來(lái)源:中國工業(yè)報
歲末年初,霧霾天氣卷土重來(lái)。
自2013年以來(lái),我國從南到北、從東到西數十個(gè)城市的PM2.5(大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物)指數“爆表”。尤其入冬以來(lái),青島、上海、南京等東部沿海城市也未能豁免。此次全國性、長(cháng)時(shí)間大范圍的霧霾天氣更加引起了全社會(huì )對空氣污染防治的重視。新型余能回收利用設備也因此迎來(lái)新一輪發(fā)展機遇期。
專(zhuān)家分析,造成我國空氣嚴重污染的原因較多,主要包括工業(yè)排放、機動(dòng)車(chē)輛增長(cháng)過(guò)快等諸多因素。其中工業(yè)排放是造成空氣污染最重要的因素之一,減少工業(yè)污染物的排放也成為防治空氣污染的重要舉措。
減少工業(yè)污染物排放主要有兩個(gè)途徑,一是通過(guò)為工業(yè)鍋爐、窯爐等工業(yè)裝備配套合格的除塵設備、脫硫、脫硝裝置,并保證設備的有效投運;二是通過(guò)回收利用工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種余能,提高能源利用效率。第一種途徑是直接通過(guò)減少工業(yè)粉塵、二氧化硫、氮氧化物等空氣污染物質(zhì)的排放,達到防治空氣污染的目的。第二種途徑主要是通過(guò)減少一次能源使用量,包括減少一部分可燃性氣體(溫室氣體)的排放,達到空氣污染防治的目的。
可有效改善空氣質(zhì)量
工業(yè)余能是指工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的可以再次回收利用的能量,包括高溫廢氣余熱、冷卻介質(zhì)余熱、廢汽廢水余熱、高溫產(chǎn)品和爐渣余熱、化學(xué)反應余熱、可燃廢氣廢液和廢料余熱以及高壓流體余壓等多種。按余能載體不同,工業(yè)余能可分為載熱性余能(比如水泥窯余熱、鍋爐煙氣余熱、循環(huán)冷卻水余熱等)、可燃性余能(比如煤礦瓦斯、焦爐煤氣等)和載壓性余能(比如高爐煤氣余壓、加氫裂化裝置中的熱高分油余壓等)。理論上也有專(zhuān)家將可燃性余能、載壓性余能做為載熱性余能的,即將工業(yè)伴生性可燃性氣體與工業(yè)余壓等余能換算為工業(yè)余熱。工業(yè)余熱按品位又可分為中高品位余熱和低品位余熱,低品位余熱一般指300℃以下,用傳統設備無(wú)法有效回收的余熱,包括低濃度燃氣。
根據研究機構調查,我國各行業(yè)的余壓余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%~67%,可回收利用的熱能資源約為余壓余熱總熱能資源的60%以上。如果工業(yè)余能可以被有效回收利用,不僅可以大幅度減少一次能源的使用量,還可以大量減少煤礦瓦斯、焦爐煤氣、轉爐煤氣等溫室氣體的排放,可有效改善空氣質(zhì)量。
長(cháng)期以來(lái),煤炭作為我國最主要的能源,占一次能源生產(chǎn)和消費總量的70%以上。受固定資產(chǎn)投資驅動(dòng),2000年以來(lái)我國經(jīng)濟持續高速增長(cháng),從而導致高耗能工業(yè)(煤基工業(yè))快速擴張。近十幾年來(lái)我國有30余個(gè)大宗工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量居全球第一,其代價(jià)是以煤炭為基礎能源的工業(yè)產(chǎn)生大量的過(guò)程余能及工業(yè)污染物質(zhì),使我國成為世界最大的工業(yè)余能產(chǎn)生國家,也成為世界最大的工業(yè)污染物排放國家。
“十五”以來(lái),國務(wù)院、國家經(jīng)貿委、發(fā)改委等先后發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步開(kāi)展資源綜合利用的意見(jiàn)》、《節能中長(cháng)期專(zhuān)項規劃》、《“十一五”十大重點(diǎn)節能工程實(shí)施意見(jiàn)》以及《節能減排“十二五”規劃》等一系列文件,鼓勵工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)加大工業(yè)余熱、余壓、瓦斯、煤氣、煤矸石、煤泥等余能的回收利用,并在發(fā)電并網(wǎng)、稅收、貸款、科技獎項評審等方面給予支持或傾斜,使我國水泥窯余熱、干熄焦余熱、轉爐余熱、高爐煤氣余壓、煤礦瓦斯等中高品位余能的回收利用取得了長(cháng)足發(fā)展,對我國“十一五”期間萬(wàn)元GDP能耗下降做出了巨大貢獻。
截至2013年年底,我國已建成投產(chǎn)的水泥窯低溫余熱發(fā)電機組近800套,裝機容量達700萬(wàn)千瓦左右;建成投產(chǎn)高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電機組900余套,裝機容量達800萬(wàn)千瓦左右;建成投產(chǎn)各類(lèi)瓦斯(煤層氣)發(fā)電項目近300個(gè),裝機容量達200萬(wàn)千瓦左右??紤]到干熄焦余熱發(fā)電、玻璃窯余熱發(fā)電以及液力透平等其他余能回收利用裝置,目前我國已建成投產(chǎn)的各類(lèi)工業(yè)余能回收利用裝置回收總功率保守估計在2000萬(wàn)千瓦以上,相當于年節約標準煤6000萬(wàn)噸左右,減少CO2排放1.4億噸左右,同時(shí)減少大量的PM2.5污染物質(zhì)的排放。
余能回收利用前景可期
近10年來(lái),我國在一些工業(yè)余能的回收利用方面取得了可喜的成績(jì),但在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中還有許多余能沒(méi)有被高效回收利用。以鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)為例,國外先進(jìn)的鋼鐵企業(yè)的余能資源(包括余熱、余壓及伴生性燃氣)回收率一般在90%以上,而鋼鐵企業(yè)平均余能資源回收率僅占50%左右。除此之外,還有一些低品位的工業(yè)余能沒(méi)有被有效回收利用(200℃以下的各類(lèi)余熱及低濃度瓦斯等)。
資料顯示,2012年全國煤層氣產(chǎn)量125億立方米,利用總量?jì)H為52億立方米,利用率為41.5%;焦爐煤氣產(chǎn)生量近1900億立方米,其中30%沒(méi)有很好利用;絕大部分150℃以下的低品位余熱沒(méi)有被回收利用。除此之外,我國還有部分中高品位余能的回收利用還只是季節性回收,比如有些北方企業(yè)將燒結余熱或煤礦瓦斯的回收用于供暖,一到非供暖季節,大部分余能被排放掉。
分析人士指出,如果將我國工業(yè)余能回收利用率提升到90%左右,將會(huì )新增余能回收利用設備總功率在3000萬(wàn)千瓦以上。即每年增加節約標準煤消耗1億噸左右,減少CO2排放2億噸以上,以及減少大量其他污染物質(zhì)的排放。“十二五”期間,螺桿膨脹機、工業(yè)熱泵、瓦斯發(fā)電機等新型余能回收利用設備將迎來(lái)新一輪發(fā)展機遇期。
目前,我國整體上處于工業(yè)化中期后半階段。在未來(lái)相對較長(cháng)一段時(shí)間內,10年甚至是20年,煤炭在我
國能源生產(chǎn)與能源消耗中的主導地位不會(huì )改變,重工業(yè)在推進(jìn)我國經(jīng)濟發(fā)展過(guò)程中的作用也不會(huì )改變。因此,加快工業(yè)余能回收利用產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,是我國加快發(fā)展綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟的重要組成部分;是扎實(shí)做好一次能源的減量化應用,減少工業(yè)污染物質(zhì)排放的重要措施;是加快我國空氣污染防治工作的有效途徑。