提高中国水泥工业能源效率融资模式探讨（上）

提高中国水泥工业能源效率融资模式探讨：

　　水泥工业是重要的CO₂排放源，提高水泥生产的能源效率将减少温室气体排放，对全球环境保护作出贡献。本研究所通过分析中国水泥工业CO₂减排潜力及减排战略，探讨实现温室气体排放的途径，并尝试用新的融资模式推动水泥工业能源效率改进。研究报告分为四个部份：第一、中国水泥工业发展回顾与展望；第二、水泥工业减少温室气体排放的技术路线图；第三、改进水泥工业能源效率投资模式的设想与展望；第四，推进中国水泥工业余热发电发展的政策建议。

1、中国水泥工业发展回顾与展望

　　中国是世界水泥生产和消费大国，并一直保持高速增长（见图）。2003年生产水泥8.62亿吨，占世界总产量的40%以上。产量的增长也带来能源消费的持续增加，从1994年2003到年的十年间，水泥工业的能源消费从78.09Mｔｃｅ增加到119.58Mｔｃｅ，增幅为53.1%，占2003年全国能源消费总量16.78亿ｔｃｅ的7.1%，是重要的能源消费部门。

图1：1990~2003中国水泥产量（百万吨）

数据青来源：中国统计年鉴2004

　　水泥工业也是重要的温室气体排放部门，CO₂的排放不仅来源于能源的消耗，同时来源于工艺过程，这也是水泥工业的特殊之处。一些研究对水泥工艺过程CO₂排放进行了估算，＜＜气候变化初始国家信息通报＞＞测算994年水泥生产过程排CO₂排放

量为157.8Mｔｏｎ－CO2，ERI，NRDC估算的排放量为153.7Mｔｏｎ－CO2（41.93Mｔｏｎ－ｃ），估算数据存在一些误差，但大体上可以计算出每生产一吨水泥，生产工艺要排放0.356吨CO2。照此计算，1997年和2003年水泥工业生产工艺过程CO2排放量分别达到187.1和314.7Mｔｏｎ－CO2。

　水泥工业由于燃料消耗产生的CO2排放可以根据能源消费数据进行估算，由于中国水泥行业的主要燃料品种为煤与电，一般将以电产生的温室气体归入电力行业，所以根据煤炭消费就可以计算出水泥工业能源利用CO2排放量。根据ERI的估算，1997年水泥工业消费73.32煤炭Mｔｃｅ，排放CO2187.2Mｔｏｎ－CO2（按2.56ｔｏｎ－CI2/ｔｃｅ计算），与工艺过程生产水泥8.1亿吨，共消耗10237煤炭万吨，折合标准煤80Mｔｃｅ（按每吨5500ｋｃａｌ计算），按此计算，2003年水泥工业能源CO2排放昊200Mｔｏｎ－CO2以上，加上工艺过程的排放量，总排放量将500超过Mｔｏｎ-CO2。如果考虑电力水带来的间接排放，水泥工业带来的温室气体排放产将是一个非常大的数字。

　　必须指出的是，关于水泥综合能耗的数据不同的来源差别很大，很多的文章又不给出数据出自，因此很难判断哪个数据更可信，比如NRCE在节能中长期专项规划中分别给出了水泥综合能耗的历史值和未来目标值，2000年水泥综合能耗为181ｋｇｃｅ/ｔｏｎ，这一数据公比ERI给出的1997年的数据提高了1不到ｋｇｃｅ/ｔｏｎ，而水泥综合能耗2010年的目标值为148ｋｇｃｅ/ｔｏｎ，但中国建材规划设计院统计的2003年综合能耗已经达到147ｋｇｃｅ/ｔｏｎ。

　一些研究还对未来水泥生产的排放量进行了预测，但这些预测对水泥产量已达8.6到亿吨，远远超过了预测值，因此对CO2排放的预测存在很大的不确定性。可以肯定的是，随之中国城市化进程的发展，大量基础性设施和居民住宅建设必将推动水泥生产量的继续增长。在2004年底政府批准的＜＜国家高速公路网规划＞＞中指出，中国将用30年时间，8.5形成万公里国家高速公路网。目前，已建成2.9万公里，在建1.6万公里，待建4万公里。2010年前每年投资在1400-1500亿元，2010-2020年间年平均投资额1000亿元。专家估计，中国水泥需求高峰大约在2020年左右，需求量在11.2-12.6亿吨。如果水泥业的能源效率可以达到NRDC的规划目标值，即2020年水泥综合能耗为129ｋｇｃｅ/ｔｏｎ。接近目前国际先进水平，水泥工业2020年CO2排放量最保守的估计也将8超过亿吨。

2、减少温室气体排放的技术路线图

　　减少水泥工业CO2排放量的途径分为两类，一是抑制水泥产量特别是水泥熟料产量的快速增长；二是提高能源效率，降低水泥生产的能耗强度。

　　中国水泥生产量受市场需求的拉动，公2003年一年就增产138Mｔｏｎ，大于世界第二大水泥消费国美国的年消费量。但水泥的增长一直是重量轻质，32.5级水泥占总产量的比重70超过%，高质量水泥约占15%（2001年数据）。中国正处在城市化和基础设施加速建设阶段，不可能通过放缓建设速度来抑制水泥产是的增长，唯一的途径是通过技术手段降低单位建筑面积的水泥消耗量，例如通过建筑结构的优化降低水泥消耗强度，采用高标号水泥减少水泥用量；改善水泥性能养活水泥消耗量等。需要指出的是用其他材料像钢材、木材替代水泥能否减少温室气体排放是一个十分复杂的问题，需要详细的研究。

　由于水泥生产的能源消耗大部份发生在烧成系统，即水泥熟料的生产，降低水泥中熟料的比例，可以抑制水泥熟料产量的快速增长，从而降低能耗，减少CO2排放，降低水泥中熟料比例的主要手段包括：利用工业废渣与天然矿物替代水泥熟料：利用煤矸石替代水泥熟料；通过技术手段不断提高水泥熟料替代物的掺混比例。

　提高水泥工业能源效率一直是中央政府关注的重点，从20世纪80年代中期开始，通过政府拨款、国债、银行贷款、国际金融机构技术援助及贷款、双边及多边国际技术合作等多种形式，开展了大规模的水泥工业技术改造，首次引进新型干法预分解窑技术。这一轮的技术改造以“湿改干”和“大型化”为显蓍特点，经过十年时间，中国水泥工业能源效率和技术装备水平得到了很大的提高，吨水泥综合能将消耗从1985年的210.4ｋｇ/ｔｏｎ下降到1995年的168.4ｋｇ/ｔｏｎ。政府还通过制定技术改造计划纲要和技术发展纲要、关闭小型水泥窑等手段，鼓励节能技术的研发和采用。在1984年制定、1996年修订的＜＜节能技术政策大纲＞＞中明确规定。

1、发展日产水泥1000熟料旽、2000吨和4000吨的窑外分解新型干法生产工艺。原有大、中型水泥厂进行扩建、改建必须采用新型干法工艺，不再扩建和新建湿法窑。现有中型水泥厂进行，根据条件改造扩建成干法生产线，以及将各种成熟的节能技术措施集中于一条窑上进行综合节能技术改造。小型水泥厂应诼步淘汰土立窑和干法空回转窑。机械化立窑进一步采用14项节能技术进行节能综合改造。推广采用新型立筒预热器、五级旋风预热器和余热发电窑，对干法中空窑进行改造。

2、水泥厂粉磨系统应采用先进立磨、辊压磨、高细磨等高效节能粉磨机，对现有球磨机实行综合节能改造。

3、要停止制造湿窑、干法中空窑、立波尔窑、土立窑和1.83米以下的小型磨机等装备。

4、发展散装水泥运输，建设散装运输码头和散装运输系统

5、发展和推广优质耐火材料、耐磨材料和隔热材料，提高设备热效率，减少窑休的散热损失。

6、因地制宜大量使用煤矸石、粉煤灰和火山灰材料，生产多种墙体材料和生产粉煤灰水泥及火山灰水泥等节能材料。

　对于余热的利用，＜＜节能技术政策大纲＞＞中规定，工业窑炉烟气余热回收利用，原则是首先自身用于利用预热空气、燃料及物料，自身自身无法回收才用于炉外热回收设施。工艺余热回收利用原则是梯级利用，高质高用。优先把高品位余热用于作功或发电，如用于燃气轮机、驱动鼓风机、压缩机及以电等，低温余热用于空调、采暖或生活用热。