江蘇水泥工業資源與能源消耗分析
水泥是國民經濟建設的重要基礎原材料,隨著我國工業化、城市化進程的推進,水泥工業對經濟增長的支撐作用日益明顯;同時,水泥工業對資源和能源的消耗量大,在建設資源節約型、環境友好型社會的進程中,如何提升水泥工業資源利用效率具有十分重要的意義。江蘇是全國經濟最為活躍的地區之一,也是人均資源最為貧乏的地區,江蘇水泥工業如何科學處理經濟發展與資源、能源短缺間的矛盾是值得關注的課題。
一、江蘇水泥工業資源和能源消耗現狀
(一)水泥熟料生產過度透支省內石灰石資源
水泥熟料的生產以石灰石礦為主要原料。2002年調查顯示,江蘇石灰石資源基礎儲量為14.08億噸,約占全國儲量的2.8%。江蘇龐大的經濟總量和持續的高速增長對水泥及其制品需求較大。2006年,全省291家規模以上水泥生產企業共生產水泥熟料5276.22萬噸,生產水泥10880.77萬噸,分別占全國產量的6.9%、8.8%,熟料產量和水泥產量分列全國第4位和第2位。在水泥需求的拉動下,全省石灰石資源的消耗量也迅速增長(圖1)。
圖1 江蘇2002-2006年水泥工業石灰石消耗量 單位:萬噸
注:1、石灰石消耗量由熟料產量推算得到,1噸熟料約耗用1.55噸石灰石。
2、熟料產量為中國建筑材料聯合會統計數據,口徑為全部工業。
(二)水泥制造業能耗總量大,但單位產品能耗呈下降趨勢
2006年,全省規模以上水泥企業消耗能源853.52萬噸標準煤,同比增長6.2%,占規模以上工業綜合能源消費量和全社會能耗總量的比重分別達到5.6%和4.6%。全省規模以上水泥制造業7個單位產品能耗指標中,5個指標同比下降,1個指標保持不變,1個指標略有上升。其中,每噸水泥熟料燒成標準煤耗為110千克標準煤/噸,同比下降5.2%;每噸水泥熟料綜合能耗為125千克標準煤/噸,同比上升1.6%。今年上半年,全省規模以上水泥制造業單耗指標有6個同比下降,1個保持不變,其中每噸水泥熟料綜合能耗為114千克標準煤/噸,同比下降0.8%,比2006年減少11千克標準煤/噸。
(三)水泥制造業耗能品種單一,煤炭和電力占比超九成
水泥生產消耗的主要能源品種為煤炭和電力。2006年,江蘇規模以上水泥制造業消耗原煤719.78萬噸標準煤、電力106.60萬噸標準煤。煤炭和電力消費占規模以上水泥制造業能耗總量的96.8%,分別占規模以上工業煤炭、電力消費量的6.0%、4.7%。
據中國建筑材料聯合會統計,2002年到2006年5年間,江蘇煤炭和電力消耗占水泥工業總能耗(全部工業口徑)的比重呈總體上升趨勢,2002年為96.4%,到2006年這一比重上升為98.3%(圖2),水泥工業能源消耗品種單一、集中的特征進一步增強。
圖2 江蘇省水泥工業能源消耗品種構成 單位:%
注:能源分品種消費為中國建筑材料聯合會統計數據,口徑為全部工業。
(四)分生產環節的能源消耗高度集中,熟料耗能占絕對主導
水泥生產包括生料制備、熟料煅燒和水泥粉磨三個環節。以中國建筑材料聯合會統計數據測算,2006年江蘇水泥工業(全部工業口徑)熟料煅燒環節耗用能源764.45萬噸標準煤,占水泥工業總能耗比重約90.6%;生料制備和水泥粉磨環節分別耗能30.11萬噸標準煤、49.46萬噸標準煤,僅占總能耗的3.6%、5.9%(圖3)。
圖3 江蘇水泥工業分生產環節能源消耗 單位:萬噸標準煤
注:能源分生產環節消費為中國建筑材料聯合會統計數據,口徑為全部工業。
二、江蘇水泥工業存在的問題
(一)有限礦藏與水泥需求間的矛盾日益突出
一方面,江蘇石灰石資源總量偏少,且分布不均。2002年全省石灰石資源基礎儲量約14.08億噸,其中南京占40.8%,鎮江占30.2%,徐州、無錫分別占16.7%、9.1%,常州、蘇州、淮安合計約3.2%。基本礦產資源的缺乏將使江蘇的水泥生產企業長期面臨原料供給的嚴重制約。另一方面,按照省發改委最新發布的《江蘇省"十一五"水泥工業調整和發展專項規劃》測算,2010年江蘇水泥熟料產量將達到7582萬噸,根據水泥生產的原材料投入與產品產出間的經驗公式(生產1噸熟料大約消耗1.55噸石灰石)可以預見,未來江蘇石灰石資源儲藏量與消耗量之間的矛盾將愈加突出。
(二)資源無序開采,利用率低,生態破壞嚴重
目前,國內許多水泥企業沒有自營礦山,靠收購民采石灰石進行生產。民采石灰石一般沒有全程的開采設計,憑借簡易的采掘設備濫采濫挖,造成石灰石資源的極大浪費:通過正規開采的石灰石礦山資源利用率可達到90%以上,民采礦山資源利用率僅40%。另外,民采礦山"打一槍換一個地方",對開采后的裸露山石不作任何處理,更談不上填土復墾、綠化植被,生態環境破壞相當嚴重。
(三)生產組織結構亟待整合,生產專業化程度需要提高
水泥企業的生產組織形式是決定其資源、能源消耗量的首要因素,而水泥生產的專業化程度則很大程度影響著水泥制造業整體能源利用效率。截至2004年,全省獨立水泥粉磨站僅64家,占全部水泥制造業企業數的25%;產能3616萬噸,占全部磨機能力的27%(圖4)。從企業數量上看,從事熟料生產的企業仍占絕對主導;就生產能力而言,江蘇約73%的磨機能力分布在全能型水泥廠,獨立水泥粉磨站的磨機能力尚不足三成,水泥粉磨的專業化程度低,單機生產能力小。水泥工業的生產組織構成和專業化程度與江蘇的資源和能源稟賦明顯不相協調,與市場需求也不相匹配,江蘇水泥工業生產組織結構亟待深度整合,專業化水平迫切需要提高。
圖4 江蘇省水泥粉磨能力分布結構
(四)生產工藝結構、生產設備結構需要加速優化
經過幾年的實踐,先進生產工藝和大型生產設備有利于提高水泥企業的能源利用效率,降低單位產品能源消耗已是不爭的事實。通過淘劣建優,全省現有旋窯68座,產能5047萬噸,旋窯單窯平均產能74萬噸,其中新型干法旋窯48座,產能4819萬噸;尚有立窯302座,產能3176萬噸,立窯單窯平均產能10萬噸。在新型干法旋窯中,日產2000噸-5000噸的19座,平均產能95萬噸;日產5000噸以上的13座,平均產能197萬噸,新型干法旋窯產能占到全省熟料產能的58.6%(表1)。盡管成績顯著,但江蘇水泥工業的技術裝備水平與國內先進省份相比尚有一定差距。2005年末,浙江省新型干法水泥熟料生產能力達到6000萬噸/年,占全省水泥熟料生產能力的90%以上,水泥生產工藝水平在全國首屈一指。
表1 江蘇省水泥窯結構
(五)產業集中度有待進一步提高
據中國建筑材料聯合會2006年對全國水泥企業的調查,海螺、紅獅、山水、三獅、亞東等集團的大型水泥粉磨站噸水泥電耗平均47千瓦時,噸水泥綜合能耗平均20千克標準煤;而中小型水泥粉磨站噸水泥電耗平均56千瓦時,噸水泥綜合能耗平均達到48千克標準煤。產業集中度對水泥工業單耗水平的影響顯而易見。江蘇水泥企業通過幾年的調整,集中度有了較大提高。截至2006年底,全省水泥企業291家,平均生產規模為37.4萬噸/年,比全國平均水平高出近一倍。但同時,江蘇大型、超大型水泥企業培育嚴重不足。至2006年底,年產水泥500萬噸以上企業尚無一家;年產水泥300萬噸以上企業僅有4家。2006年前10位水泥生產企業總產量2763.94萬噸,生產集中度僅為25.4%,水泥制造行業產業集中度與同處長三角的浙江省(2005年已達34.2%)相比有較大差距。
(六)水泥工業節能利廢潛力開發明顯不足
在水泥生產過程中,生產原料、混合輔料以及燃料能源均可利用其他工業產生的廢渣、廢料和經分類的城市生活垃圾替代,熟料煅燒過程的余熱、余能也可以回收利用。水泥制造業具有較大的節能利廢優勢,是發展循環經濟的重要承載行業。但目前,江蘇水泥制造業節能利廢尚處于起步階段,資源、能源循環利用的優勢還沒有充分開發。2007年1-6月,全省總計回收利用各類能源196.60萬噸標準煤,水泥工業對此貢獻微乎其微,節能利廢潛力亟待充分開發。
三、江蘇水泥工業可持續發展的政策建議
(一)開原料之源,節需求之流,積極協調資源短缺與需求增長的矛盾
"開原料之源"是指:一方面,通過加強生產勘探,依熟料生產的配料需要制定相應采礦計劃等,力爭在"十一五"期間將江蘇平均石灰石資源利用率提高到90%以上;另一方面,積極發展利用工業廢料、廢渣為原料的水泥熟料生產,包括利用鋼鐵企業的高爐礦渣,化工企業的電石渣、硫酸鐵渣,煤礦的煤矸石,電廠的粉煤灰等替代石灰石作為熟料生產原料,既可緩解江蘇石灰石資源短缺矛盾,又能大量消化工業廢渣、廢料,保護生態環境。"節需求之源"是指:提升對水泥及其制品的需求品質,延長水泥使用周期,減少因水泥品質過低而產生的重復性需求。目前,我國水泥生產以32.5級、42.5級等低標水泥為主,無形中增加了水泥的重復性需求。政府相關部門應該加緊修訂建筑工程相關規范和標準,全面提高對混凝土、水泥制品及其構件的性能和質量的最低要求,提高工程的耐久性,起到"節需求之流"的作用。
(二)以資源、能源為基礎,市場為導向,合理選擇水泥企業生產組織形式,實現水泥生產與資源、能源和市場的緊密契合
江蘇石灰石資源十分有限,一次能源可供量小,如此的資源、能源稟賦要求水泥生產原有的"長流程"、"全能型"的模式必須向"短流程"、"專業型"方向轉變,水泥生產過程中高度依賴資源、能源的環節必須進行科學、合理削弱才能使行業發展與資源和能源相適應。所以,江蘇水泥工業的生產組織形式適宜更多選擇耗用資源和能源少的水泥粉磨站形式。在市場需求旺盛,交通物流發達的地區,建設大型水泥粉磨站,既節約資源和能源,滿足市場需求,還可以降低運輸成本;在靠近礦產資源的地區則著力整合、升級現有熟料生產能力,建設大型熟料基地,提升熟料生產過程中資源和能源的利用效率。
(三)加快淘汰落后生產能力,著力推進大型新型干法旋窯,以市場供求關系為杠桿科學調配全省水泥生產能力
水泥企業單位產品的能源消耗量與生產工藝的先進性密切相關。所以必須繼續加快淘汰立窯、干法中空窯和濕法窯等落后生產工藝,科學、有序發展新型干法水泥。同時,對于上世紀八九十年代甚至本世紀初建立的技術水平低、規模小、能耗高、環保差的新型干法水泥生產線也應采取措施適時加以升級改造。在建優淘劣的同時,關鍵在于合理控制生產能力總量。必須依據市場需求來規劃和調配生產能力,切不可盲目發展新型工藝,導致生產能力過剩、市場惡性競爭。當前,江蘇乃至整個長三角地區水泥市場已趨飽和,部分地區還存在能力過剩,所以在結構調整的過程中一定要嚴格控制產能總量,新建的新型干法旋窯應該與待淘汰的落后能力進行等量替代。
(四)積極引導水泥企業向規模化、專業化發展,鼓勵節能投入,充分發揮水泥工業節能利廢優勢,走循環發展、綜合利用之路
政府應該鼓勵水泥企業通過資產重組、聯合以及股份制等形式發展大型熟料廠和大型粉磨站模式的大型、超大型專業化企業集團。只有產業集中度提升、專業化程度增強后,水泥企業才能逐步實現集約化經營和資源優化配置,才能提高水泥制造業整體能源利用效率,降低單位產品的資源和能源消耗量,進而為加大節能投入,走循環發展、綜合利用之路創造條件。水泥生產的特點,決定水泥工業對節能、利廢和改善環境具有十分重要的作用,是發展循環經濟的重要承載行業。政府應該在發展循環經濟的過程中充分發揮水泥工業節能利廢的優勢,鼓勵企業利用工業廢棄物和經分類的城市生活垃圾作為水泥生產的替代燃料能源;用鋼鐵工業的高爐礦渣、鋼渣、固體廢棄物等替代粘土配料作為混合輔材;支持企業對節能技術和節能設備投入,大力推廣節能粉磨技術、純低溫余熱發電技術,綜合利用、循環發展,把水泥企業建設成為真正的節能環保型企業。
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