行业生产工艺过程中产生的CO2排放量进行估算比较,验证统计核算方法的有效性,为贵阳市乃至全国水泥行业CO2的减排提供一个可行的科学依据.     

水泥工业NOX减排目标及实现途径简

目前我国水泥工业的氮氧化物（NOx）的排放量已占到了我国NOx排放总量的10％。NOx能直接损害人类的肺部导致呼吸系统疾病,NOx污染物的排放会引起光化学烟雾和酸雨等环境污染问题。作为NOx的排放大户,水泥工业的NOx减排已日趋受到关注与重视。笔者就结合我国现行的相关法律政策阐述了水泥工业NOx的减排目标。并从低氮燃烧技术和烟气脱硝技术两个方面分析了水泥工业NOx减排的可行途径。     

碳中和下水泥行业低碳发展技术路径及预测研究

为探究水泥行业的碳中和实现路径,从我国的国情出发,结合水泥行业生产特点,对水泥行业未来低碳发展进行了预测. 结果表明:①在碳中和背景下,水泥行业仍会存在约2×108~3×108 t的CO₂排放,产能减量是主要的CO₂减排手段,结合现阶段我国较低的水泥集约化程度和较短的熟料生产线服役年限,产能减量政策的推荐和实施应在合理的规划和政策下推进,低碳技术的发展仍是实现碳中和的关键. ②通过能效提升节能技术可实现CO₂减排约1.19×108 t/a. ③未来在替代原燃料来源、种类及替代率得到全面提升的情况下,原燃料替代技术可基本实现行业10%的CO₂减排量. ④目前,低碳水泥每年产量不足水泥总产量的5%,未来仍需通过产品技术创新,提高其生产及使用占比. ⑤CCUS (CO₂捕集、利用与封存)技术是水泥行业实现碳中和的必要路径,混凝土固碳、钙循环等在水泥行业具有典型行业优势的技术可与生产工艺紧密结合,成为未来水泥行业CCUS技术的重要发力点. 研究显示:结合水泥行业CO₂减排预测及技术路径分析,短期内我国水泥行业降碳主要思路为控制源头排放,包括流程智能化、余热利用、原燃料替代和产业结构调整等路径,实现碳达峰及CO₂减排;中期随着生产线服役年限临近及低碳水泥制备技术的发展,支撑行业碳的大幅削减;后期通过CCUS、富氧燃烧、可再生能源利用等技术来实现水泥行业碳中和的目标.      

山东省水泥行业CO_2排放情景与减排效果分析

为了评估山东省水泥行业的CO2减排潜力,利用长期能源替代规划系统软件建立了LEAP-Shandong Cement模型,对山东省水泥行业的CO2排放量及相应的减排潜力进行了模拟评估.同时,在模型中运用情景分析方法,研究了基准情景、政策情景和技术情景下山东水泥行业2007～2020年的能源需求和CO2排放量以及相应的节能减排潜力.结果表明,到2020年,相对于基准情景,政策情景和技术情景下的减排潜力分别为8.5%和14.4%.因此,山东省水泥行业具有一定的减排潜力.实现减排主要依靠窑型的替代和相应技术的进步,其中,余热发电技术改进为近期的重点减排技术.总体而言,水泥行业减排兼具显著的环境、经济和社会效益.     

需求视角的中国能源消费氮氧化物排放研究

基于经济投入产出生命周期评价(EIO-LCA)模型构建了中国1990—2010年能源消费氮氧化物完全排放矩阵,从需求的角度分析了氮氧化物排放在部门和不同需求间的分布结构,并通过情景模拟深入探讨了最终需求结构变化对氮氧化物排放的综合影响和拉动效应,以期探索中国氮氧化物减排的多元化途径.研究结果显示,1990—2010年中国氮氧化物排放总量从878万t上升到2398万t,历年来由工业部门拉动产生的氮氧化物占总量的比重高达70%左右;由最终消费拉动的氮氧化物排放比重逐年下降,资本形成和出口拉动的氮氧化物排放比重逐年上升.氮氧化物排放强度则从47.0 kg·万元-1降至6.0 kg·万元-1,其中,能源和交通部门的排放强度最高.通过情景模拟可以看出,提高最终消费比重,扩大内需有利于氮氧化物总量减排,尤其是对工业部门的减排效果显著.实现氮氧化物总量减排目标,要求在技术进步之外,积极寻求多元减排措施,以强化减排效果,突出能源和交通等重点部门的氮氧化物防治体系建设,并通过扩大内需优化最终需求结构以促进工业部门氮氧化物减排.     

中国水泥排放清单及分布特征

本研究基于2018年在线监测数据等,分析中国水泥行业主要工序（窑头和窑尾）排口烟气浓度情况,自下而上建立了2018年中国高时空分辨率水泥行业大气污染物排放清单（high resolution cement emission inventory for China,HCEC）.结果表明,2018年中国水泥行业的PM、SO₂和NO_x排放量分别为72893、92568和878394 t.从时间维度：2018年中国水泥行业主要工序烟气排口月均浓度逐步降低,蓝天保卫战成效显著.从区域维度：2018年京津冀及周边地区、长三角地区和汾渭平原,水泥窑年均排放浓度整体低于全国平均水平,但各城市排放浓度存在差异.2018年安徽省水泥行业排放量最大,北京市和天津市水泥行业的单位面积污染排放强度最大.     

中国水泥生命周期粉煤灰替代的CO2减排研究

采用中国水泥企业温室气体排放核算方法及政府间气候变化专门委员会的能源使用CO₂排放计算方法,将不同粉煤灰替代率下原料及能源使用引起的CO₂减排进行核算.结果表明,与燃煤电厂产业共生可减排92.676kgCO₂/t水泥.而粉煤灰替代熟料是中国水泥CO₂减排的主要部分,与替代生料结合可产生最大CO₂减排373.303kg/t水泥.另外,粉煤灰替代部分水泥形成混凝土的碳化作用,到2050年可吸收192.015kgCO₂/t水泥.粉煤灰替代后,对余热发电变化及外购清洁电力使用比例增加引起的减排进行预测,发现此项举措可有效促进水泥行业“双碳”目标达成.     

中国水泥生产与碳排放现状分析

水泥生产过程要排放大量CO2,作为水泥生产大国,中国的水泥碳排放备受世界关注。自2003年新型干法窑在中国水泥企业普及以来,中国水泥产业结构变化巨大,然而国外学者并没有对当前中国的生产现状了解全面,导致在计算中国水泥碳排放量时与实际排放量不符甚至相差较大。该文对中国的水泥生产现状、CO2排放现状、CO2减排现状和CO2减排潜力等方面做了总结和详细分析。分析表明,由于不了解中国水泥生产的主流工艺类型,碳排放因子,替代原燃料使用情况和熟料水泥比等实际情况,国外学者过高估算了中国水泥碳排放量。另外,还指出中国水泥CO2减排措施的采取应符合中国当前的经济和科技发展水平,立即淘汰全部立窑或者采用碳捕捉与封存技术并不适合当前的中国;中国水泥行业CO2减排的主要措施应是原燃料替代,其次是技术改进。     

中国产业能源消费氮氧化物排放影响因素分析

中国快速增长的能源消费导致大量的氮氧化物排放,研究能源消费的氮氧化物排放的影响因素对于减排政策制定具有重要意义。文章基于扩展的经济-能源-氮氧化物排放的投入产出模型,首次尝试将结构分解方法(structural decomposition analysis,SDA)运用于氮氧化物排放的影响因素分析。研究实例分析了1990-2010年中国生产部门能源消费的氮氧化物排放的变化趋势和影响因素,研究结果表明:1990-2010年中国生产部门能源消费氮氧化物共增排1 522万t,其中国内生产总值因素变动对增排贡献最大(贡献率为107.2%),氮氧化物排放系数因素变动对减排贡献最大(贡献率为-27.3%)。进一步分析表明,经济规模扩大是带动氮氧化物增排的主要原因,而技术水平提高是抑制氮氧化物增排最有效的措施,未来经济结构优化、能源强度降低和技术进步具有较大潜力,交通部门应受到特别关注。     

煤化工行业氮氧化物排放系数研究

通过现场监测和模拟燃烧实验的方法,分别对陕西某煤化工企业中的甲醇、二甲醚、合成氨和尿素工艺过程中的氮氧化物进行监测,并初步核算各煤化工行业氮氧化物的排放系数.结果显示,不同煤化工行业中,煤炭在作为原料利用时氮氧化物排放量不尽相同,其中甲醇行业氮氧化物排放量为153.19~252.43g/h,平均为211.24g/h;二甲醚行业氮氧化物排放量为22.38~52.20g/h,平均为35.39g/h;合成氨行业为246.48~359.65g/h,平均305.94g/h;尿素行业为13.70~26.75g/h,平均19.89g/h.不同行业氮氧化物的排放系数也有所差别,按照单位产品排放量核算时,各行业氮氧化物的排放系数分别为甲醇41.35~88.10g/t-产品、二甲醚62.27~145.25g/t-产品、合成氨213.47~322.43g/t-产品、尿素0.21~0.41g/t-产品,以单位原料煤消耗量核算出的氮氧化物排放系数分别是甲醇30.18~52.86g/t-原料煤、二甲醚22.83~53.26g/t-原料煤、合成氨119.72~172.73g/t-原料煤、尿素为0.14~0.28g/t-原料煤.通过比较可知,煤在作为原料利用时其氮氧化物的排放系数远小于煤的燃烧过程.     

中国水泥行业二氧化碳减排技术及成本研究

为降低水泥行业碳减排成本,确定最优碳减排技术路径,研究基于经济-能源模型,核算中国水泥行业最新碳减排技术的边际减排成本,使用情景分析方法,研究了与未实施减排技术相比,2020年17项技术的碳减排潜力,并将其作为基准情景,和2025,2030,2035年3个未来情景的碳减排潜力作比较,从而得出不同情景下的边际减排成本曲线。结果表明:1）2020年我国水泥行业17项减排技术的平均减排成本为124元/tCO₂,2020年实现总减排量3043万t,总减排成本为10.3亿元;在保持技术水平和排放水平不变的情况下,2035年17项减排技术可实现总减排量21307万t,总减排成本为103.4亿元。2）在各项减排技术中,集成模块化窑衬节能技术与水泥熟料烧成系统优化技术,具有较高减排潜力和较低减排成本,适合广泛推广;CO₂捕集利用与封存（CCUS）技术虽具有较高减排成本,但是未来减排潜力较大,应给予重视。3）技术普及率与熟料产量是决定减排潜力的重要因素,因此未来水泥行业应注重节能减排政策技术推广与产业结构调整,可进一步实现减排目标。