我國是水泥生產與消費大國,占世界水泥產量的一半以上,近年來,隨著水泥行業產能過剩、排放過高等產生的環保問題也逐漸顯現。去年,我國發布*zui嚴的水泥行業污染物排放標準,此外國內多個碳排放權有償與交易試點的啟動,也將水泥納入控排行業。而從2008年國務院發布抑制水泥行業產能過剩的38號文開始,已經不再新批水泥項目,企業只能通過兼并、重組等形式調整產能。
一邊是市場商機不時顯現,一邊是更為嚴格減排與環保約束。記者近日走訪相關企業發現,不少生產企業通過低碳、減排改造,并發展循環經濟提高附加值,探索水泥行業緩解產能過剩,開拓市場藍海的新路。廣東省建材行業協會會長吳一岳表示,產業鏈延伸已經成為水泥行業趨勢,并需要創新發展。越來越多水泥企業開始重視環保的背后,是該行業發展曾帶來的環境問題,已引起了*、行業的重視。
煙氣繚繞、塵土飛揚,這些人們印象中水泥廠的景象不見蹤跡。取而代之的是廣闊的綠地與青翠的樹林,如果不是掩映樹林后的幾座高大塔吊和生產設備,難以令人察覺這是工業企業。近日,在中國臺灣花蓮縣的臺泥和平水泥廠。在廠區背后不遠,便是水泥原料的來源地礦山。與傳統的礦山露天開挖,礦石從裸露的山體傾斜而下,揚起漫天塵土不同,這里的礦山看不見開采的痕跡,記者乘車盤山而上,山體郁郁蔥蔥保存完好,直到半山腰上的隧道口,才發現內有乾坤。
從隧道進入就可以巡視礦井內情況,只需要6到7位員工就可以完成礦區的日常運作。臺泥和平水泥廠廠長黃有進介紹,原來,該礦山采用“山頂平臺式階段開采以及豎井運輸法”,從1000多米高的山頂進行平面式開采,初采后的礦石投入豎井——即在山內下挖的垂直通道,利用重力分三階段運輸到山下,每個階段均設有一個平臺與破碎機,將礦石進一步破碎。原料石灰石開采運輸至山下之后,再運用封閉式皮帶廊運送至水泥生產線。“整個流程全自動化、全密閉。”
該礦區目前有三套豎井,年產能達1500萬噸,也是世界上zui大的豎井開采運輸系統。此外,每開采完一個平面,都會進行種植復綠,目前已經復原了10公頃,占總面積的30%。不僅中國臺灣,在中國大陸,越來越多水泥企業開始重視環保的背后,是該行業發展曾帶來的環境問題,已引起了*、行業的重視。
環保部去年公布的數據,水泥工業顆粒物排放占全國顆粒物排放量的15%—20%,行業二氧化硫排放占全國的3%—4%,氮氧化物排放占全國的10%—12%,屬污染控制的重點行業,水泥工業的礦山資源消耗與生態破壞也是突出問題。對此,國家要求“十二五”期間淘汰水泥落后產能3.7億噸;在三大城市群等重點地區,對水泥項目實施zui為嚴格的特別排放限值。
在中國大陸,環保的豎井開采方式開始試水。廣東英德一個水泥基地,就采用了“半豎井”的概念,“英德那邊是一兩百米高的幾個小山頭,較為分散且高度較低,不如和平廠的礦山質密,用*豎井的方法并不適合。”對此,該項目采用了二重山開采的方法,“我們剛好找到了圍著的一圈山,中間有一個天然的洞,就將其當成天然的豎井。開采時粉塵都隔在里面,也保留了*重山的景觀。”該生產基地負責人介紹。
碳捕捉僅是該水泥企業循環經濟的一部分。當地還采用“港廠電”融合的“三合一”發展模式,即水泥廠、和平電廠和和平港三位一體開發,實現能源互補與資源互用。除了污染物排放收緊,在我國多地的碳交易試點中,水泥業也是重點碳控排行業。如何降低碳排放甚至變碳為“寶”,成為關乎水泥企業生產成本的重要話題。
今年7月,素有科技產業奧斯卡之稱的“百大科技研發獎”揭曉。起源于水泥行業的鈣回路捕獲二氧化碳技術獲殊榮。而臺泥和平廠正是該項技術zui大的試驗廠。運營1年多來,總捕獲量達每小時1噸,捕獲效率可達90%以上。
在該廠內的研發實驗室看到,從水泥廠里捕捉到的二氧化碳通過細管輸送到實驗室里大小不一的瓶子和玻璃罐里,在光照等作用下,瓶罐里養殖出不同呈深淺綠色的藻類。這些藻類經過一個個大箱子狀的萃取裝置并加工后,得到的生物質燃料如藻油、沼氣,以及更高價值的蝦紅素、DHA等健康食品、化妝品原料,完成整個微藻固碳的過程。當中,如何從水泥捕獲二氧化碳是關鍵。據了解,其奧妙在于鈣回路捕獲二氧化碳技術,并在水泥生產線中增加了純氧煅燒旋轉窯煅燒爐等技術和設備。基本原理是利用氧化鈣(俗稱石灰)與二氧化碳結合后,所產生的碳酸鈣(CaCO3)再經過控制條件下的高溫處理,只將二氧化碳釋放出來,而剩余的物質又還原為氧化鈣,于是可以在吸放之間重復循環,并達到捕獲二氧化碳的目的。廢氣中二氧化碳捕獲并濃縮成95%的高濃度。此外,當二氧化碳從碳酸鈣中釋放出來后,廢棄的生石灰(CaO)亦能*成為水泥原料或排煙脫硫吸收劑,實現廢棄物*。碳捕捉僅是該水泥企業循環經濟的一部分。當地還采用“港廠電”融合的“三合一”發展模式,即水泥廠、和平電廠和和平港三位一體開發,實現能源互補與資源互用。
“三合一”均瀕臨太平洋而建,海水可以用于電廠高溫設備的冷凝,水泥廠每年將電廠產生的數十萬噸煤灰全部作為水泥制造的原料,除節省水泥生產成本外,也節省電廠灰塘設置及處理成本。另外,電廠排煙脫硫設備所產生的脫硫石膏也作為水泥緩凝劑用;同時水泥廠產生的石灰石粉供應電廠脫硫作業所需。無論是碳捕捉養殖藻類、還是余熱發電、協同處理垃圾等,循環經濟更越來越多地在水泥這個傳統的污染行業轉型升級中“搶戲”。如果說二氧化碳捕捉利用尚處萌芽階段,并更多著眼于生產的中后端環節,那么在前端的高溫煅燒階段,水泥生產協同處理垃圾已經在我國多地陸續布局發展。
中國水泥協會專家表示,利用全國水泥產能當中僅6億噸的產能,即可處置全國一半的垃圾;如每年用水泥行業總產能的25%,就可以處理全國年產生60%的垃圾1億噸。垃圾焚燒發電要求垃圾在850℃的爐溫停留三秒,而使二噁英達標,但水泥窯溫度非常高,垃圾在超過1000℃以上的環境中停留超過8秒,廢渣和飛灰都可以和水泥形成的熟料結合,垃圾中的重金屬也剛好為水泥所用而不會殘留土地。
今年初,華新水泥在廣東恩平年產水泥200萬噸,并配套純低溫余熱發電系統,以及協同處理城市生活垃圾、市政污泥的水泥熟料環保生產線。珠海華新水泥環保預處理工廠擬于年內投產,該項目一期工程每天可處理1000噸的生活垃圾。而臺泥在韶關以及國內多個地方,也陸續布局這類水泥窖協同處理生活垃圾項目。
在挪威等不少歐美國家,水泥產業都是以服務于協同處理垃圾、發電的形式存在,有數據顯示,目前發達國家已有約2/3的水泥廠使用替代燃料。以后生產水泥只是產業鏈的副業,可能主要在捕捉二氧化碳,用于生產健康食品,或者是生產化妝品的原料。這是未來的一個發展趨勢。碳捕捉養殖一棵藻含有的蝦紅素,就相當于養1萬只蝦。目前生產水泥的碳捕捉成本從原來100-120美元/噸的水平降到60美元以下,未來要做成合乎經濟效益的碳捕捉,而且大量地應用,將繼續研發改進,將成本降至20美元/噸。
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