山东省煤炭工业节能减排主要做法和经验

2006年以来,山东省委、省政府把节能减排列入了“十一五”发展规划和《政府工作报告》,提出了到“十一五”末万元GDP能耗降低22％、SO2排放量削减20％、COD排放量削减18％的任务目标。作为山东省最重要的产业之一,煤炭工业承担着较重的节能减排任务：到“十一五”末,全省煤炭企业单位生产总值能耗比2005年下降22％左右;原煤入洗率达到60％以上;煤矸石、煤泥等固体废弃物综合利用率达到90％以上;矿井水利用率达到90％以上;二氧化硫（SO2）总排放量比2005年减少20％;化学需氧量（COD）总排放量比2005年减少14．9％。     

创新工作机制 推进污染减排

山东省日照市地处山东半岛南翼，属于我国沿海后发展地区，正处于城市化工业化进程提速、居民消费不断升级、基础设施加快建设的新阶段，特别是依托港口优势的冶金、电力、浆纸、建材、粮油加工等产业发展较快，使得污染物新增量不断加大。完成污染减排任务十分艰巨。根据2006年省政府与日照市签订的主要污染物削减目标责任书，到“十一五”末，COD和SO2排放量要分别比2005年削减18．3％和23．41％。2007年。由于年度任务叠加，全市COD和SO2削减率要分别达到7．8％和9．7％。     

粤"十一五"COD和二氧化硫减排将年均降2.84%

根据国家有关规划要求，在确保经济年增长9％以上的情况下，广东省“十一五”期末化学需氧量和二氧化硫排放量在2005年的基础上均削减15％，即到2010年年底分别控制在89．9万吨和110万吨以内。按照这一要求，二氧化硫排放总量与化学需氧量排放总量须达到年降2．84％的水平。     

中国“十一五”期间污染减排费用-效益分析

为了定量评估“十一五”期间COD、SO2两项主要污染物减排的综合绩效,采用费用-效益分析方法对COD、SO2的减排费用和减排效益进行了计算.减排费用的计算主要基于现有的统计数据,包括工业污染源治理投入、城市环境基础设施建设投入、污染治理设施运行费用3部分.减排效益的计算思路则为:由于污染减排的直接效果体现为污染物排放量的减少,而污染排放量的减少将导致环境污染损失的减少,因此,将由于实施污染减排政策减少污染排放而降低的“环境污染损失”来等同“污染减排效益”.经过计算可知,“十一五”期间,COD、SO2的静态削减率分别为12.45％和14.29％,动态削减率分别为59.05％和86.83％.采用费用-效益分析方法计算得到“十一五”期间全国污染减排的总费用为6324.87亿元,总效益为33284.86亿元,净效益为26959.48亿元,费用效益比为5.26.结果表明,“十一五”期间,全国2项污染物减排的环境效益和经济效益显著.     

污染减排的“辽宁现象”

重化工业大省对经济的贡献率大,污染物排放量也大,这似乎成为一种定式。辽宁作为老工业基地,减排形势自然十分严峻。为确保实现“十一五”减排目标,从根本上改善全省环境质量,辽宁下大力气、下真功夫全面推进污染减排。2010年上半年,辽宁实现承诺,2项污染物指标持续下降,化学需氧量和二氧化硫分别完成“十一五”减排任务的101％和107％,提前完成国家下达的减排任务。新思路新举措新业绩更积极推进了以环境优化促经济发展方式的转变。     

大连市水泥产业结构调整与节能减排工作探索

综述了大连市政府根据水泥工业自身的发展形势和需要,作出了关闭全市所有非新型干法生产工艺的中小型水泥厂29家的重大抉择,完成了540万t落后水泥产能淘汰任务,取得了削减烟、粉尘排放量1123万t的效果：介绍了大连市水泥工业在节能减排方面的一些具体做法;展望了利用水泥工业“新陈代谢”的特点,节约能源资源、大力发展循环经济的发展趋势,并对节能减排工作进行了探索。     

明珠闪耀在水中央

作为佛山市三水区的支柱产业，多年来，陶瓷行业在全区的经济运行和产业发展中起着举足轻重的作用。“十一五”期间，三水区需要削减四成的二氧化硫排放量，而陶瓷行业正占据了全区二氧化硫排放量的四成，陶瓷业减排的重要性和紧迫性由此可见一斑。     

山东"十二五"环保投资加速

截至2010年上半年,山东省"十一五"化学需氧量和二氧化硫排放量削减率分别达到16.6%和21.0%,累计完成国家下达减排任务的111.4%和105.0%,成为6个提前一年完成国家下达总量减排任务的省份之一.     

抚顺市经济增长与水环境质量关系研究

为了揭示沈阳经济区发展对水环境的影响,以典型城市抚顺为研究对象,以环境库兹涅茨曲线理论为基础,根据1995-2008年辽宁省环境统计资料、辽宁省统计年鉴和抚顺市统计年鉴的数据,构建了抚顺市经济增长与工业废水排放量、COD排放量的库兹涅茨曲线模型,分析了抚顺市经济增长与水环境之间的关系;按照三种减排情景,预测出抚顺市2010年、2015年COD的排放量。结果表明,经济增长与水环境质量的关系符合倒U形曲线;GDP按照年均增长16%,COD排放量按照16.3%削减,2015年抚顺市COD排放量是2005年的48.29%;如果2006年至2015年期间COD不进行削减排放,则2015年COD排放将是2005年的近两倍;按照GDP年均增长16%,若想使水环境逐年改善,则"十一五"期间COD需要减排55.78%",十二五"期间需要减排44.79%。     

广州市主要污染物总量减排环境绩效评价

“十一五”期间,广州市主要污染物COD和SO2排放总量持续下降,经初步核算,2010年COD和S02排放量分别比2005年下降2．7万吨和6．5万吨,减排比例分别达到19．7％和43％,总量减排工作顺利完成。减排对环境改善明显,珠江广州河段主要污染指标浓度值均有所下降,COD年均浓度从2005的20．7毫克／升下降至2010年的13．6毫克／升,下降幅度达34．3％,整体水环境质量得到根本好转;空气环境质量优良率逐年上升,大气主要污染指标年均浓度值基本呈现逐年下降的态势,SO2从2005年年平均浓度为0．053毫克／立方米下降至2010年的0．033毫克／立方米,下降幅度达37．7％,空气质量持续得到好转。     

基于热异常探测的北京水泥厂大气污染排放评估

为对水泥行业实现大气污染排放动态监测,反映污染排放的时空分布特征,提出基于热异常点探测数据的新型干法水泥气态污染物排放量测算方法.利用VIIRS热异常点的FRP(fire radiation power,辐射功率)参数结合水泥产业结构特点,建立FRP与污染物排放之间的定量估算关系.利用2013—2017年北京市水泥生产统计信息和热异常点探测数据进行了大气污染排放评估,结果显示:①利用热异常产品的FRP参数估算北京市水泥厂的污染排放水平,利用NO_x和SO₂排放量的统计数据对排放估算值进行相关性验证,二者统计值与估算值之间的相关性系数分别为0.65和0.63.②2013—2017年北京市所有水泥厂的热异常点数据与环境统计数据中水泥总产量、熟料总产量、煤炭总产量以及NO_x、SO₂和烟(粉)尘排放量的相关性均较好,相关性系数均在0.7左右.③自2013年以来,北京市金隅琉水环保科技有限公司和北京金隅北水环保科技有限公司的热异常点数均呈下降趋势.由于采取了减排措施,水泥总产量和污染排放量也均呈逐年减少的趋势.研究显示,基于热异常点探测数据的新型干法水泥气态污染物排放量测算方法可快速获取水泥厂的位置信息、热释放规模,结合污染排放因子可间接评估水泥厂NO_x和SO₂等主要污染物的排放情况.      

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.      

京津冀地区主要排放源减排对PM2.5污染改善贡献评估

研究选取2012年1月和7月作为冬夏两季代表时段,利用CMAQ/2D-VBS模型分析了冬夏两季京津冀地区主要排放源减排30%对改善区域PM_(2.5)污染的效果.结果表明,工业源对PM_(2.5)污染的贡献最大,其次是民用源,但工业源单位减排量贡献低于民用源,交通源和电厂源的整体贡献和单位减排量贡献均较小.工业部门内贡献最大的为钢铁冶金行业,其次是水泥、工业锅炉、炼焦、石灰砖瓦和化工行业.与各部门各物种排放量的比较反映出各排放源贡献大小与其一次PM_(2.5)排放水平高度相关.因京津冀地区冬季NO_x减排对PM_(2.5)形成的促进作用,以及冬季较弱的大气垂直扩散作用,各排放源夏季减排比冬季普遍更有效,交通源、电厂源以及工业源中的水泥、工业锅炉和石灰砖瓦行业夏季减排效果相比冬季优势明显.民用源由于采暖季排放较高而冬季贡献更明显,农业源因秸秆开放燃烧量大,冬季单位减排量贡献十分显著.从同等幅度减排考虑,应将工业源作为控制重点,优先控制其一次PM_(2.5)排放,在部门内进一步重点控制钢铁冶金行业的NO_x和SO_2排放、水泥行业的夏季NO_x排放以及炼焦行业的SO_2和NMVOC排放.民用源排放应着重在冬季采暖期控制.     

中国水泥行业二氧化碳排放达峰路径研究

水泥行业是主要的CO₂排放行业,2020年我国水泥行业CO₂排放占全国排放总量的12%,占全国工业过程排放的60%以上. 为开展水泥行业碳达峰路径研究,提出了基于社会、经济等影响因素的多因素拟合分析模型以及基于主要下游产业的需求预测方法,对2021—2035年我国水泥熟料及水泥产量进行预测;并通过对水泥行业碳排放特征的分析,考虑主要控制措施的可行性,构建我国水泥行业CO₂排放情景,对2021—2035年水泥行业CO₂排放趋势进行测算,在此基础上分析水泥行业碳达峰路径及相关政策建议. 结果表明:①中国水泥熟料消费量在“十四五”期间仍有一定上升空间,随着经济社会的绿色转型,水泥市场需求在“十五五”时期下降. ②在此基础上,通过全面加强产能控制、加大落后产能淘汰力度、推广高效节能技术、积极推进原燃料替代,可推动水泥行业碳排放于“十四五”中期达峰,峰值为13.8×108～14.2×108 t,经过2～3年的峰值平台期后呈持续下降趋势,2030年水泥行业碳排放量将较2020年下降15%~18%. ③2030年,水泥熟料及水泥产量的下降将带动水泥行业碳排放量较2020年减少1.4×108 t. 在各项技术措施中,节能改造是CO₂减排潜力最大的措施,2030年能效提升可带动水泥行业CO₂排放量较2020年减少0.38×108 t;其次是利用固体废物替代燃煤,可带动行业CO₂排放量较2020年减少0.17×108 t. 研究显示,推动我国水泥行业碳达峰及碳减排,需在加强产量控制避免水泥过度消费的基础上,聚焦节能改造和原燃料替代措施.      

中国水泥工业节能减排效果分析及对策研究

根据水泥工业大气污染物排放的数学模型;测算2005年-2011年中国水泥工业二氧化碳(CO2)、氮氧化物(NO2)、二氧化硫(SO2)、颗粒物(PM)和氟化物(F)等污染物排放量,分析节能减排的效果并提出解决问题的对策。结果表明:水泥工业CO2排放量逐年增长,并且与水泥产量和单位产品综合能耗呈线性关系;原料煅烧和能源利用过程CO2排放量分别占56%和44%;单位水泥产品CO2排放强度由0.68 t·t-1下降到0.58 t·t-1,相当于每年节约标准煤682×104t、减少CO2排放共计1.03×108t。NO2排放量分别是SO2、PM、F的4、7、160倍。发展新型干法技术、建设烟气脱硝装置、协同处置固体废物是水泥工业未来节能减排的发展方向。     

基于技术的水泥工业大气颗粒物排放清单

针对我国水泥工业的生产技术及生产过程中的大气颗粒物排放控制技术分类,建立了一个基于技术、自下而上的大气颗粒物排放模型.通过分析我国水泥工业不同生产工艺所占比重的历史变化趋势,以及不同时期水泥工业大气颗粒物控制标准的影响,利用此模型计算了1990-2004年全国水泥工业大气颗粒物的排放系数和排放量.我国水泥工业的大气颗粒物的排放系数由1990年的27.9 kg·t-1水泥下降至2004年的8.05 kg·t-1水泥;大气颗粒物排放量自1990年起逐年增加,于1997年达到最高值l 044×104t,其中PM10排放量为716 X 104 t,PM2 5排放量为436×104t;此后逐年降低,到2001年后又有缓慢增加.我国水泥工业大气颗粒物排放量的地理分布很不均衡,山东、广东、河北、江苏、浙江和河南的排放量超过了全国总排放量的50%.新型干法水泥生产线替代立窑生产线的进程以及2004年<水泥工业大气污染物排放标准>的颁布将很可能大幅降低我国水泥工业的大气颗粒物排放量,从而在很大程度上影响我国的大气颗粒物污染特征.     

京津冀及周边地区水泥工业大气污染控制分析

以京津冀及周边地区水泥工业为研究对象,基于产排污系数法,建立了水泥工业主要大气污染物排放计算方法,对2016年该地区水泥工业主要大气污染物排放控制水平进行了分析.结果表明：京津冀及周边地区2016年水泥工业SO₂、NO_x、PM（有组织）排放量分别达到3.2×10⁴t、23.9×10⁴t、9.7×10⁴t,较2015年分别减少24.1%、18.2%、27.2%,各项污染物大幅下降.水泥工业PM无组织排放量占PM总排放量的45.4%,仍需要采取集中收集的方式加强治理.山东、河南是水泥工业SO₂、NO_x、PM、PM₁₀、PM_2.5重点排放来源,应通过化解过剩产能降低污染排放.从各工艺来看,新型干法工艺应考虑采用高效脱氮脱硫技术、协同处置技术、高效大型袋式除尘技术等新技术,进一步降低各项污染物的排放量;粉磨站也需进一步提高污染治理水平.     

水泥行业PM_(2.5)研究进展

近期,细粒子PM2.5造成的严峻的大气环境污染问题引起了社会的广泛关注。而中国作为世界第一的水泥生产大国,排放了大量的粉尘和烟尘。综述了国内外有关水泥行业PM2.5的研究进展,总结了PM2.5的来源及危害、排放现状、采样方法及其控制技术,并对其研究动向进行了展望。     

基于多源数据融合的河南省建材行业排放清单

建材行业是典型的资源和能源消耗型产业,也是大气污染的主要排放源之一.中国作为全球最大的建材产品生产国和消费国,目前针对建材行业排放特征的研究总体较少,数据来源较为单一.以河南省建材行业为研究对象,首次将应急减排清单应用到排放清单构建中,通过对应急减排清单、排污许可和环境统计等多源数据的融合研究,完善和细化了建材行业活动水平数据,建立了更为精准的河南省建材行业排放清单.结果表明,2020年河南省建材行业的SO₂、 NO_x、一次PM_2.5和PM₁₀的排放量分别为21 788、 51 427、 10 107和14 471 t.其中,水泥和砖瓦是河南省建材行业大气污染物排放占比最高的2个行业,合计超过50%,水泥行业NO_x排放问题较为突出,砖瓦行业整体治理水平比较落后.豫中和豫北是河南省建材行业排放贡献最高的地区,合计超过全省的60%.建议加快推进水泥行业超低排放改造,针对砖瓦等行业完善地方排放标准,持续提升建材行业大气污染治理水平.     

Challenges against CO2 abatement strategies in cement industry: A review

Cement industry is an intensive source of fuel consumption and greenhouse gases (GHGs) emissions. This industry is responsible for 5% of GHGs emissions and is among the top industrial sources of carbon dioxide (CO₂) emissions. Therefore, CO₂ emissions reduction from cement production process has been always an appealing subject for researches in universities and industry. Various efforts have been carried out to mitigate the huge mass of CO₂ emissions from the cement industry. Although, majority of these strategies are technically viable, due to various barriers, the level of CO₂ mitigation in cement industry is still not satisfactory. Among numerous researches on this topic, only a few have tried to answer why CO₂ abatement strategies are not globally practiced yet. This work aims to highlight the challenges and barriers against widespread and effective implementation of CO₂ mitigation strategies in the cement industry and to propose practical solutions to overcome such barriers.