為保證給企業汽柴油質量升級項目提供充足動力源,陜西延長石油集團延安石油化工廠在原有三套75噸/時循環鍋爐的基礎上,新增一套中壓循環流化床鍋爐。圖為新增鍋爐正在緊鑼密鼓建設中。(李佳 攝)
自環保部修改《鍋爐大氣污染物排放標準》征求意見以來,全國各地控煤措施日趨嚴格。新標準提出,自今年10月1日起,工業企業新建鍋爐項目將執行更加嚴格的大氣污染物排放標準,為此,國內化工企業燃煤鍋爐將面臨著燃料方式的重大變革。與此同時,為了更好地替代燃煤鍋爐,國內市場上已經出現了一些天然氣、生物質、電鍋爐以及高效煤粉鍋爐等節能環保型鍋爐。與傳統的燃煤鍋爐相比,這些新型鍋爐貴不貴?化工企業使用的效果怎么樣?它們能代替傳統的燃煤鍋爐嗎?業界專家和企業發表了各自的見解。
標準趨嚴—— 燃煤鍋爐面臨大考
8月5日,環保部就修改《鍋爐大氣污染物排放標準》征求意見,此次修訂增加了燃煤鍋爐氮氧化物排放標準限值和汞污染物排放限值,同時取消了按功能區和鍋爐容量執行不同排放限值的規定以及鍋爐煙塵初始排放濃度限值。
據了解,這次征求意見稿將存量燃煤鍋爐二氧化硫排放標準由目前的900毫克/立方米降低至400毫克/立方米,標準自2015年10月1日起執行;而新建鍋爐的標準進一步降低到至300毫克/立方米,這已從今年10月1日起開始執行。鍋爐整治需要相應的標準作為參照,新版標準一經推出,即可作為鍋爐治理的強制標準。
由于新版標準中規定:新建鍋爐排放限值自10月1日起執行,存量鍋爐改造也將從2014年開始執行,以爭取在2015年10月1日之前完成達標改造。對于小型鍋爐來說,以“上大壓小”為主,主要措施是關停;而對于大中型鍋爐而言,脫硫、煤改氣將是未來的主要方向。
業界人士稱,我國鍋爐大氣污染物排放標準偏低,比如,2001年出臺的國家標準對二氧化硫的排放要求為900毫克/立方米以下,即使技術較差的燃煤鍋爐均能達到要求,這對淘汰落后幾乎沒有形成任何約束機制。對此,環保部認為2001年版的《鍋爐大氣污染物排放標準》存在兩大問題:一是沒有燃煤鍋爐氮氧化物排放標準;二是煙塵和二氧化硫排放標準較低,不能滿足改善空氣質量的要求。
事實上,早在今年6月14日,國務院常務會議部署的《大氣污染防治十條措施》中的第一條就提出全面整治燃煤小鍋爐。而關停、脫硫、除塵、煤改氣都是鍋爐治理的可選路徑。但市場對鍋爐脫硫的可行性存在很大的爭議,不少專家認為,由于成本較高、又得不到政府的財政補貼、企業往往對脫硫并沒有太大的積極性。
據了解,為落實國務院批復實施的《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》,環保部曾經3月初發布了一個《關于執行大氣污染物特別排放限值的公告》,公告明確提出,位于重點控制區的火電、鋼鐵、石化、水泥、有色、化工等六大行業的新建鍋爐項目執行煙塵、二氧化硫、氮氧化物特別排放限值,而現有企業的鍋爐項目在過渡期滿后將分別執行揮發性有機物、煙塵特別排放限值。
根據環保部專家測算,執行新《標準》后,位于重點控制區內的鍋爐主要污染物排放總量將由2010年的煙塵20萬噸、二氧化硫89.8萬噸、氮氧化物33.9萬噸,分別減少到2015年的2.5萬噸、15.1萬噸、17.4萬噸和2020年的2.3萬噸、12.8萬噸、16.7萬噸。
江蘇梅蘭化工有限公司在新擴建熱電項目中注重節能減排,公司熱電4號鍋爐經過技改,熱效率達到91%,滿足國家規定的最新排放標準。圖為改造后的梅蘭熱電4號鍋爐。(企業供圖)
分布利用—— 熱電聯產值得推廣
“目前,我國約有燃煤鍋爐50萬臺,年耗原煤約7億噸,占全國煤炭消費總量的20%左右,是我國僅次于燃煤發電的第二大煤煙型污染源。能效水平低下、污染物排放嚴重、自動化水平低等是燃煤工業鍋爐存在的突出問題。”中國煤炭科學研究總院北京煤化工研究分院院長杜銘華如是說??梢哉f,傳統燃煤鍋爐目前面臨著要么改造、要么被淘汰的尷尬局面。
事實上,早在今年5月,全國范圍內就掀起了一個燃煤鍋爐清潔能源爐替代的高潮。目前,改造工作在各地陸續展開,不少地方政府還相繼出臺了清潔能源替代的相關方案。
國內現階段主要推行的節能環保型鍋爐為天然氣、生物質、電鍋爐以及高效煤粉鍋爐等。其中,燃氣鍋爐和電鍋爐成為大部分城市首選;而高效煤粉鍋爐在部分城市也表現出明顯的減排效果,這給節能環保型鍋爐企業帶來了新的發展機遇。
據了解,由于“煤改氣”方式在提升能源利用效率、降低大氣污染等方面有很多優勢,為此,許多地方相繼出臺了“煤改氣”的具體方案。例如,9月10日,甘肅省蘭州市“煤改氣示范工程”啟動,年內將完成24處燃煤鍋爐的改造;9月16日,河北省邢臺市政府已投入財政資金3200萬元,用于支持“煤改氣”;9月17日,內蒙古呼和浩特64座分散的燃煤鍋爐將進行“煤改氣”改造。數據顯示,目前我國約有20個省市制定了“煤改氣”計劃。
據中國化工節能協會專家余永超介紹,“煤改氣”有諸多優點,例如,改造方式簡單、工期短、投資小,可以改善工人的勞動環境,改善市區環境質量等,可謂一舉多得。
不過,從現有的改造情況看,“煤改氣”也存在不少的問題。以北京為例,燃氣在采暖期與非采暖期的用量差別很大,冬季與夏季燃氣用量之比已經從原來的3∶1發展到目前的13∶1。在夏天用氣量少的時候,巨大的管網只是輸送老百姓做飯和熱電廠的用氣量。
另據余永超介紹,作為寶貴的清潔能源,天然氣可以產生1000℃以上的熱值,卻被用來生產100℃以下的采暖熱水,“紅木當柴燒”,是能源的極大浪費。
為此他認為,從能源與環保的角度來看,燃煤小鍋爐必須盡快抓緊改造,但只在小鍋爐本體上修修補補不是解決問題的辦法,應在燃料結構調整的大環境中,抓緊小鍋爐改造的燃氣分布式能源的建設。
據了解,國務院通過的《能源發展“十二五”規劃》提出,有序發展天然氣發電,大力發展分布式能源、推進智能電網建設。“我們認為,在城市供熱中,冷、熱、電聯產,才是正確的發展方向。”一位來自中國城市燃氣協會分布式能源專業委員會的專家向記者表示。
通過查閱資料,筆者了解到,天然氣分布式能源是指利用天然氣為燃料,通過冷、熱、電三聯供等方式實現能源的梯級利用,綜合能源利用效率能達到70%以上,這是天然氣高效利用的重要方式。與傳統的集中式供能相比,分布式能源具有能效高、清潔環保、安全性好、削峰填谷、經濟效益好等優點。
為此,2011年10月國家發改委、財政部、住建部、國家能源局聯合公布的《關于發展天然氣分布式能源的指導意見》中提出:“天然氣分布式能源在我國已具備大規模發展的條件。”
不過,人們對發展天然氣分布式能源仍存有幾分擔心,其中一個便是燃氣資源的獲得。過去相關部門一直宣傳,我國是“富煤、缺油、少氣”,加之前幾年出現過的“氣荒”,使人們不敢大膽開發分布式能源。“事實上,這只是因為我們長期沒有重視天然氣的勘探開發,沒有摸清家底。最近中石油技術經濟研究院的研究表明,保守估計到2015年和2020年,我國天然氣有可能出現供大于求的局面。”余永超表示。
另一方面,人們擔心的便是天然氣價格貴。據介紹,鍋爐燒氣確實比燒煤要貴,例如,在目前北京城市居民采暖費用方面,燒天然氣的費用是高出燒煤的。“對于熱力公司來講,他們都擔心改燒天然氣后,供熱收費率會更低。”余永超介紹說,“但是,由于天然氣鍋爐是將天然氣一次性利用,能源利用率往往較低;而燃氣分布式能源是將能源梯級利用,先發電、后供熱或制冷與熱水供應,成本分攤,其綜合經濟效益更好。”
在有天然氣的地方,發展燃氣分布式能源遠比搞燃氣鍋爐房要好。余永超表示:“在控制燃煤總量的措施越來越嚴格的大趨勢之中,小鍋爐改造為燃氣分布式能源,是革命性的改造之路。”
為降低生產成本,湖北祥云股份有限公司積極挖潛改造,通過技改降低能耗,公司60噸/時自然循環余熱鍋爐裝置改造后每年可節約成本1.12億元。圖為公司項目改造現場。 (企業供圖)
能源管理—— 為改造錦上添花
根據新《標準》,非重點地區排放煙塵執行80毫克/立方米標準,非重點地區二氧化硫排放執行400毫克/立方米,非重點地區的工業除塵治理的一次性投資為391億元,每年的運行費用5億元;脫硫技術一次性投資1280億元,年運行成本為32億元。按現有企業燃煤鍋爐的煙塵執行特別排放限值,煙塵的特別排放限值為30毫克/立方米,可測算出一次性投資32億元,年運行成本為0.8億元。
“保護環境需要代價。新標準實施后,燃煤鍋爐需要通過加大投資、采取先進的治理技術、加強運行管理等措施實現煙氣達標排放。”環渤海(天津)節能減排協會會長王安民認為,化工企業投資煙氣達標排放的技改資金從哪里來是個關鍵。
化工企業不用出一分錢,就可以解決燃煤鍋爐在節能減排方面的疑難雜癥,改造方可以從節能減排效益中獲得收益。筆者了解到,天津市晉盛節能科技有限公司的這一舉措得到了化工企業的普遍歡迎。為抓住燃煤鍋爐改造中出現的商機,晉盛公司推出一種全新的鍋爐能源改造模式:能源生產企業的合同能源管理(EMC)的方式集中供氣,化工企業只需繳納使用費,接入管道就可以使用蒸汽。
目前,該公司正在焦化企業中推行這種合同能源管理模式,為焦化企業提供代替燃煤鍋爐的蒸汽來源,比如,公司在內蒙古慶華煤焦集團實施的焦爐煙道氣余熱回收項目中,每小時可以生產蒸汽10噸,在滿足生產用蒸汽的同時還替代了10噸燃煤鍋爐,每臺焦爐每年可節約標準煤7600多噸。
今年以來,公司還先后為山西美錦煤化工集團隆輝焦化公司、山西晉陽煤焦集團、陜西陜焦化工集團等企業實施了類似的技改工作。公司的成功經驗引起了眾多焦化企業的關注,主動要求改造的焦化企業絡繹不絕。今年該公司已接訂單合同額達6000多萬元。年底可能突破8000萬元。
筆者從中國電器工業協會工業鍋爐分會了解到,余熱鍋爐行業是我國裝備制造業的重要組成部分,承擔著為焦化、電力、鋼鐵等行業提供關鍵技術設備的任務。近年來,在節能減排指標的約束下,我國余熱鍋爐的市場需求呈不斷上升趨勢。特別是最近幾年,全行業連續以較快的速度增長,干熄焦余熱鍋爐、燒結機余熱鍋爐、以及高爐煤氣余熱鍋爐等一批適銷對路的新產品不斷涌現出來,行業面臨著良好的發展機遇?! ?/p>
據介紹,我國工業余熱資源豐富,余熱利用提升空間很大。數據顯示,全國工業余熱資源約占其燃料總熱量的17%~67%,其中可回收率達60%。但目前我國余熱資源利用比例低,大型鋼鐵企業余熱利用率在30%~50%,其他行業則更低。而據《節能減排“十二五”規劃》要求,到2015年,全國將新增余熱余壓發電能力2000萬千瓦,形成5700萬噸標準煤的節能能力。在這種形勢下,余熱發電技術迅速實現了產業化,出現了諸如焦化行業干熄焦余熱發電等多種余熱發電形式。
筆者在調研走訪中了解到,由于看好EMC這種模式所帶來的長期、穩定收益,一些能源企業也由過去單純的以賣燃料轉變為二次能源服務商。例如,東莞市百大新能源股份有限公司投資建設的集中供氣站已經為6家企業接上了蒸汽管道,開始出售蒸汽而收益。
建立集中蒸汽供應站為工業生產供氣,這在東莞還算得上新事物。筆者粗略地算了一下,以一噸蒸汽要消耗60萬千卡熱量為例,使用燃煤需要127.5元的成本。而接入供氣站的成本則是200元。但是,如果算上使用燃煤鍋爐所需要的人工成本、設備折價成本,使用集中供氣對生產企業來說總體投資少,既經濟又環保。
浙江建業化工股份有限公司熱電二期項目90噸高溫高壓循環流化床鍋爐于今年9月份開工建設,現已完成鍋爐鋼架的安裝工作。圖為公司90噸CFB鍋爐安裝現場。(企業供圖)