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拿出过硬的“金刚钻”
广泛采用的SCR工艺中,催化剂是瓶颈之一
据预测,新标准实施后,到2015年,需要新增烟气脱硝容量8.17亿千瓦,若都以安装高效低氮燃烧器和SCR,以老机组改造每千瓦脱硝装置投资为280 元、新机组每千瓦脱硝装置投资为150元计,共需脱硝投资1950亿元。以每台机组年运行5000小时,每度电脱硝运行费用为0.015元计,2015年需运行费用612亿元/年。
这是一场诱人的环保盛宴,但要揽上这“瓷器活儿”,必须得拿出过硬的“金刚钻”。
与发达国家相比,我国燃煤电厂氮氧化物排放控制尚处于起步阶段,国内脱硝工程基本采用全套进口或引进技术和关键设备的方法建设,不仅建设投资大、运行费用高,采用引进技术还需要支付高额的技术使用费。
对于SCR工艺而言,催化剂是其主要瓶颈之一,催化剂的配方和生产工艺的关键技术目前为国外企业所掌握。近几年国内有的企业虽已分别引进或拟引进日本、德国、美国等国的技术,但规模均较小,处于试生产阶段,且受到国内原材料品质的影响,还难以生产出品质优良的产品。
据专家介绍,因为工艺要求严格,做出合格的催化剂产品对每一个企业都是挑战,但潜在的市场让很多国内企业纷纷上马这一项目。东南大学教授孙克勤说:“催化剂的生产是烧制青花瓷,但很多企业都当做烧砖来做,产品质量是否能够保证?如果使用了质量不好的催化剂,必将会造成很大的损失。”
催化剂的价格昂贵,每立方米的标价约为5万元,一台600MW的燃煤机组,需要600立方米左右的催化剂,约占整个脱硝工程造价的40%。此外,催化剂的使用寿命较短,一般3年左右就需要更换,更换后催化剂的再生技术尚需探索,一台60万千瓦机组每年更换催化剂的费用高达1000万元。而催化剂中含有大量重金属,处置方法有待于进一步开发,否则,将会造成污染转移。
现在从事脱硝的企业大部分由过去的脱硫企业演变而来,他们对于脱硫产业发展中的教训应该更为印象深刻。今年2月,重庆远达环保公司主编的首个电力行业脱硝标准《火电厂烟气脱硝(SCR)装置检修规程》由国家能源局正式发布,而是否能够得到贯彻实施、能发挥多大的作用还有待观察。
行业分析
脱硝市场启动三类企业受益
中投顾问环保行业研究员侯宇轩认为,一旦脱硝市场启动,就整个市场而言,受极大利好的将有3类企业:
一类是催化剂生产企业,这类企业若具有强大的产能释放能力将是最大的受益者,因为催化剂的成本占整个脱硝装置投资的30%~50%;其次是设备生产企业,这类企业直接受益于设备安装,旧火电机组的更新换代和新建火电机组的新兴需求利好设备生产企业;再次是项目设计企业或是一条龙服务企业。
他也指出,在市场爆发的情况下,并不是所有的企业都能分得一杯羹,具有强大竞争力的企业通常是少数。比如,有强大的火电集团为后盾,有丰富的项目经验,有良好的品牌效应,有较为核心的技术的这类企业都将是竞争中最有资本的企业。
尽管有脱硫市场的成熟经验可以借鉴,但根据我国的实际情况,在利用国外技术的基础进行创新才是独立发展的重要途径之一。脱硝系统复杂,变量因素的增多对性能指标的调试增添了负担,如何在实际运用中研发出具有自主知识产权的新技术将是脱硝产业发展的重点。以大型企业牵头,集中行业力量进行突破是主要措施,政府也应对新技术开发提供政策、资金支持。
据中投顾问发布的《2010~2015年中国环保产业投资分析及前景预测报告》显示,脱硝业务前景明朗。“十一五”末火电机组存量带来的脱硝市场潜在容量将异常突出,考虑到“十二五”期间新增火电机组,未来国内脱硝市场对于有较多项目经验、有技术优势和成本优势的企业而言将是非常大的市场空间。
中投顾问研究总监张砚霖指出,若按照政策实行节能减排的发电调度,让上了脱硫脱硝装置、煤炭消耗低的燃煤发电大机组多发电,将极大地影响电厂的利润。火电行业赢利三要素分别是到场煤炭价格、上网电价与上网电量,现阶段前两者差距不大,而上网电量的调控将直接影响火电企业的盈利情况,此举或将成为推动火电企业积极增加环保投入的有力举措。
工业锅炉:不能照搬电厂技术
与电站锅炉相比,工业燃煤锅炉对于城市氮氧化物水平影响更大。据统计,全国共有50余万台工业锅炉,20万台左右的炉窑,较大规模的工业锅炉/炉窑将在未来相当长的一段时间内存在。而工业燃煤锅炉/炉窑每年的总能源消耗和污染排放均位居全国工业行业第二位,仅次于电站锅炉。
这些工业锅炉/炉窑多为低空排放,对城市大气污染贡献率高达45~65%,而且布局相当分散,大多分布在城市或居民区的周边。这些锅炉采用的燃煤品质差而且差异大,污染物排放强度高,氮氧化物排放浓度高达500~1000mg/m3。更为重要的是,目前几乎所有工业锅炉/炉窑均未安装脱硝装置。
浙江大学教授吴忠标说:“现在的技术基本都是针对电站锅炉的,而火电厂的烟气脱硝技术不能直接应用于工业锅炉/炉窑。”比如,电厂采用的SCR脱硝工艺绝大多数是用液氨作为还原剂,但工业锅炉多位于城市周边等人口相对稠密的地方,液氨作为重大危险源,使用不方便。另一方面,这一工艺对中、高硫煤的适应性差,而我国工业锅炉普遍使用中、高硫煤,碱土金属含量偏高,会加速催化剂的中毒。因此,工业锅炉脱硝不能照搬电厂的技术,也不能照搬国外的技术。
对此,吴忠标建议建立工业锅炉/炉窑的排放清单,弄清楚排放情况。在发展的过程中,小锅炉应该逐渐被淘汰,而大型工业锅炉/炉窑要通过低氮燃烧和脱硝工艺,实现达标排放。
柴油车:处理技术需创新
快速增加的机动车让生活更加便捷,但也让道路拥堵成为“城市病”之一,同时也成为了城市尤其是大城市空气污染的主要贡献者。
根据环境保护部发布的《中国机动车污染防治年报(2010)》,2009年全国机动车保有量接近1.7亿辆,我国首次成为世界汽车产销第一大国。2009年,全国机动车排放污染物5143.3万吨,其中氮氧化物583.3万吨。
控制机动车氮氧化物排放,重点在柴油车。虽然汽油车的保有量大,但氮氧化物分担率低,而以大型载客车和重型货车为主的柴油车排放的氮氧化物量超过了60%。相比汽油车的三效催化剂,柴油车在氮氧化物控制方面还没有成熟的技术路线,技术也更为复杂。
中国科学院生态环境研究中心教授贺泓认为,柴油车氮氧化物控制应该从燃油品质、机内净化和后处理技术3个方面同时着手,协调发展。
贺泓说:“目前柴油车氮氧化物控制的后处理技术出现了多种技术共存的态势,每种技术都有各自的优点与亟待解决的问题。”同时,他指出,国外对于汽油车的氮氧化物控制已经有了成熟的技术,但对于柴油车的研究还比较少,这也是我们的一个机遇,与国外在同一条起跑线上竞争。“冒一点风险,走出自己的一条路,即使不能竞争过对方,也可以降低技术引进的成本。”
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