環(huán)境保護部環(huán)境與經(jīng)濟政策研究中心氣候變化政策研究部副研究員 馮相昭博士
眾所周知工業(yè)化改變了人類社會，這種改變把福祉與問題一起帶來。其環(huán)境保護工作同時面臨多重嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。就大氣污染而言，其中除廣泛認(rèn)知的火力發(fā)電和汽車尾氣排放污染外，水泥行業(yè)作為一個高污染物排放、高能源消耗、高資源消耗的行業(yè)，既是溫室氣體CO2的排放大戶，又是大氣污染物的重要排放源。
“水泥企業(yè)的溫室氣體排放與常規(guī)大氣污染物具有明顯的同源排放特性。”馮相昭解釋說，水泥行業(yè)的CO2主要來自于工藝過程(鈣質(zhì)原料的分解)和化石燃料的燃燒。水泥行業(yè)大氣污染物排放是指在生產(chǎn)過程中(化石燃料燃燒、電力消耗)排放的各種污染物，主要為粉塵顆粒物和NOx等。
“從消費的角度來講，我國水泥行業(yè)二氧化氮的排放上占據(jù)主導(dǎo)的地位”。馮相昭結(jié)合數(shù)據(jù)向記者說明，全國水泥行業(yè)年排放氮氧化物約200萬噸，占全國氮氧化物排放量的10~12%左右，居火力發(fā)電和汽車尾氣排放之后的第三位。因此水泥行業(yè)的節(jié)能減排工作被列為全國節(jié)能減排工作的重中之重。
據(jù)馮相昭介紹說：“現(xiàn)階段水泥行業(yè)脫硝(氮氧化物減排)工作已成為環(huán)保硬約束，目前水泥行業(yè)的氮氧化物控制技術(shù)主要有：高效低氮燃燒器，分級燃燒，選擇性非催化還原(SNCR)和選擇性催化還原(SCR)等幾項技術(shù)”。但是馮相昭指出，其潛在不容忽視的是脫硝會增加企業(yè)投資、能源消耗、運營成本和熟料生產(chǎn)成本，還可能誘發(fā)高能耗、高污染的合成氨行業(yè)快速發(fā)展。當(dāng)前，在水泥產(chǎn)能過剩、效益下滑之際，水泥企業(yè)希望國家能盡快出臺相關(guān)脫硝補償政策或激勵機制，還需要評估氮氧化物減排對合成氨行業(yè)的逆向激勵和環(huán)境影響?！爱?dāng)然，企業(yè)也應(yīng)加強對脫硝裝備的安全運行和管理，減少費用，同時優(yōu)化資源和資金配置”，馮相昭說。
出重拳強化氮氧化物減排，在此背景下，馮相昭表示，自“十一五”以來，國家發(fā)改委、工信部、環(huán)保部和科技部等部委為控制水泥行業(yè)的污染物和溫室氣體排放、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高資源綜合利用率以及能源利用水平，分別出臺了多部涉及水泥行業(yè)的政策法規(guī)。據(jù)馮相昭介紹，具體如調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，上大壓小，減量替換，嚴(yán)禁新建;加強水泥行業(yè)的節(jié)能減排技術(shù)推廣，進一步提高水泥行業(yè)的能源利用水平;鼓勵支持水泥窯協(xié)同處置城市垃圾和工業(yè)廢物，提高資源綜合利用程度，減少城市垃圾填埋和焚燒帶來的排放和能源消耗。此外，馮相昭還提到，各省市地方也分別出臺了相應(yīng)的法規(guī)政策來貫徹執(zhí)行國家方針，根據(jù)各地的實際條件進一步規(guī)范了水泥行業(yè)的發(fā)展。所有這些政策措施對于推動水泥行業(yè)節(jié)能減排和控制溫室氣體排放提供了一定的制度保障。
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水泥工業(yè)是NOx高排放行業(yè)，水泥窯爐NOx排放的主要成分是NO和NO2，其中NO占氮氧化合物總量的95%左右，NO2大約為5%左右。NOx主要產(chǎn)生于熟料煅燒過程中空氣中的N2以及煤粉和生料中的含氮化合物的氧化，主要可分為熱力型NOx、燃料型NOx和生料型NOx。熱力型NOx是當(dāng)燃燒氣體在1600℃以上高溫區(qū)有足夠停留時間時，氮分子N2和氧原子O以及氮原子N和氧分子O2化合生成的。燃料氮的化學(xué)結(jié)合能較低，在600~800℃的較低溫度區(qū)就能形成NOx，所以燃料在水泥回轉(zhuǎn)窯分解爐的燃燒過程中也會產(chǎn)生NOx。燃料中的氮根據(jù)火焰回流區(qū)的形成情況會產(chǎn)生不同數(shù)量的NOx，從而影響總的NOx排放量。當(dāng)燃燒溫度達到1600℃時，熱力型NOx約為15%~30%，燃料型NOx約為75%。德國近30年的監(jiān)測結(jié)果顯示回轉(zhuǎn)窯廢氣中NOx排放濃度大約300~2200mg/Nm3。而國內(nèi)運行的新型干法水泥窯NOx排放濃度尚缺乏系統(tǒng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，當(dāng)采取了一定的脫硝工藝和技術(shù)后，平均NOx排放量可以控制在800mg/Nm3以內(nèi)。