低碳工业化范文

低碳工业化范文（精选10篇）

低碳工业化 第1篇

(一) 低碳经济的概念

所谓低碳经济, 指在可持续发展理念指导下, 通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等手段, 尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗, 减少温室气体排放, 达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展模式。

(二) 低碳经济的核心要素

低碳经济包括四个核心要素:发展阶段、低碳技术、消费模式、资源禀赋。

经济发展阶段是一个国家向低碳经济转型的起点。发达国家已实现较高的人文发展目标, 而发展中国家要实现低碳转型和人文发展的双重目标却困难重重。研究发现, 人均温室气体排放与人均GDP间存在近似倒U型的曲线关系, 包括中国在内的大部分发展中国家正处于曲线的爬坡阶段。

低碳技术是低碳经济的重要组成部分, 技术的革新有利于生产方式的改变, 有利于减轻对传统能源的依赖,

消费模式对低碳经济的影响一方面体现在消费对生产的影响, 消费所产生的需求直接影响着生产者的行为, 所以当消费模式是高碳型时, 生产模式就很难改变。另一方面, 高碳与低碳两种消费模式也直接影响着消费所造成的碳排放量。

资源禀赋是实现低碳经济的物质基础。想改变碳排放量巨大的现状, 一定要注重资源禀赋问题, 开发利用更多新型能源。

(三) 低碳经济的地位时代的需求

在环境问题日益突出的今天, 低碳经济越来越受重视。中国国家环境保护部部长周生贤指出:“低碳经济是以低耗能、低排放、低污染为基础的经济模式, 是人类社会继原始文明、农业文明、工业文明之后的又一大进步。其实质是提高能源利用效率和创建清洁能源结构, 核心是技术创新、制度创新和发展观的转变。发展低碳经济, 是一场涉及生产模式、生活方式、价值观念和国家权益的全球性革命。”潘家华等认为, 低碳经济是指碳生产力和人文发展均达到一定水平的一种经济形态, 旨在实现控制温室气体排放的全球共同愿景 (Global shared vision) 。中国已经提出到2020年单位GDP碳排放在2005年基础上下降40%～45%, 非化石能源占一次能源消费比例的15%, 同时要实现森林管理目标。

二、低碳工业

(一) 工业的“碳”危害

传统工业是高耗能部门, 在为社会进步作出贡献的同时, 也带来了大量温室气体的排放。Worrell等研究发现, 在大多数国家, 工业部门的二氧化碳排放量占二氧化碳当量温室气体排放的90%。从国内来看, 高投入、高消耗、高排放的工业模式导致我国的二氧化碳排放量快速上升, 其中工业部门的能源消耗和二氧化碳排放量大约占总量的70%。同时, 工业的进一步发展受到资源短缺的约束, 以二氧化碳为主的温室气体高排放导致的全球气候变暖等环境问题日益凸显。高碳展难以为继, 发展低碳工业已是刻不容缓。

(二) 低碳工业的特征

低碳工业的特征可从三个方面来分析:

1、从产业路径分析, 低碳工业具有要素投入低碳化、生产过程低碳化、产品产出低碳化等特点。

要素投入低碳化是指用新能源代替传统化石能源, 作为工业生产原材料投入, 从源头上控制碳源。工业生产过程中的碳排放来源主要有中间投入材料的运输、工厂废气排放、产品生产过程废气排放等。因此, 控制上述过程中的低碳排放至关重要。

2、从工业发展分析, 低碳工业具有产值增速稳态化、产业结构轻型化、生产效益生态化等特点。

产值增速稳态化这一特点不仅强调低碳工业不以牺牲工业发展为代价来减少二氧化碳排放量, 兼顾经济效益与环境效益, 而且强调工业发展维持在高产值的稳态水平。

3、从外部因素分析, 低碳工业具有以低碳技术为核心、以低碳政策为导向、以低碳理念为引领等特征。

低碳技术是低碳工业的核心, 不仅贯穿整个产业链, 更是高碳产业低碳化的强大推手, 而且还将壮大成为一个新兴产业。政策法规的导向作用对于低碳工业发展至关重要, 尤其体现在产业结构调整、产业制度创新、工业发展观念变革等方面。 (如图:低碳工业特征)

三、低碳经济发展与河北工业化进程

(一) 低碳经济发展对河北工业化的启示

河北省在强化低碳工业, 新型工业化基本路线时, 应以部门发展优势化为主线。新型工业化是建立在主导产业不断更替的基础上而推动我国经济不断增长与变迁的。我省工业总体上还在起飞阶段, 需要发展的产业很多。基于我省基本情况, 有限的资金不可能全面起飞。我省工业化是“政府主导型”的工业化路子, 要发挥产业优势推行“部门不平衡发展”战略是首要选择。建立“主导产业部门”, 合理高效的配置有限的资源, 优先发展主导部门, 再辐射和带动整个经济增长。主导部门除拥有雄厚的资金外, 在河北省GDP中占有举足轻重的地位, 技术创新、扩散和应用新技术的能力强, 这样就可通过自身发展带动其他部门发展。以产业培育集群化为主题, 产业集群是优势部门发展到一定程度后, 进一步深化和加速的必然。新型工业化在主导部门的推进过程中, 要培育支柱产业, 以支柱产业为中心聚集和辐射出产业群。产业集群可较快的形成规模经济, 降低成本, 从而在国际市场中取得优势地位, 积累经济发展所必要的国外资源。

(二) 政策主张

1、经济手段。

一是建设生态工业园。生态工业园在奥地利、法国、意大利、荷兰等发达国家正迅速发展着, 而我省还处在借鉴与起步阶段。生态工业园以“生态经营、综合集成、整体优化、融合发展”为特征, 园区企业间形成一种共生关系, 带动各行业共同发展。生态工业园对整个工业园区进行生态规划和污染控制。二是在高新技术开发区创建低碳工业园。循环型工业是低碳经济的有效主体, 选择示范企业根据循环经济理念, 以产品生态设计、循环利用、清洁生产等措施节能减排, 建立工业共生和代谢生态链关系, 培育生态企业, 构筑循环经济微观基础。三是废弃物循环使用。构建产品“资源生产产品消费废弃物资源”的循环使用, 这其实也就是清洁生产, 其根本目的就是解决废弃物再循环利用的问题, 实现园区的“零排放”。四是通过推动区域经济一体化的发展来推进产业集群, 其主要作用体现在市场深度和范围的增加。生产要素在区域范围内顺畅流动, 是该区域生产系统得以形成的基本要件。生产市场和生产要素形成一种良性的互动机制, 共同拉动区域经济的发展

2、政府服务。

低碳工业还必须依托政府服务的信息化, 信息型政府是新型工业化的标志之一。适应低碳经济发展的政府角色, 应为经济体系提供信息服务和公共产品, 而不是简单的管理。一是出台政策支持, 为企业发展提供有利的政策环境。二是作用于提供公益性服务, 保障服务体系有效运行。三是作用于信息服务, 使经济体系的物流、资金流、信息流、知识流、人力资源流联结在产业链的各个环节。政府服务信息公开透明, 在低碳企业集群发展过程中, 基础性的公共设施如交通运输、邮电通信、供水供电等建设就能在短时间内完成。四是完善知识基础设施和市场基础设施。通过政府服务信息化, 构建企业集群与服务系统的共生机制。政府要逐步由链式的垂直管理转向网状结构的服务, 这是低碳产业和主导部门集群获得竞争优势的重要环节。

四、结论

河北省当前的低碳经济任务就是围绕以上工作展开, 要通过经济发展方式的转型、消费方式的转型、能源结构的转型、能源效率的提高, 使河北省向低碳经济、低碳强省迈进。

参考文献

[1]刘卫东.我国低碳经济发展框架与科学基础.商务印书馆, 2008-3

建设低碳工业园区的意义 第2篇

一、低碳经济的概念

低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济发展模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。低碳经济实质是能源高效利用、清洁能源开发、低排放，其核心是节能减排技术的创新、产业结构的变迁、制度的创新，以及人类生存发展观念根本性的转变。低碳经济主要包括：新能源（风能、太阳能、核能、生物能）、医药行业、环保行业、新材料、节能行业等行业。

二、发展低碳经济是全球经济发展的趋势

随着现代工业对环境的破坏程度越来越深，之前以破坏环境为代价的发展模式越来越不被人们所接受。目前，欧美一些发达国家正在掀起一场以高能效、低排放为核心的“新工业革命”。如英国提出，到2050年将二氧化碳的排放量相对比于1990消减掉60%，并将英国创建为低碳经济国；德国称该国环保技术产业有望在2020年赶超传统的汽车及机械制造业，成为德国的主导产业；日本提出，1993-2020年用于能源和环境技术研发的财政预算支出达110亿美元；美国总统奥巴马上任伊始就明确提出，大力发展生物质等可再生能源，催生一个新型产业，带领美国经济走向复苏。美国投入巨资研发低碳技术，从生物燃料、太阳能设备到二氧化碳零排放的发电厂。

１９９７年１２月，《联合国气候变化框架公约》第３次缔约方大会在日本京都召开，１４９个国家和地区的代表通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》，该《京都议定书》已于2005年正式生效。２００９年１２月在丹麦哥本哈根举行的联合国气候变化大会，主要议题是讨论如何在“后京都”时代减低温室气体排放，虽然在会议期间各国并未取得实质性成果，但低碳经济更深入人心了。中国政府也已郑重承诺，到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40％－45％，并作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划，制定相应的国内统计、监测、考核办法。

三、发展低碳经济对区域经济的重大意义

为什么发达国家这么重视和发展低碳经济，其原因不仅仅是低碳经济可以保护全人类赖以生存的自然环境，而且还关系到各国的国家战略和产业重构的问题。随着人们生活水平的提高，人民大众对健康问题更加关注，全球各国必定对二氧化碳排放制定更为严格的排放标准，原先高污染的行业将会萎缩甚至消失，与此同时新材料、新能源、环保等与低碳相关的产业将会孕育而生，社会资源也将向这些行业倾斜，因此，这些产业将会得到巨大的发展机遇，并创造巨大的产值。如果中国现在不抓住机遇及时调整产业发展的方向，其结果只能承载从发达国家转移来的高污染、高能耗的产业，再次受制于人。因此，发展低碳经济不是“一池一地”的局部问题，而是关系国家今后20—50年发展的全局性的国家战略问题。

目前，全国已经有重庆的巴南区、湖北的黄石市已经开始建设低碳工业园区，苏州工业园区低碳示范产业园—中节能（苏州）环保科技产业园，也于2009年11月2日正式奠基开工，其中以重庆巴南区的规格最高、规模最大。很显然，一些经济敏感度更高的地区，已经在为本地区今后5—10年的经济发展做新的经济战略调整和部署。厦门作为五个经济特区之一，除了拥有美丽的自然环境，还拥有优越的海西地理位置，坚实的经济基础，应该尽快发展低碳经济，建设自己低碳工业园。

四、建设低碳工业园区的规划

1、选址

***产业区为综合性园区，总规划面积２０多平方公里，其理应成为低碳工业园区的首选位置。

2、低碳工业园区的含义

低碳工业园区的含义有两层，第一层是表明入驻该园区的企业必须是具有低碳概念的新能源、新材料、环保等行业；第二层含义是园区的建筑设计及日后运营要满足低污染、低耗能、低排放的特点。

3、园区建设规划

低碳工业园区总规划300—500亩，可视情况分几期施工。园区建设大体可分为两类，一类为满足供企业日常生产需要的工业厂房，另一类为建筑面积在800—1000平方米的小体量建筑，这类建筑主要是为满足企业研发中心、营运中心的需要。

4、园区施工

园区建筑施工除了有传统的建筑施工，还需要增加新能源（如太阳能路灯）、节能材料（建筑保温材料等）、新节能设施（温屏节能玻璃等）的使用，此外，园区内还应拥有中水、废水回用设施，及两路进水设备以满足低排放要求。

五、结论

发展低碳工业经济影响因素探析 第3篇

关键词：低碳工业；经济；影响因素

经济发展与环境保护一直存在着相对严重的矛盾冲突，就目前我国国情来看，既要搞好经济建设工作，同时在环境保护方面也要加大整治力度，提高环境质量，造福于子孙后代。因此如何有效的处理好经济发展与环境保护之间的矛盾就成为了当今社会普遍关心的问题。随着现代科技的进步与发展，低碳工业成为了现代工业发展的新方向，其有效的杜绝了工业发展所带来的环境污染问题，是现在较为倡导的一种经济发展模式。但是由于低碳工业目前在我国刚刚兴起，其是否有益于我国经济的进一步发展，仍在考究过程中，因此对发展低碳经济的影响因素进行探析成为了有关部门当前急需攻克我课题。

一、低碳工业经济概述

低碳工业与传统工业有所不同，其在发展的过程中融入了更多的科学技术以及环保意识，对工业生产过程中资源的使用，废物的处理等多方面，都进行了大刀阔斧的改革与创新。随着现代社会经济发展的进一步深入，产业的升级与转型已经发迫在眉睫，将低碳工业进行大范围的推广将对工业企业今后的发展起着决定性的作用。

（一）低碳工业的概念。低碳工业包含多方面的内容，其主主要包括了改变能源使用结构，开发使用清洁能源，提高能源利用效率以及严格废物排放标准等多方面的内容，实行低碳工业的企业在进行产业升级与转型的过程中应严格按照低碳工业的标准进行相关事宜，要将低碳工业的概念深入到企业内部中去，真正做到降低碳的排放量。具体来说低碳工业的发展具有着如下几个方面的意义：（1）降低co2排放，缓解气候变暖。由于人类不断的对大气环境进行破坏，全球变暖正在不断的加剧，其严重威胁着人类的生存。而co2排放过多是造成这一现象的主要原因，通过发展低碳工业通过提高化石燃料的使用效率，降低化石燃料的使用量以及采用清洁能源等多种方式，可以有效的降低CO2化碳的排放量，在一定程度上缓解了全球变暖的压力，有益于大气环境的改善。（2）改变传统观念，符合长远发展。传统的工业生产在生产的过程中一切以经济发展为中心，忽略了环境保护的重要性，在生产工作的过程中严重缺乏环保意识，造成了破坏环境，影响生态平衡的严重后果。低碳工业的推广其目的就是要从根本上扭转企业的思想观念，建立起新的企业发展理念，将经济发展与环境保护相结合，其符合生态文明建设的要求，有利于我国企业的长远发展。

（二）低碳工业的特点。低碳工业在外国起步较早，目前已经初具雏形，通过对低碳工业进行深入的研究，我们不难发现与传统的工业发展相比低碳工业具有着更多的优越性，具体来说低碳工业具有以下几个方面的特点：（1）践行生态文明建设。生态文明建设是党的十八大提出的又一战略目标，其主要是对可持续发展的深化，是对现代经济发展提出的新要求。低碳工业从理论到实际应用皆符合生态文明建设的要求，是对生态文明建设的具体实践，有利于我国环境的可持续发展。（2）更加侧重科学技术的应用与创新。低碳工业其本身就是一次大胆的创新，先进的科学技术是其赖以发展下去的基础，因此在低碳工业的发展过程中其更加的侧重科学技术的应用与创新，以期通过科学技术的不断发展促进低碳工业的完善与进步。（3）加强了企业的社会责任感。企业作为社会经济的重要参与者与组成者，其在进行经济活动的过程中不仅要将目光投放在经济利益的获取上，其也应担负其一定的社会责任。而企业发展低碳工业在一定程度上正是企业拥有社会责任感的体现，其可以通过发展低碳工业的方式减少对环境的污染，提高自然环境质量。

二、发展低碳工业经济影响因素

低碳工业在发展的过程中受多方面因素影响，由于目前我国乃至全世界区域发展仍处于不平衡状态，因此要想有效的发展好低碳工业，兼顾环保与效益，在进行低碳工业推广的过程中有关部门应对影响低碳工业经济发展的各项因素进行有效的研究，针对各地区的实际情况进行相应的调整，使得低碳工业在区域间的发展具有灵活性，科学性以及合理性。在进行这项研究的过程中笔者采取了建模的方式，通过对各项数据的搜集与整合，模拟出各项因素对发展低碳工业经济的影响，最终找出影响低碳工业经济发展的主要因素。经过研究我们发现在不同地区发展低碳工业经济主要受以下几个方面因素的影响。

（一）政策因素。国家政策对于企业的发展有着重要的影响，改革开放以来我国一直以经济建设为中心，出台了大量的经济政策对我国企业进行扶持。虽然经过十几年的发展，我国的经济取得了突飞猛进的进步，但是由于在发展经济的过程中政府忽略了环境保护的重要性，因此在经济建设不断进步的过程中我国环境也在经受着严重的破坏。鉴于此种情况政府应积极的发挥出政策的作用，通过出台相关政策促进低碳工业经济的发展，在大搞经济建设的同时，兼顾环境保护。具体来说政策出台政策可以从以下几个角度入手：（1）对企业发展低碳工业进行鼓励。鼓励型的政策在我国有着重要的作用，例如在招商引资方面都曾取得过良好的效果。由于目前我国低碳工业正处于推广阶段，出台适当的鼓励型政策将有益于低碳工业在我国的普及。政策鼓励型的政策可以包括免税，政府扶持等多个方面。（2）对企业发展进行引导与限制。绿色发展，低碳生产已经成为了我国现代工业发展的必然趋势，政府在对企业进行鼓励的同时，也应采取一些相对强硬的政策，以便更好的加快各企业产业的升级与转型，尽快的实现低碳生产。简单的说，政府应通过出台政策的方式对各企业进行引导，让企业对低碳工业经济进行认识，同时要对企业在发展过程中污染物的排放，资源的利用等多方面进行限制。

（二）企业自身因素。企业是发展低碳工业的主体，因此要想有效的发展低碳工业搞好企业自身是关键，一般来说企业自身影响低碳工业经济发展的因素主要有两方面一是企业参与的积极性，二是企业自身的实力问题。（1）企业参与积极性。要发展低碳工业，首先就要对传统工业进行改革，要进行一定的资金投入，因此有些企业在发展低碳工业的过程中一直处于排斥状态，其过分的关注个人利益缺乏参与的积极性，导致低碳工业难以发展。除此之外，一些企业对低碳工业带来的经济效益存有疑虑，对于发展低碳工业犹豫不决，难以下定决心进行企业的改革，这些来自企业自身的因素极大的阻碍了低碳工业的推广。（2）企业自身实力。我国企业众多在发展的过程中由于企业自身经济基础，人才储备，发展规模等多方面因素造成企业间的实力存在着差别。经过研究发现实力强的企业在发展低碳工业的过程中更具优势，而实力相当较差的企业在发展的过程中由于受到经济，科学技术等方面的限制使得其很难将低碳工业进行推广。

（三）科技因素。先进的科学技术是发展低碳工业经济的保障，在发展低碳工业的过程中只有有效的保障好科学技术的投入才能真正的做好低碳工业的建设。因此在发展低碳工业的过程中对于发展相对缓慢，缺乏科学技术的区域，我国政府应对其进行一定的技术支援，积极的为其提供先进的科学技术知识，保障低碳工业的建设与发展。

三、总结

环境问题是现代社会发展的首要问题，在我国进行低碳工业的推广将有益于我国环保事业的进一步发展。因此有关部门应明确影响低碳工业发展的各项因素，针对不同区域的不同情况进行有效的调整与支持，保障低碳工业在我国的平稳发展。

参考文献：

[1]苏方林.李臣.张瑞.我国中部欠发达省经济低碳发展影响因素个案研究及启示[J].学术论坛，2011（8）：67-69

甲醇制低碳烯烃技术工业化应用现状 第4篇

1 国内外技术现状和发展趋势[2,3,4,5,6,7,8]

为满足日益增长的烯烃需求,由甲醇制烯烃的工艺是重要的途径之一。甲醇制烯烃的方法主要有两种:一种是甲醇制烯烃(MTO)技术,即由甲醇直接转化为乙烯和丙烯混合物的工艺;另一种是甲醇制丙烯(MTP)技术,即由甲醇首先生产出二甲醚,再转化成丙烯的工艺。这两种工艺都是解决烯烃的生产问题。MTO与MTP是两种相似但不同的技术,其最大区别是催化剂不同,从而引起反应器、工艺流程及产物的不同,见表1。

由表1可知,MTP工艺具有高的丙烯选择性,便于聚烯烃规模化生产等特点。少量副产品汽油和LPG是畅销产品,同等规模总烯烃产量的投资比MTO要小。

2 MTP与MTO工艺催化剂研究

2.1 MTP与MTO催化剂工业应用现状

煤基烯烃产业的兴起,必须依靠煤制烯烃技术的支撑,其中甲醇制烯烃的MTO/MTP工艺催化剂是关键。甲醇制烯烃技术的关键在于催化剂的活性和选择性以及相应的工艺流程设计,其研究的重点主要集中在催化剂的制备和筛选。目前甲醇制烯烃工艺中,工业上采用的催化剂主要有ZSM-5和SAPO两大系列催化剂。

Mobil公司在研发甲醇制汽油(MTG)反应中发现,通过改变反应条件可以得到较高的烯烃组分。因此,开始研究以ZSM-5沸石为催化剂的甲醇制C2和高级烃类,随后一些知名石油化工公司如BASF、Chevron、Exxon、Hoeehst、IFP等也开始研究类似工艺。1977年,美国Mobile公司的Chang等[9]首次采用ZSM-5沸石催化剂,得到主要产物为丙烯及C+4的烃类,因ZSM-5的孔径较大,得到的芳烃含量较高。1984年,UCC公司开发了磷酸硅铝系列分子筛(即SAPO分子筛)。其中最受学者们关注的是SAPO-34 分子筛[10]。该种分子筛的孔径比ZSM-5分子筛小(0.4 nm左右),用于甲醇制烯烃反应中,乙烯、丙烯等低碳烯烃的含量显著增加,C+5组分的含量显著减少,且几乎没有芳烃生成。基于以上两种代表性的催化剂,Lurgi公司与和UOP 公司分别开发了MTP工艺与MTO工艺。

目前,南方化学公司的MTP催化剂MTPROP-1被公认为成功的甲醇制丙烯催化剂,且已经在神华宁煤集团MTP工业装置上得到验证。MTPROP-1催化剂是一种改性的ZSM-5分子筛催化剂,在100%甲醇转化率下,由于部分C2～C6馏分循环回反应系统,因此,丙烯的收率可以达到或超过65%,经过提炼的丙烯可以达到聚合级。SAPO-34催化剂应用于甲醇制烯烃中最有成效、已实现工业示范并技术转让的是UOP/Hydro MTO工艺和大连化物所的DMTO工艺。UOP/Hydro MTO工艺采用连续反应-再生的流化床反应器,使用SAPO-34分子筛催化剂(型号MTO-100),在400～550 ℃,在0.1～0.3 MPa压力下,最新的结果表明,甲醇转化成(乙烯+丙烯)的碳基选择性可以接近90%。乙烯、丙烯碳基收率达到了80%。该催化剂的寿命为1年左右,但催化剂价格昂贵和耐磨性还有待工业化过程的检验。中科院大连化学物理研究所从20世纪80年代初开始进行由二甲醚制取烯烃的DMTO工艺研究,自行研制开发成功了微球SAPO分子筛型催化剂DO123系列(主产乙烯)和DO300系列(主产丙烯),近期研究表明,乙烯和丙烯的选择性可达85%,低碳烯烃的选择性大于90%。与UOP/Hydro MTO相比,DMTO工艺及催化剂还有一定的差距,但催化剂为国内自行研制,价格相对较低,具有较强的市场竞争力。

2.2 MTP与MTO催化剂比较

MTO和MTP技术是替代能源制备乙烯和丙烯工艺路线中的关键技术,有着重要的战略意义。甲醇制备低碳烯烃技术已经成功迈向工业化,MTO催化剂的开发重点是开发出选择性高、耐磨损、热稳定好,尤其是催化剂价格要便宜,磨损量要小,催化剂可以回收利用,采用SAPO-34作为甲醇制烯烃催化剂,其主要产物是C2,而且此类分子筛孔道密度高易积碳,对工艺条件有严格要求。而MTP催化剂主要采用ZSM-5,ZSM-5原粉工业化生产已经很普遍。国内外已有多家单位生产,直接购买这些催化剂原粉作为研究,可以加快实验进度。ZSM-5分子筛是一种非常常见的催化剂,若国产化改性应用成功,可避免因采用MTPROP-1催化剂带来的高成本问题和专利纠纷。各工艺代表牌号催化剂比较如表2所示。

3 MTO 与MTP工艺技术现状

3.1 Lurgi MTP工艺

德国鲁奇(Lurgi)公司是世界上唯一开发成功MTP技术的公司,20世纪90年代,Lurgi公司成功开发了甲醇制丙烯(MTP)技术,采用由南方化学公司提供的沸石分子筛催化剂和固定床反应器,其甲醇转化率大于99%,对丙烯的收率达到65%,催化剂使用寿命8000 h以上。该工艺首先在一反中将甲醇脱水为二甲醚,然后在二反即MTP反应器中将甲醇、水、二甲醚的混合物转化为丙烯,反应温度在450～480 ℃、反应压力0.13～0.16 MPa下进行, 为获得最大的丙烯产量,还附加了两个MTP反应器,采用两开一备,并将部分C2～C6产品进行循环。反应出口物料经冷却,并将气体、有机液体和水分离,气体产物经压缩、移出痕量的水、CO2和二甲醚后, 进一步精制分离出产品丙烯、汽油组分和燃料气。Lurgi 公司MTP工艺装置目的是得到丙烯产品,但是同时副产部分乙烯、LPG和汽油产品,其工艺流程如图1所示[11]。

3.2 UOP/HYDRO MTO工艺

甲醇制烯烃(Methanol to Oiefins,简称MTO)技术源于甲醇制汽油(MTG)。在MTG的开发过程中,发现C2～C4烯烃是MTG过程的中间产物。控制反应条件(如温度等)和调整催化剂的组成,能使反应停留在生产乙烯等低碳烯烃的阶段。UOP公司和 Hydro公司都投入大量人力物力对MTO技术进行研究。终于在1995年合作建成一套甲醇加工能力0.75 t/d的示范装置,连续运转90 d,甲醇转化率接近100%,乙烯和丙烯的碳基质量收率达到80%。UOP/Hydro两公司开发的流化床MTO工艺流程如图2所示[12]。

该工艺采用流化床反应器和再生器,其核心部分为循环流化床反应,再生系统及氧化物回收系统。其反应温度由蒸汽发生系统来带出并回收, 失活的催化剂被送到流化床再生器中烧炭再生,并通过发生蒸汽将热量移除,然后返回流化床反应器继续使用。在整个气流混合产物分离之前,通过特制的物料换热器将冷凝水和惰性物质排除。未凝气体压缩后进入碱洗塔脱除CO2,然后又在干燥器中脱水,再经干燥后进入产品回收工段。产品回收工段包含在脱甲烷塔、脱乙烷塔、乙烯分离塔、丙烯分离塔等分出甲烷、乙烷、丙烷和副产C4等物料后即可得到聚合级乙烯和聚合级丙烯。UOP/Hydro公司的MTO工艺可以在比较宽的范围内调整反应产物中C2与C3烯烃的产出比,使产品适销对路,增大收益。当MTO以最大量生产乙烯时,乙烯、丙烯和丁烯的收率分别为46%、30%、9%,其余副产物为15%。

3.3 中国科学研究院大连化物所的DMTO工艺

中科院大连化学物理研究所从20世纪80年代初开始进行甲醇或二甲醚制取低碳烯烃的研究工作,并完成300 t/a 中试试验,在催化剂和流化床反应的试验研究工作中取得了较大的突破,开发成功了微球SAPO分子筛型催化剂DO123,其价格仅仅是MTO-100催化剂的20%左右。在中试试验取得较好成果的前提下,2004年大连化学物理研究所与洛阳石化工程公司和陕西新兴煤化工科技发展有限责任公司,开始了吨级甲醇制烯烃工业化试验,反应温度460～520 ℃,反应压力0.1 MPa,乙烯收率为40%～50%,丙烯收率为30%～37%,甲醇转化率大于99%。其开发的流化床MTO工艺流程如图3所示[13]。

前段为甲醇转化为低碳烯烃工艺流程,流程与催化裂化装置相似,包括反应再生、气体压缩、急冷分馏、烟气能量回收利用、反应利用等部分。后段为烯烃的精制分离单元,同管式裂解炉工艺的精制分离单元相似,包括碱洗、干燥、压缩、制冷、脱C2塔、炔烃前加氢、脱C1塔、C2分馏塔、脱C3塔、C3分馏塔和脱C4塔等。

4.1 其他工艺

美孚公司(Mobil)使用ZSM-5催化剂[14],提出了在列管式反应器中进行甲醇转化制烯烃的工艺流程,并进行过9个月的中试,试验规模为100桶/d。在工艺过程中,甲醇扩散到催化剂孔中进行反应,首先生成二甲醚,然后生成乙烯,反应继续进行,生成丙烯、丁烯和高级烯烃,也可生成二聚物和环状化合物,以碳选择性为基础,乙烯收率质量分数可达60%,烯烃总收率质量分数可达80%,但催化剂的寿命尚不十分理想。

巴斯夫公司(BASF)采用沸石催化剂, 1980年在德国路德维希港建立了1套日消耗30 t甲醇的中试装置。其反应温度为300～450 ℃,压力为0.1～0.5 MPa,用各种沸石做催化剂,初步试验结果是C2～C4烯烃的质量收率为50%～60%,收率甚低[15]。

5国内甲醇制低碳烯烃的工业化装置建设现状

中国最大的煤炭生产商神华集团在宁夏建设了中国第一个大型煤基甲醇制烯烃工厂,采用Lurgi MTP技术,开展了包括一期50万t/a煤基烯烃项目立项建设,目前已建成投产,另外在建项目有50万吨/年煤基烯烃二套,计划开工建设项目有200万吨/年煤基烯烃二期。另外也在包头建设了煤制烯烃工厂,产业发展总体规划建设为有180万吨/年甲醇,60万吨/年烯烃装置。陕西省推出两大煤化工基地,其中陕北煤化工基地包括:(1)、榆神煤化学工业园区,产业发展总体规划建设为1200万吨煤制甲醇转化380万吨烯烃项目,重点建设神华陶氏煤化工、兖矿煤化工等项目。(2)、榆横煤化学工业区,产业发展总体规划建设690万吨煤制甲醇及其转化180万吨烯烃项目,重点建设陕西新兴煤基烯烃DMTO,关中煤化工基地重点规划建设彬长煤化学工业区和渭南煤化工区两个园区,彬长煤化学工业主要规划建设330万吨甲醇转化60万吨烯烃。

6 结 语

以甲醇制烯烃技术可以从原料结构上实施战略性调整,拓宽丙烯原料来源,从产业结构上改变以适应今后高油价形势所带来的发展瓶颈。MTP和MTO技术特别是给不发达但天然气和煤资源丰富的偏远地区创造了利用闲置资源大规模发展甲醇,以及需求量大的烯烃及下游产品的佳机。进入新世纪后石油资源日趋紧张,原油价格将不断上涨,使世界上各大石油石化公司必将开发替代传统生产烯烃的新路线。甲醇制烯烃工艺的成功开发则迎合了这种发展趋势。

摘要：甲醇制低碳烯烃技术是发展新型煤化工的核心技术,是今后煤化工产业重要的发展方向,因此以煤或天然气为原料制备甲醇进而生产乙烯和丙烯的替代路线逐渐受到很大的重视。本文对甲醇制低碳烯烃技术的研究现状、发展趋势和最近几年催化剂的应用现状进行了评述,亦对国内MTO/MTP的工业应用现状做了介绍。

低碳工业化 第5篇

虽然邹城市工业对邹城市发展做出了贡献，有些产品在省内、国内还有一定的市场竞争力，但仍有很多的制约因素。集中表现为：工业结构偏重，煤电一支独大；上市大企业尚属空白；真正拥有核心技术的高新产品较少，自主创新能力不高；新兴产业刚刚起步，企业不多，规模较小等。

“十一五”期间，邹城市高度重视，成立了专门的工作机构，做了大量卓有成效的工作，获得了山东省节能先进单位、循环经济先进单位等荣誉称号。“十二五”以来，由于各级政府节能考核更加严格，节能监察更加深入，实行“一年一考核、一年一问责、一年一否决”。邹城市节能形势更加严峻，节能任务异常艰巨。

从当前看，要在扎实做好节能基础性工作的同时，加快建立健全三个机制、紧紧依靠四个轮子，牢牢用好节能抓手，强力实施七个强化，确保完成任务目标。

三个机制：一是坚持把降低能源消耗强度与合理控制能源消费总量相结合，形成加快转变经济发展方式，推动科学发展的倒逼机制；二是坚持把强化责任、健全法制、完善政策、加强监管相结合，建立健全激励和约束机制。三是要形成政府为主导、企业为主体、市场有效驱动、全社会共同参与的推进节能减排工作机制。

四个轮子：优化产业结构、推动技术进步、强化工程措施、加强管理。牢牢用好节能抓手，强力实施七个强化：强化组织领导和部门协调配合力度，强化目标责任考核，强化预警调控和约谈机制，强化源头控制--加强节能评估审查，强化清洁生产审核、全面推行清洁生产，强化淘汰落后产能，强化执法监管。

从长远看，要扎实做好节能基础性工作，以节能降耗为抓手，以提高能效为核心，加快产业结构调整和转型升级步伐，培育构建产业结构优化、产业链完备、科技含量高、资源消耗小、污染排放少、可持续发展的低碳节约型现代工业体系。

一是加强行业发展规划，把单位工业增加值能耗作为衡量工业发展方式转变的关键指标，把资源节约和环境友好作为编制工业发展规划的重要指导原则。

二是严格固定资产投资项目节能评估和审查，合理控制新增能源消费量；进一步加大淘汰落后产能力度，为新上项目腾挪空间，缓解节能压力。

三是抓好传统产业改造升级，加速培植战略性新兴产业。快速拉长煤化工产业链，加大对现有企业能量系统优化和用信息化技术、高新技术改造传统产业的力度，狠抓现有企业技术中心创新能力的提升，打造一批工业核心竞争力之源；大力培植“三高四新”新兴战略主导产业，培植壮大新的经济增长点，有效降低现有产业能源消费总量和单位产品能耗。

低碳工业化 第6篇

1民族地区的发展方向是工业化

我国的少数民族地区历史上生产方式相对于汉族地区发展较为落后。当汉民族进入封建制度下的小农经济时,聚集在汉族周边的各氏族、氏族联盟、部族、部族联盟还处于比较低级的社会形态: 农奴制、奴隶制乃至原始社会以及与之对应的游牧生产方式、采集渔猎生产方式,而这些落后的生产方式注定养活不了太多的人口。当小农经济可以用一亩三分地养活一家人时,许多少数民族却需要一大片草场放牧为生或一整片森林打猎为生。在中国历史上虽有形式的统一,但中央王朝往往没有能力改变各少数民族部落的生产方式甚至社会制度,因此,历史上 “一国两制”、 “一国三制”等情况在中国时有发生,这种情况一直延续到新中国成立之前: 采集、狩猎、游牧、 农耕等生产方式的并存在广大空间中以同一时点的方式展现了生产方式发展的历史。

新中国成立之后,中国共产党实现了中华民族的统一,这种实现民族统一的革命是在社会主义指导下进行的,革命胜利之后建立的新中国也不再允许旧有的领主制、奴隶制存在,中国原有的制度上落后的各少数民族与汉族共同进行了社会主义改造,进入了社会主义社会。 “将解放前或中华民国之前仍保持其传统存在方式的各部族联盟、部族、氏族甚至家族,统一纳入中华民族, 不论其人口多少、居住地域大小,统统以法律规定为民族,即统一的中华民族的支民族。以统一的社会主义制度,将这些解放前还处于部族联盟、 部族、氏族阶段的人群,都上升为民族,并以法律规定并保证其政治、经济权利,由此摆脱落后, 与汉族一起进入现代化。” 推进现代化过程中最重要的一项任务就是实现工业化。

生产方式工业化、生活方式城市化、文化现代化是中国社会实现现代化转型的三大主要任务, 其中,生产方式工业化是基础,生活方式城市化是表现,文化现代化是内涵和导引。 “作为生产方式的变革过程,工业化是生产方式由农业向工业的转变过程,是人类劳动的又一次质的飞跃, 是劳动者素质技能的提升。工业化是以工业技术对生产的改造和更新,包括旧有的农业、畜牧业生产中应用工业技术,进而改变其权利结构和经营管理,进而改变人的生活方式和社会关系。” 如果仍然坚持以传统的小农 ( 牧) 经济或更为落后的采集渔猎游牧生产方式维持简单再生产,现代的农牧民必将被工业化的趋势所淘汰。作为现代社会的农牧民,其根本利益不是维持自身的社会存在,而是以工业技术改变生产和生活方式, 在提高自身素质技能的同时,改变自己的社会存在。因此,民族地区以及少数民族的发展不在于给少数人 “先富”的特权,却让大多数农牧民停留在小农 ( 牧) 经济当中自生自灭,也不是消灭农牧业,而是要让仍生存于农村或牧区的农牧民能够运用现代工业所提供的技术与工具,形成工业化生产方式,享受工业化带来的成果,进入城市化的生活。不管是建国以来的全国工业化推进, 还是20世纪80年代改革开放以来的西部大开发战略、沿边开放政策,都是推进民族地区工业化的重大努力,甚至最近提出的 “一带一路” 战略,也可以看作这一思路的延伸。

2民族地区传统的工业化模式亟需改变

工业化起源欧洲,是工业文明取代农业文明的长期过程,这是一种生产方式的根本转变,不仅包括工业部门比重逐渐扩大,更包括以工业生产方式改造传统的农牧业。英国是世界上第一个跨入工业化进程的国家,英国的工业化进程以机器化生产为标志,且以纺织业等轻工业为开端。 随后,随着蒸汽机的发明和使用,轮船、铁路等交通工具的普及形成了对煤炭的大规模使用,石油和天然气的使用极大扩大了英国工业化的能源选择,重工业得到全面发展。工业化的领先为英国带来了进步和繁荣,但也出现了难以回避的环境污染问题,被称为 “雾都”的伦敦随后经历了长久的治理才得以恢复蓝天。随后,包括英国在内的整个欧洲和美国都开始关注环境保护问题, 以信息化和自动化为特征的高新技术产业成为这些发达国家工业化的新选择。美国的工业化比英国晚,美国独立战争和南北战争后真正得到发展, 钢铁、造船、军备等机械制造业得到迅速发展。 一战以后,美国进入垄断时期,石油工业、化学工业、飞机工业等大型垄断重工业得到最大程度的发展,美国成为世界上工业最先进的国家。在经济飞速增长的同时,美国也产生了严重的环境污染问题, “洛杉矶光化学烟雾事件”是美国工业化带来的污染问题的缩影。随后,美国出台一系列的政策措施整治环境问题,与此相对应,美国的工业化也进入了一个新的阶段: 信息经济与虚拟经济时代。

包括中国在内的发展中国家工业化起步晚, 从20世纪五六十年代开始纷纷开始了本国的工业化进程。此时的欧美等发达国家已经进入工业化高级阶段,各项工业技术都走向了成熟,新的工业部门不断出现,面对此种国际形势,发展中国家纷纷采取了 “赶超型战略”,以国家高度集中的计划力量大力发展军工、机械等重工业,中国初级的工业化体系就是在这种模式下形成的。这在一方面保证了工业基础为零的中国初步建立起了完整的工业体系,为后来经济的发展奠定了基础; 另一方面,为了实现赶超战略也忽视了环境保护和资源的合理利用。20世纪80年代以来, 中国全面实行改革开放,为追求出口创汇,工业化的进程中出现的大量资源浪费、资源出口、环境污染问题越发严重,而对发达国家落后产业进行的承接转移以及众多中小企业的低技术必然伴随着严重的环境污染。为此中国出台了一系列的环境保护法,但收效甚微。不过,东部发达地区由于资本、技术、人才优势,也进行了很多工业化转型的尝试,信息技术产业和新能源产业也得到了一定的发展。

新中国成立之前,中国的民族地区基本上没有工业,虽然外国资本也曾经在民族地区开创过近代工矿企业,以日本在东北的殖民侵略最具代表性,但这种工业化是以民族压迫为基础的,中华民族不仅没有从中获利,反而招致灾难,当地的少数民族甚至面临灭绝的危险。新中国成立后, 依靠国家财政和投资,大部分民族地区有了工业生产方式成分。但总的说来,民族地区的工业基本上是以采矿和农牧产品、林产品的加工等为主, 并且,民族地区的工业大部分是由国有大中型企业实施的,经营管理者、工程技术人员以及普通从业人员也多是来自汉族地区的汉族人,民族地区的少数民族仍是以传统的农牧业为主要生产方式。建国以后的改造,是以强制性制度变迁和嵌入式工业化方式促进民族地区的工业化进程,取得了很大的进展,但也出现了很多问题,就是民族地区经济与少数民族经济的脱节。少数民族劳动者多仍然停留在传统的生产方式下,而民族地区的工业化进程则主要由民族地区之外的国有企业尤其是中央企业,连资金、技术带职工直接植入民族地区。20世纪80年代以来的市场化改革, 改变了原来中央财政统一计划的发展道路,民族地区的 “嵌入经济” 从一开始就是资源型经济, 市场化改革后,利益分配完全变成工业企业去往民族地区开采、加工资源,售往东部发达地区或国外,所雇佣劳动者非当地少数民族,所赚取利润也悉数归于嵌入企业和地方财政。中央财政统一计划时,利益输送渠道尚有较为合理的补偿机制,但市场化之后,这种补偿机制也逐步消失。 资源型的嵌入经济除了为少数民族地区带来了政府财政收入,剩下的就是环境破坏以及日益严重的少数民族地区经济失衡。 “富饶的贫困”成为民族地区摆脱不掉的阴影。

西方国家、中国东部地区、中国民族地区各有不同的工业化发展道路,但在工业化进程中都有一个共同点: 高能耗、高污染的工业化模式在前,集中治理在后。西方国家在经历了一段时间的集中治理之后,走向了以高效率、高科技为特征的低能耗、低污染的工业化道路,而中国却仍然停留在 “先污染,后治理” 的工业化发展阶段,民族地区的工业化甚至还没有发展到这一阶段,由此带来一系列的问题: 很多没有进入工业化的民族地区少数民族人口的贫困与动荡、内蒙古地区煤炭企业与当地居民的冲突、新疆地区由于资源开采型工业带来的环境问题和少数民族贫困化并存等。另外,中国少数民族地区作为中国国土的重要组成部分,受中国全局经济社会发展战略的制约。2011年6月初, 《全国主体功能区规划》正式发布,根据不同区域的资源环境承载能力、现有开发密度和发展潜力,统筹谋划未来人口分布、经济布局、国土利用和城镇化格局, 将国土空间划分为优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发4类,而民族地区大部分是限制开发和禁止开发区域。可以看出,民族地区自身的传统的工业化路径以及新时期国家对民族地区的定位都要求民族地区改变传统的工业化发展模式。

3低碳经济是当前世界经济发展形势的一种必然选择

工业化彻底改变了人们利用自然资源的方式, 化石燃料的大范围运用成为工业化进程中的关键环节,但化石燃料的运用也不可避免地带来了严重的环境污染。以二氧化碳为主的温室气体大量排放进大气中,对全球的生态平衡带来了极大的破环。 “自工业革命以来,大气中二氧化碳浓度激增25% ,远远超过科学家勘测出来的过去16万年的全部历史记录,而且尚无减缓的迹象。由此带来的温室效应不断为地球 ‘加热’: 20世纪全球地面气温上升了0. 74℃; 在最近的50年中, 大气温度的增速是过去100年的2倍。”而气候变化又会带来一系列的环境异常: 台风海啸等极端气候增多、水旱灾害频发、城市热岛效应、海平面上升淹没沿海城市等,而环境的异常又会带来疾病蔓延、人的生命安全遭到威胁、基础设施遭到破坏等经济社会损失。与之相应,随着经济的发展,环境的价值逐渐进入人们的视野,而关于经济发展与环境保护是否构成矛盾对立双方则成为焦点。

发达国家消费所产生的碳排放量占据了很大一部分,但发达国家普遍关注气候变化,提倡低碳经济,这不是发达国家不要经济发展,而是实现经济转型所寻求的新经济增长点: 新能源革命。 发达国家在经历了高度发达的石油化工重工业之后,由于资本有机构成提高,资本利润率得不到实现,需要新的增长点,包括虚拟经济以及20世纪90年代的计算机和网络经济都是这种尝试。但当金融危机打击了虚拟经济的盈利机制,网络经济的利润率逐渐降低的情况下,以美国为代表的发达国家需要继续寻求新的经济增长点,美国提出了 “新能源经济”,德国则提出了以自动化、 智能化为标志的 “工业4. 0”,而这些都是低碳经济的典型代表。因此,经济发展与低碳经济不仅并不冲突,反而能相互促进。

为了缓解金融危机,也为了保护生态环境, 以美国为首的发达国家正在进行世界经济体系、 世界经济秩序的重构, “低碳”作为一个经济概念而不仅仅是作为一个环境概念影响着新的世界经济体系的构建。对于中国而言,经济增长模式和产业结构也应该抓住这一机遇。当然,中国的低碳经济不是为了适应世界规则,而是为了自身的发展,源于内生需求。 “1980 ~ 2000年,中国年均GDP增长率均超过9% ,而同期能源消费的增长速度增长率只有3. 9% 。而进入21世纪以来,进入转型期的中国经济呈现出投资驱动型特征,中国的能源需求强劲增长,中国能源消费增长速度远远超过了GDP增长速度。能源消费的高速增长增加了经济运行的风险和成本,一旦发生供给冲击,将会对经济发展形成重创。而能源大量消费所伴生的污染物大量排放更对自然环境形成严重威胁,部分地区甚至出现了大规模的环境公害事件”。加快产业结构调整、寻求新的经济增长点、提高资源能源利用率等都是当下中国经济发展必须解决的问题,而低碳经济恰恰提供了一个选择。

因此,低碳经济绝对不是反对工业化,而是工业化生产方式的一个新阶段,是在传统高耗能、 高污染的工业化不能实现利润,不能实现经济可持续增长和环境可持续承载的情况下,不得不选择的一种新的工业化生产方式。 “低碳经济作为一种新的生产方式,内生于应对气候变化危机和化石能源危机的活动之中,兴起于应对金融危机、 经济危机、粮食危机、环境危机、生态危机的行动之中,低碳经济本质上可以说是一种具有可持续发展新质的经济形态。” 在此背景下,英国自2003年的能源报告 “我们能源的未来” 起,就开始了低碳经济的进程; 2007年制定了低碳发展行动方案 《英国气候变化战略框架》,将建成低碳社会最为最终目标; 2009年又公布了 《英国低碳转换计划》,鼓励企业和个人向低碳领域投资。 德国总理默克尔在2013年新年致辞中则提出德国政府的下一步目标是将德国建设成为世界上使用最现代化能源的国家。美国已经将发展绿色能源作为施政纲领,积极推进本国消费低碳化、绿色化,而且努力出口清洁能源技术产品给其他国家, 美国显然已经将低碳经济作为促进经济增长、增加就业岗位的途径。因此,在传统工业化道路面临发展瓶颈的情况下,低碳经济成为新的经济增长极,成为当前世界经济发展形势的一种必然选择。

民族地区生态环境的脆弱,民族团结、祖国统一的政治需要都使得民族地区传统的工业化发展模式越来越不适合。但对传统工业化模式的否定并不是不要工业化,更不是不要经济发展的一味环境保护,甚至不惜停留在原始的落后生产方式中,这样的民族地区永远得不到真正的发展, 只会越来越落后,由此只能引起更多的民族问题和民族冲突。低碳经济,作为一种新型的工业化生产方式,就成为民族地区 “跨越式发展”的一个重要选择。

4以低碳经济为导向深化民族地区工业化

世界经济的每一次增长瓶颈出现以后,都要有新的经济增长极和与之对应的产业结构调整及分工格局的改变。电力的发明和使用,石油化工等重工业的大力发展,电子信息技术及互联网产业出现,虚拟经济的爆炸式增长都是新的经济增长点。但2008年以来的由次贷危机引发的金融危机、经济危机使得传统的经济发展模式再一次迎来了挑战,世界需要新的经济增长点。而传统的工业生产方式即使可以保持高增长,那也是 “高发展、高耗能、高污染”的模式,而由此带来的环境问题和气候变化问题则对世界经济发展乃至人的生存带来极大的威胁,传统的高耗能、高污染工业化模式需要改变,而高发展又需要新的经济增长极,因此 “低碳经济或可成为摆脱经济和生态双重困境的经济增长极”,因此,低碳经济不是对高发展的否定,也不是对工业化的否定, 而是对传统高耗能、高污染工业化模式的否定之否定,是 “一种正在兴起的经济模式,通过推动提高能效技术、节约能源技术可再生能源技术和温室气体减排技术的开发和运用,促进社会经济向高能效、低能耗和低碳排放的模式转型”,是工业化的高级阶段。

低碳经济的发展,不仅需要新的低碳产业的发展,也需要以低碳化改造传统的高能耗的工业发展模式,改造尚在工业化进程中尚未完成的农牧业的工业化改造。中国作为一个发展中的大国需要完整的工业体系,既需要传统的制造业也需要新型产业,这需要全国产业结构的分工和合理布局,民族地区由于其特殊性,发展以低碳产业为主的低碳经济是可行的,也是必须的。

在一些传统的工业领域,民族地区由于劳动者素质技能低下而形成了为发达地区提供原料和能源的地位并长期落后于东部地区的状态,但在一些新兴产业方面,民族地区和东部地区同处一个起跑线,甚至比东部地区更具优势。一些高新技术产业,如电子信息、航空航天、现代生物等都是发达国家长期以来保持领先的领域,在我国, 西部地区的电子技术、航空航天技术都比较雄厚, 比东部地区更具发展优势。因此,西部民族地区应该立足现有工业、技术基础,积极发展航空、 信息等高科技的低碳产业。 “少数民族地区普遍具有能源、生物、生态等方面的优势,完全可以在这些方面进行自主开发与生产。” 能源危机、 环境污染等问题催生了一个全新的产业,美国甚至将新能源作为其新的经济增长点,我国民族地区最不缺少的就是各种新能源。不仅不可再生的油气资源,可再生的水能、风能、太阳能、地热等资源也是异常丰富的。这些清洁、环保、可再生的新能源为民族地区发展战略新兴产业提供了得天独厚的条件。只要民族地区劳动者树立自主发展意识,接受现代工业化的生产方式,集中财力、人力引进并消化、吸收、创新一定的技术和设备,培养自己的技术人员,这些有利的外因必将在内因的主导下充分发挥作用,民族地区完全有可能发展以 “低碳”为特征的现代制造业和新能源产业。

民族地区要发展,要进行传统农牧业的工业化改造,否则,处于不同生产方式的民族永远可能成为一个统一的中华民族,因为一个民族要想形成,除了政治、文化上的因素外,生产方式的同质化是一个必要因素。但传统工业化道路已经证明是有问题的,由此带来的民族冲突、环境污染等问题已经越发凸显。因此,出于民族团结的选择,民族地区必须走出新的工业化方式,低碳经济作为当前国际社会争相发展的新经济增长点, 民族地区应该抓住这一机遇,利用国家经济规则获利,而这需要国家财政和政策的大力扶持。

5民族地区发展低碳经济要注意的问题

民族地区发展的前途在于工业化,而适宜民族地区的工业化是低碳经济,明确这一点解决了要发展还是要环境的矛盾,将环境与发展融为一体。但民族地区在发展低碳经济时也不能冒进, 实行不顾历史、地理、资源、文化等因素的一刀切政策,照搬发达国家或中国发达地区原有的工业化经验。民族地区发展低碳经济必须注意以下几个问题。

5.1市场取代不了政府:政府支持在民族地区低碳经济发展中的主导地位

当前,不管是传统的工业化发展还是低碳经济发展,人们往往过度强调让市场发挥决定作用。 但民族地区的工业化已经显示出政府计划调节和财政支持的重要作用,虽然问题很多,但毕竟开启了民族地区的工业化进程。当前,民族地区要发展低碳经济,更需要政府政策的支持和资金的投入。当前中国的投资显示出明显的短视性,不注重创新,也不注重创新带来的长期收益,如果单纯的依靠市场调节,中国的产业结构调整很难进行,民族地区的低碳经济更是无法想象。市场调节是资本以利润最大化为目标的调节方式,民族地区 “资源型贫困” “贫困的富饶”等现象是资本以利润为导向,以市场调节经济带来的必然结果。如果仅仅依靠制定法律法规和政策鼓励民族地区低碳经济发展,那么,由于国内资本逐利的短视性和民族地区尤其是少数民族资金、技术不足,必然使得民族地区的低碳经济大肆被国外资本所主导,民族地区乃至中国又会在新一轮工业化中处于劣势。因此,民族地区的低碳经济不仅需要法律法规、政府政策的鼓励和导引,而且需要国家财政的支持和国有企业的大力参与,但在此过程中,应该避免传统的 “嵌入型” 方式, 培养少数民族相关人才,经过职业技术培训吸纳更多的当地少数民族参与低碳经济就业。

5.2因地制宜:不同民族地区采取不同的低碳经济战略

我国的民族地区多分布在西部地区,虽有很多相似点,但资源、经济基础等各有不同,在发展低碳经济时应该因地制宜。内蒙古是中国主要的煤炭资源供应地之一,新疆是石油天然气的重要开采区,这两个地区有一定的工业基础,并且重化工业发达,因此,低碳经济的一个重要任务是对传统工业部门的低碳化改造。而这两地也拥有丰富的太阳能、风能等新能源,可以集中发展低碳产业。西藏的生态环境脆弱,不适宜传统工业尤其是重化工业的发展,但独特的民族风情、 宗教信仰、建设建筑以及气候条件使得西藏地区成为中国重要的旅游资源,因此,西藏发展低碳经济的重要任务就应该集中在太阳能等新技术的开发使用和旅游服务业的低碳化改造上。宁夏的清真食品产业已经比较发达,但仍不规范,发展低碳经济的重点也应该是在已有产业的基础上, 进行低碳化改造,通过 “碳标签”增加附加值和市场认可度。广西虽是少数民族聚居区,但广西的经济结构、经济发展模式基本与全国其他地区一致,但广西的农业仍占很大比重,因此,进行农业的工业化改造仍然是广西经济发展的一个趋势,在实现农业的工业化改造中,加入新的低碳化要素是广西的重点。如此等等,不一而足。

5.3有计划,有协调:避免重复建设和无效投资

低碳经济作为应对经济发展瓶颈和适应环境、 气候变化的必然选择,将成为新的经济增长点。 自从低碳经济概念提出,发达国家纷纷进行新能源经济、低碳经济等发展,中国也制定了一系列的鼓励低碳经济发展的政策。但由于缺乏统一的计划和调控,对市场需求和已有投资规模不了解, 造成了大量的重复建设和无效投资,比如前几年光伏产业的大量产能过剩,太阳能产业的高成本投资等,但低碳经济并不仅是发展低碳产业,开发应用低碳技术,更是一种低碳理念。重复建设和不顾条件的投资只能带来更多的浪费,即使这样的产业能够提供低碳产品,但自身的生产过程仍然是高碳化的,这样的经济不是低碳经济。因此,中央政府和地方政府,各个企业之间都应该加强协调,制定合理的规划和计划,避免无效投资。

摘要：民族地区的工业化是民族地区经济社会发展的必然路径,但这种工业化不能是以污染环境、高消耗能源为特征的工业化。低碳经济作为工业化生产方式的新阶段,是对传统的经济增长——污染——治理路径的克服,应成为民族地区改造传统农牧业、提升产业附加值、实现可持续发展的重要抉择。在此进程中,应避免重复建设、乱上项目等行为。

低碳工业化 第7篇

通常空气中CO2的含量为0.030%, 当空气中CO2的含量达到0.050%时, 会引起温室效应, 导致以变暖为主要特征的气候变化, 严重威胁经济社会的发展和生态安全。2011年全球CO2总排放量达到340亿吨的历史最高点, 中国、美国、欧盟、印度、俄罗斯、日本为全球CO2排放量最多的国家。为减小和消除CO2对环境的影响, 世界各国都在限制其排量, 并加强了对CO2的创新利用研究。2009年11月25日, 中国政府宣布到2020年单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40%~45%, 表明了我国通过推广低碳的生产生活方式, 实现可持续发展的决心。

全球水泥生产中的碳酸盐分解是最大的非燃烧类CO2排放源, 世界水泥工业CO2排放占全球排放总量的5%~6%[1]。在我国重要的产业部门中, 除了煤电和钢铁业, 水泥工业是生产过程中CO2排放量最大的产业, 约占全国总排放量的六分之一, 约占全球的3%。随着我国水泥产量持续增长, CO2排放量也在逐年增加 (见表1) 。由于我国混合水泥产量很大, 减少了单位水泥中的熟料比率, 所以每吨水泥CO2排放量为全球先进水平。若以每吨水泥排放0.605吨CO2计[1], 按照2012年全国水泥产量22.1亿吨估算, 全国水泥生产排放13.4亿吨CO2。根据我国第二代新型干法水泥技术研发目标要求, 2016年我国水泥工业降低20%CO2排放量, 一年可减少2.65亿吨温室气体排放量, 将对环境做出较大的贡献, 所以降低温室气体排放, 构建低碳水泥工业体系, 对发展绿色经济有着重要意义。

2 构建低碳水泥体系的背景分析

2.1 世界水泥生产与CO2排放量

世界水泥产量在很大程度上由中国主导, 中国的水泥生产量约占全球的60%, 紧随其后的是印度、美国、土耳其、日本、俄罗斯、巴西、伊朗和越南。伴随着中国水泥产量的持续增长, 2011年全球水泥产量增长了6%, 2012年也有很大的增长, 全球水泥产量为36~40亿吨, 排放了25~30亿吨CO2。水泥工业CO2排放总量并不是总与水泥生产量成正比, 例如, 近年来世界水泥中熟料的比例有减少的趋势, 使得CO2排放量小于产量增长的比率。近年来大多数国家生产的混合水泥的份额相对传统的波特兰水泥大幅增加, 因此全球水泥产品中的平均熟料组分已下降到70%~80%, 与比例为95%的波特兰水泥相比, 每吨水泥的CO2排放量减少了, 这使得生产每吨水泥的CO2排放量与20世纪80年代比减少了20%。

关于每吨水泥CO2的排放系数 (吨水泥的CO2排放量) , 根据统计者或研究者设定条件的不同而有很大的不确定性, 例如有的研究者提出0.527, 而我国建材情报所提出的是0.605, 其实这个数据应在大量实时数据统计之后获得。

2.2 我国水泥工业发展现状

我国水泥工业近20多年来有了很大发展, 经济运行质量明显提高, 科技进步加快, 结构调整取得了很大进展, 特别是新型干法水泥工艺技术与装备的开发, 通过优化设计已形成1000~10000t/d高质量生产线系列。2012年全国水泥产量达22.1亿多吨, 连续29年居世界第一 (见图1) , 其中先进的、新型干法水泥产量约占总产量的90%。现在我国典型的新型干法水泥主要技术经济指标已达到国际先进水平, 并且水泥制造工程业已进入国际市场。

然而, 近年来我国水泥出现了严重的产能过剩的情况, 目前产能约达29亿吨/年, 过剩产能约8亿吨/年。当前水泥产能过剩的直观表现是:全国有3700多家水泥企业, 包括有一定数量的落后工艺生产线和小水泥企业;低水平的产品数量仍占有市场的相当份额;高质量产品和功能水泥的品种较少;虽然我国新型干法水泥技术的典型模式已达世界先进水平, 但整体节能减排指标仍然落后于国际先进水平;水泥企业利润降低, 绿色水泥 (或称生态水泥) 生产发展缓慢, 协同处置废物长期处于起步阶段, 水泥工业的环保功能还没有充分发挥。

2.3 我国构建低碳水泥工业体系的有利形势

现在我国政府有关部门和水泥行业协会都在努力寻找化解产能过剩的措施。2009年9月, 工业和信息化部发出了征求《水泥行业准入条件》的函和印发了《关于抑制产能过剩和重复建设引导水泥产业健康发展的意见》;2010年11月工业和信息化部发布《关于水泥工业节能减排指导意见》;2012年10月22日工业和信息化部又出台了《水泥行业清洁生产技术推行方案 (征求意见稿) 》。这些文件总的要求是水泥 (熟料) 生产线必须采用新型干法生产工艺;鼓励新线建设配置余热利用、可替代原料、燃料利用等节能减排技术和设施;降低CO2、NOx、SO2排放和提高协同处置的能力等。这说明政府一方面加强了宏观调控, 另一方面为水泥工业加强节能减排和发展循环经济提供了政策支持, 出现了构建低碳水泥工业体系的有利形势。

(1) 我国继续加大力度进行水泥产业结构调整和兼并重组工作, 大力减少落后工艺水泥产能和低水平工艺的水泥产能、减少小水泥企业数量。行业内正严格按照工信部的《水泥行业准入条件》及抑制产能过剩的文件要求整顿水泥市场, 2012年淘汰了约2亿多吨落后产能, 2013年目标是淘汰7300万吨, 已逐步解决了整体技术经济指标持续低下、能源效率不高等问题。加强产业结构调整、淘汰落后产能, 可以明显减少CO2的排放量。

(2) 在我国第二代新型干法水泥工业发展目标中, 已明确提出加速向绿色功能产业转变, 一个具有高效节能减排、协同处置废弃物、高效防治污染并具有低碳技术的水泥工业, 不仅为国民经济建设提供高质量的基础原材料, 而且是社会层面循环经济的重要组成部分, 水泥工业将逐步成为新型环保产业的一员, 使一部分水泥产能具有处置废弃物的功能, 增加代用钙质原料和代用化石类燃料, 一方面减少了CO2排放, 一方面为社会环保事业做出了贡献。

(3) 我国加强了政策导向, 重视提升行业整体技术水平, 《水泥单位产品能源消耗限额》和《水泥工业大气污染物排放》等国家新标准已经完成, 即将发布和严格执行。按标准要求检查、淘汰不合格的企业, 把低水平、高能耗、不环保的企业淘汰出局, 不仅可化解产能过剩, 而且可全面提升我国水泥工业整体技术水平。

3 水泥生产过程中CO2排放源的研究[2]

在一般硅酸盐水泥生产过程中, CO2产生的来源主要有生产工艺过程的排放 (Ca CO3和Mg CO3分解) 、生料煅烧和原料烘干所需煤炭的燃烧反应、生产过程中电力消耗折算的煤耗等。图2所示为我国普通硅酸盐水泥制造过程中CO2主要排放源所占的比例 (设定水泥熟料热耗为100kg标煤/t熟料, 水泥综合电耗为100k Wh/t水泥, 掺入20%混合材) 。

当生产参数不同时, CO2排放的比例也会变化, 在产生CO2的主要来源中, 除去碳酸盐分解的因素外, 熟料煅烧煤耗和水泥粉磨电耗是主要因素。

关于水泥CO2排放量计算, 目前有三种计算方法可以用于不同情况, 包括:排放总量估算法、详细计算CO2排放量法[3]、快速计算法。由于内容较多, 且非本篇主要谈及的内容, 故此处不拟详述。但不管哪种方法都应采用公认的基准实时数据, 采用权威部门发布的CO2排放因子, 以利于结果的准确性和可比性。当详细计算时由于需要许多生产数据, 而且要选用多种排放因子, 此时要考虑一些因素或因子存在的不确定性, 会产生计算结果准确性的质疑。

(1) 石灰石分解排放CO2

一般石灰石在硅酸盐水泥原料中的配比占80%~85%, 在水泥中约占70%左右。因为我国使用废弃物作为石灰质原料的替代率很小, 所以生产水泥需要的石灰石资源较大。

石灰石中碳酸盐的分解, Ca CO3和Mg CO3是CO2的主要来源, 一般来说, 水泥原料石灰石中的Mg CO3含量比率比Ca O小得多, 故在一般估算时可忽略不计。碳酸盐分解排放的CO2约占总排放量的60%左右。

(2) 燃料燃烧产生的CO2

煅烧是水泥工艺的核心, 原料烘干与生料煅烧需要大量的热量, 水泥工业消费煤炭约占全国总消费量的6%。

因煤炭的燃烧反应而产生CO2, 在完全燃烧的情况下, 煤质越好固定碳含量越多, 排放的CO2越多, 当水泥熟料煅烧效率不高, 熟料煅烧的热耗越大则排放的CO2越多。

燃料包括煤炭、各种燃油和各种燃气等, 石油和天然气单位热量消耗的碳排放量较煤炭低10%~30%, 但由于价格与来源问题, 我国水泥厂几乎均采用煤炭为主要燃料, 燃料燃烧排放的CO2约占总排放量的40%以下。

(3) 电耗间接排放的CO2

水泥厂所用的电力是从国家电网采购, 小部分水泥厂采用余热发电, 补充部分电力。外购电力必须折算出火力发电排放的CO2, 排放因子取用权威部门公布的数据。水泥厂采用余热发电要从全厂总电耗中扣除自家发电量, 如果不是纯低温余热发电, 则补燃锅炉的煤耗应加在全厂的能源消耗中。在水泥生产中因电耗折算的CO2排放量, 一般不是很大。电耗折算的CO2约占总排放量的10%以下。

(4) 其他影响CO2排放的因素

有一些因素增加了CO2的排放或减少了CO2的排放, 如增加的因素有:生料中的有机碳燃烧、生产中的飞灰和粉尘、矿山开采的油耗所产生的CO2, 辅助生产的电能消耗、物料输送、生产照明、生产管理、控制系统的电能消耗、企业租用社会车辆进行运输产生的CO2排放等;减少的因素有采用代用燃料和代用钙质原料、添加混合材、生产低钙水泥或低碳水泥等。

4 低碳技术研究

4.1 CO2减排技术

(1) 水泥窑协同处置废物

水泥窑协同处置废物的主要内容包括:工业废弃物的水泥窑焚烧处置、污泥的水泥窑焚烧处置、城市垃圾的水泥窑处置等。水泥窑处置的许多可燃废弃物可以替代一次能源使用, 并且无外排残渣。发达国家已经有多年的实践经验, 例如欧盟50%的可燃废物被水泥窑利用, 年用量超过600万吨, 日本每吨水泥的废弃物使用量约达500kg。

水泥工业用的可燃废物主要有三大类:生物质、石油衍生品和化学危险品。替代燃料的数量和种类不断扩大, 由于材料及其制造过程的特性, 水泥工业逐渐成为利用废物的首选行业。根据欧盟的统计, 欧洲18%的可燃废物被工业领域利用, 其中有一半是水泥行业, 是电力、钢铁、制砖、玻璃等行业的总和。水泥窑协同处置废弃物过程中, 利用可燃废物作为水泥窑熟料生产中替代燃料, 不仅可以节约煤、天然气等不可再生资源, 同时有助于减少碳排放、保护环境。

此外, 利用垃圾焚烧灰替代部分钙质原料, 不仅节约了石灰石天然原料, 而且大大减少了水泥熟料煅烧过程中排放的CO2。日本在这方面已有很好的经验, 我国琉璃河水泥厂已经开始了这方面的尝试。到2016年我国水泥工业协同处置废弃物的目标是:可燃废物替代率≥40%, 水泥熟料可比CO2减排达到25%以上。

(2) 提高能源和资源利用效率

虽然我国典型的新型干法水泥热耗已达国际先进水平, 但一次能源的利用效率比国外先进水平差, 我国水泥单位产品平均综合能耗目前比国际先进水平高, 提高能源效率, 以较少的能源消耗, 创造更多的物质财富, 不仅对保障能源供给、推进技术进步、提高经济效益有直接影响, 而且也是减少CO2排放的重要手段。

另外, 在水泥常规生产上除了加强节能减排、推广纯低温余热发电技术之外, 要加强大宗工业废渣的利用, 尽可能多地使用混合材, 即用超细粉磨的电石渣、矿渣、钢渣、粉煤灰等废渣代替熟料, 从而较大幅度地减少石灰石的用量, 因此, 水泥工业的节能减排与减少CO2排放的目的是一致的。

再如, 利用粉煤灰配料、开发一种能够大幅度降低能耗和CO2排放的低钙水泥熟料, 即新型贝利特水泥, 吨熟料CO2排放量和烧成热耗降低20%以上, 吨熟料使用的粉煤灰比例超过40%, 水泥综合性能全面达到并优于普通硅酸盐水泥。

(3) 利用CDM机制, 开发CO2减排新技术

清洁发展机制 (CDM) 和碳交易使发达国家可以用较低的成本完成减排义务, 发展中国家也可以从中引入先进的低碳技术, 是一种促进低碳发展的模式。我国也逐步开展了这一工作, 2011年9月11日, 我国广东省启动了水泥企业碳排放权交易试点项目, 4家水泥企业以每吨60元的价格认购了130万吨碳排放权, 交易金额共7800万元, 4家企业未来年新增产能2500万吨水泥。

中国内地的碳排放权交易体系试点2013年6月在深圳推出, 此次试点采用的是“碳强度”体系, 所谓“碳强度”, 就是“单位GDP产出 (消耗) 的碳排放量”, 所有参与者必须达标, 否则就要购买新的排放权, 也就是在充分考虑企业产能的基础上鼓励减排。

利用CDM机制抓住机遇, 加强国际合作, 在促进传统减排CO2的同时, 开发和引进CO2捕获与封存等领域控制温室气体的新技术, 水泥企业就能为社会减排CO2承担更大的任务。

4.2 CO2的捕集与应用

4.2.1 CCS技术

碳捕集与封存技术称为CCS技术 (Carbon Capture and Storage) 。碳捕集技术目前大体上分作三种:燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧捕集。三者各有优势, 却又各有技术与成本难题尚待解决, 目前呈并行发展之势。潜在的技术封存方式有:地质封存 (在地质构造中, 例如石油和天然气田、不可开采的煤田以及深盐沼池构造) , 海洋封存 (直接释放到海洋水体中或海底) 以及将CO2固化成无机碳酸盐。

目前中国的CO2捕集和封存整体上还处于起步阶段, 而且大都采用燃烧后捕集的方式。一些企业已在实践上进行了尝试, 2008年7月16日中国首个燃煤电厂CO2捕集示范工程——华能北京热电厂CO2捕集示范工程正式建成投产, 并成功捕集出纯度为99.99%的CO2。我国水泥工业是工业领域CO2的主要排放源之一, 也已开始重视这方面研究。

CO2的地下储存, 作为温室气体减排和资源化利用之间的结合点, 展示了实现温室气体资源化利用并提高油气采收率的广泛应用前景, 有可能成为在经济开发与环境保护上可实现双赢的有效方法。

4.2.2 建立CO2循环应用产业链

CO2是一种重要的资源, 适用于国民经济各个领域, 具有广泛的利用价值。水泥工业是重要的CO2排放源, 水泥企业可以循环利用CO2, 或从水泥厂分离收集CO2后送到应用部门, 形成循环应用CO2的产业链, 产生新的生产模式。这是一项新的开拓领域, 可以想象困难很多, 需要许多相关科技领域部门的合作, 开发CO2资源的综合利用工作, 变“废”为宝, 更好地为国民经济建设服务。这样既应对了气候变化, 又开发了新的市场, 有利于低碳技术的商业化发展。CO2的应用有如下几方面:

(1) 在化工方面, 如制备甲烷、制备甲醇、制碱、物质分离、提纯、合成有机高分子化合物。

(2) 在食品农业方面, 如制备碳酸饮料, 代替氟利昂做制冷剂, 进行冷冻、冷藏、灭菌、防霉、保鲜, 生产食品泡沫包装盒, 生产氮肥, 用作植物气肥。

(3) 在石油化工方面, 如油田助采剂, 海藻生产石油。

(4) 其他, 如气体保护焊接、污水处理、CO2染色、混凝土添加剂和核反应堆净化剂。

4.2.3 水泥工业捕集与应用CO2的研究

(1) 油藻新能源

藻类物质在吸收CO2的同时, 又可吸收NOx, 有的物种还可吸收SOx。在水泥生产过程中以CO2和藻类物质为载体充分利用太阳能, 既解决了水泥生产过程中对能源的需求, 又可达到CO2减排的控制目的, 所以利用生长快速的藻类来固定CO2, 为CO2的生物减排提供了一种非常具有应用前景的技术[4]。

油藻新能源的方法是利用微藻养殖的研究成果, 将部分CO2供给藻种制成一定数量的干油藻, 作为水泥回转窑新燃料。考虑水泥工业可开发的因素是:回转窑窑尾废气中CO2含量丰富, 状态稳定, 可满足油藻养殖要求;水泥厂通常有大面积场地, 有利于光反应器使用;油藻热值高, 符合回转窑烧成熟料要求;油藻燃烧后剩余物很少, 不影响熟料质量;油藻生成过程中释放的O2, 收集后可用于窑的富氧燃烧, 可进一步节能。

这一技术若能成功, 用油藻取代燃煤可以作为水泥回转窑的新燃料, 减少水泥生产中20%~30%的CO2排放量, 实现CO2在水泥工艺中的循环。但这一技术开发要涉及农业、化工和生物工程等领域, 成本问题和藻的养殖技术难度较大。水泥行业要开展的工作有:选育窑气环境的最优藻种, 开发微藻预处理的方法, 研究干藻燃烧特性, 培养生物能源的专业人员等。

(2) 球石藻的CO2固化法[5]

使用具有矿物化能力的“球石藻”固定CO2生产水泥的方法, 国外已进行研究。这种方法是把废弃混凝土置于海水中进行人工风化, 吸收大气中的CO2, 此时HCO3-就会在溶液中溶出, 混凝土中的Ca2+也会溶出, 这样富有HCO3-和Ca2+的海水就可以培育球石藻, 被溶出和存蓄的HCO3-及Ca2+就会作为Ca CO3微粒子及藻的有机物而被固化, 与此同时大气中的CO2被吸收成为藻体得到固定。这样利用混凝土的人工化学风化与球石藻培育系统的CO2除去法, 得到了CO2固化产物Ca CO3微颗粒, 这种微颗粒可以代替石灰石而再资源化, 水泥生产也成为再循环系统, 并可控制水泥生产排出的CO2量 (见图3) 。

5 结语

传统水泥工业加强技术创新、发展低碳技术和绿色经济、促进转型升级是水泥工业面对的现实, 水泥工业的发展已经进入了新阶段。提高资源利用效率和最大限度降低碳排放是绿色发展的理念。

水泥工业是继煤电和钢铁业之后我国CO2排放量最大的产业, 并且水泥生产中的碳酸盐分解是最大的非燃烧类CO2的排放源, 我们要根据水泥工业排放CO2的特点开发低碳技术: (1) 水泥窑协同处置废物; (2) 提高能源和资源利用效率; (3) 利用CDM机制开发低碳新技术; (4) CCS的技术研究和建立CO2应用产业链; (5) 开展水泥工业捕集CO2和发展生物新能源的研究。

低碳水泥工业体系的实质是减排温室气体、提高能源利用效率和发展循环经济。第二代新型干法水泥技术研发的目标是2016年达到减排CO2 20%~30%。

水泥工业正在努力实现与资源、环境、经济和社会的全面协调发展, 即从不可持续发展的传统工业向可持续发展的生态工业过渡, 这需要全行业的努力和多行业的合作, 我们期待着水泥工业为全社会减排温室气体做出更大的贡献。

参考文献

[1]王新春, 等.促进水泥工业温室气体减排的政策建议[J].中国水泥, 2013, (6) :39-41.

[2]刘长发.中国建材产业发展研究论文集[G].北京:中国建筑材料工业出版社, 2010, (5) :81-87.

[3]汪澜.水泥生产企业CO2排放量的计算[J].中国水泥, 2009, (11) :21-22.

[4]龚小宝, 等.微藻在生物减排CO2中的应用[J].环境污染与防治.2010, (8) :75-79.

水泥工业的低碳经济 第8篇

我国政府高度重视节能减排工作, 积极应对气候变化。2005~2010年“十一五”期间, 单位国内生产总值能耗下降了19.1%, 相当于节约了8亿吨标准煤, 减少CO2排放19亿吨;同一时期, 我国单位国内生产总值CO2排放强度下降46%。预计“十二五”期间, 单位国内生产总值能耗和二氧化碳排放分别降低约16%和17%。2009年11月26日哥本哈根气候变化会议之前, 我国政府宣布控制温室气体排放的行动目标, 到2020年, 单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40%~45%, 这意味着在未来较长时期内我国将面临CO2减排的压力, 作为CO2排放大户的水泥工业, 压力更大, 本文就水泥工业目前和今后减少CO2排放可能存在的途径及具体措施, 综合分析如下, 供读者参考。

1 水泥行业CO2排放特征

水泥工业是能源、资源消耗密集型工业, 是CO2排放的重点行业之一。水泥生产中CO2的排放分为直接排放和间接排放。直接排放指企业拥有或可控制的排放源, 主要包括水泥生产过程中碳酸盐原料的分解即工艺排放、燃料燃烧排放即燃烧排放和企业自身运输设备的排放。间接排放为水泥生产过程消耗的外部电力以及第三方原材料、成品生产消耗的水、钢材、耐火材料和润滑油脂等产品的生产及运输所带来的CO2排放。统计结果表明:单位水泥熟料CO2排放量一般为0.83t, 其中, 工艺排放大致占63%, 燃料燃烧排放占30%, 电力消耗排放占7%。

2 影响CO2排放的因素

水泥生产中CO2的排放以工艺排放为主, 燃烧排放次之, 电力消耗的排放比较小。由此可看出, 影响水泥工业CO2排放的主要因素为:

2.1 原燃材料

工艺排放主要是碳酸盐的分解, 采用碳酸盐含量低的原料可大大降低工艺过程中CO2的排放。燃烧排放CO2量, 与燃料的品种和使用量有关, 目前, 我国以煤为主要燃料, 为降低燃料燃烧产生的CO2量, 未来采用废弃物作为替代燃料或采用碳含量低的燃料是必然的。

2.2 生产工艺

水泥生产规模、采用的工艺、技术、管理水平直接影响水泥窑的熟料热耗。采用先进工艺, 合理利用余热, 降低水泥熟料热耗, 是降低水泥生产排放CO2的直接途径。

2.3 电能消耗

主要指破碎、粉磨原燃料以及煅烧、风机耗电、输送所耗电能, 间接导致的CO2排放, 减少CO2排放的措施是, 一方面提高工艺技术, 降低生产电耗;另一方面发展余热发电, 可以有效减少外部电能消耗, 但电力消耗CO2排放量仅占总量的7%, 单纯依靠降低电能消耗减少CO2排放潜力有限。

2.4 水泥品种

对于通用硅酸盐水泥而言, 不同品种的水泥, 其原料不同, 混合材掺加量不同, CO2的排放也不同。矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥及复合水泥, 添加了具有潜在水硬活性的胶凝材料, 减少了熟料的比例, 因而有效地降低了水泥的CO2排放。低能耗、低排放的新品种水泥中, 如硫铝酸盐水泥、高贝利特水泥熟料由于熟料矿物组成的低钙设计和主导矿物形成温度低, 工艺过程中CO2的排放也较低。

3 现有CO2减排技术

水泥工业现有的CO2减排技术途径主要有调整结构、节能技术装备研发、余热发电、替代原燃料、各种掺合料水泥、新品种水泥和生物质燃料的应用。上述各个方面, 我国已具备了相当的基础条件, 目标明确, 除了生产低CO2排放新品种水泥和生物质燃料的应用技术外, 一般难度不是很大, 不确定性和风险因素较少, 只要完善地筹划与组织, 完成到“十二五”末全国水泥平均可比熟料综合能耗小于114kg标煤/t、水泥综合能耗小于93kg标煤/t的指标应该是没有问题的。

3.1 调整结构

中国水泥工业结构通常是指技术结构, 调整结构就是用先进的新型干法取代落后的传统窑生产方法。新型干法是包括预分解窑烧成、料床粉磨、物料均化和计算机集成控制等技术在内的生产方法。落后的传统窑生产方法是指立窑、湿法窑、立波尔窑和中空干法窑等生产方法。2005年我国落后生产方法生产的水泥占55.4%, 为此我国加大了淘汰落后产能的力度, “十一五”期间关停落后生产线能力约4亿吨 (见表1) , 同时大量兴建新型干法水泥生产线。至2010年, 落后生产方法生产的水泥下降至18%左右, 较大幅度降低了CO2的排放量。

据统计, 2010年新型干法生产线吨水泥熟料烧成标煤耗平均112kg标煤/t熟料 (4.182785k J/kg熟料) , 立窑平均为140kg标煤/t熟料, 二者相差28kg标煤/t熟料, 4000吨级及以上水泥新型干法生产线煤耗为108kg标煤 (4.182755k J/kg熟料) , 二者相差32kg标煤/t熟料 (见表2) , 2010年我国水泥产量为18.80亿吨, 新型干法产量约占82%, 立窑产量约占3.4亿吨, 折成熟料约2.1亿吨, 若“十二五”期间, 全部由新型干法取代, 则年可节省约600万吨标煤, 减排约1500万吨CO2。

3.2 节能技术装备研发

目前, 最先进的水泥生产工艺是带预热器和预分解炉的新型干法水泥工艺。近年来, 随着整个工艺系统的优化和节能技术的应用, 水泥工业的能效水平持续提高。预热预分解新型干法水泥生产技术水平还可进一步提高, 主要措施如下:

熟料烧成技术:

(1) 改善生料易烧性。

(2) 预分解技术替代长窑生产, 提高能效的技术:a预热器改造, 如降低旋风筒压损;b高效熟料冷却技术;c余热回收技术;d增加预热器级数;e富氧燃烧技术;f生产自动化控制系统;g提高窑产量;h燃烧器改造, 如单通道改为多通道;i高性能隔热耐火材料的应用等。

(3) 节能粉磨系统技术:a带立磨和辊压机水泥粉磨系统;b高效选粉机;c球磨机运行参数优化;d原料组分分别粉磨。另外为降低电耗, 负荷变化范围较大的装备可利用变频调速技术等。

从国内外发表的资料来看, 未来可大幅度提高熟料烧成热效率的技术途径并不明晰, 在新技术尚未完全成熟前, 预分解窑生产技术将在较长时间内仍为主流技术, 并会进一步优化提高, 热耗、电耗也会有所下降。在新型干法窑和采用先进辊式粉磨装备技术的前提下, 未来水泥生产单位电耗的降低仍有一定潜力, 但是由于新技术的采用, 如预分解窑处置废弃物、提高窑系统热效率、改进环保除尘、脱硫、脱硝装备技术等, 单位电耗会出现增高的可能。

随着各项工艺装备的进一步完善和提高, 在未来若干年内, 技术先进的新型干法生产线的熟料生产热耗可能从现有的平均4.182785k J/kg降至4.182760k J/kg, 水泥粉磨电耗从目前的90k Wh/t降至85k Wh/t以下。上述情况表明, 单位熟料的热耗和电耗虽然下降不多, 但总量很大, 以2010年产量为基础, 到“十二五”末, 以年平均产量22亿吨水泥计算, 熟料平均热耗降低约4.18225k J/kg, 年相当减少约500万吨标煤, 年减少CO2排放约1245万吨。若吨水泥电耗平均降低5k Wh, 则年电消耗总量减少110亿k Wh, 相应减排925万吨CO2。因此, 提高新型干法生产技术在相当长的时期内仍应给予重视。

3.3 低温余热发电

余热发电已成为水泥企业和一些耗能工业降低成本和减排CO2的主要手段之一。水泥企业是利用水泥预分解窑窑尾300℃~400℃和冷却机150℃~200℃的低温废气进行发电。

近年来, 煤价暴涨, 低温余热发电的经济效益凸显, 在这样的形势下, 我国政府提倡和鼓励低温余热发电, 水泥窑低温余热发电在全国迅速推广, 发电装机容量逐年猛增。低温余热发电装机容量增长情况如表3。

从表3来看, 至2010年底, 水泥新型干法生产线已有561台套余热发电机组投入运行, 装机容量4785.5MW。2009年水泥企业低温余热发电52亿k Wh, 2010年预计可达80亿k Wh, “十一五”时期水泥工业利用纯低温余热发电技术累计发电177亿k Wh, 按国家电力监管委员会发表的“十一五”期间火力发电平均煤耗0.350kg标煤/k Wh计算, 水泥工业纯低温余热发电相当于节约595万吨标准煤, 减排二氧化碳约1480万吨。到2010年底, 全国共有1289条新型干法生产线投入生产, 其中, 约有200条不适合配置余热发电, 即近期内, 余热发电机组数量将达到1100台套。随着生产线规模增大, 装机容量相应增大, 投产的装机容量势必超过10000MW, 年发电量必将超过200亿k Wh, 相当于年节约能源700万吨标准煤, 减排二氧化碳约1680万吨。

从水泥窑正常生产所产生的废气温度来看, 用水作介质的余热发电量一般为25k Wh/t熟料。目前, 一些生产厂家所建的余热发电一般为30k Wh/t熟料左右, 个别达到35k Wh/t熟料。原因是多方面的, 一方面, 新建的生产线投产初期难于全面掌握生产, 预热器和篦冷机的废气温度较高, 有利于提高余热发电量;另一方面, 生产企业采用增加少量烧成热耗来多发电以取得较好的经济效益。随着窑的生产稳定以及对生产热耗的限制, 单位熟料余热发电量还有可能降低。从长远来看, 必须通过技术进步来提高单位熟料的发电量, 采用有机介质提高发电量是一项新的技术, 国内已对采用有机介质的kalima循环进行探索试验, 在热耗7504.18k J/kg熟料的前提下, 将吨熟料发电量提升到50k Wh以上。此技术已取得成功, 待条件成熟后推广。

3.4 水泥生产中替代燃料的应用

水泥熟料生产中燃料燃烧排放的CO2占到30%, 因此使用替代燃料减少CO2排放的潜力很大。减少使用以煤为主的传统化石燃料, 使用更多的替代化石燃料和生物质燃料, 替代燃料包括那些可能在焚烧炉中被焚烧的工业废弃物和生活垃圾。水泥窑特别适合使用替代燃料, 其原因是替代燃料其化学组成与化石燃料相近, 且其无机部分, 如灰可与熟料相结合, 成为熟料组成。

从理论上讲, 水泥生产中使用更多乃至100%的替代燃料是可能的, 但在实际操作中总会存在一些限制。替代燃料的物理和化学性质与传统燃料有着不同, 致使许多替代燃料的使用仍然存在技术上的困难。替代燃料往往热值低、水分高、含氯或其他一些微量元素高, 这给生产操作带来困难。此外替代燃料往往存在一些挥发性金属 (如汞、镉、铊) , 而重金属的排放受到严格限制。

使用替代燃料, 首先, 必须确保环境安全和各种有害物 (二恶英、重金属等) 的排放符合环保标准, 不产生二次污染, 同时, 不影响熟料品质和水泥窑系统的运转率;其次, 与全社会的其他行业一起建立各种废弃物回收利用的物流产业链, 尽量减少废物产生, 完善回收再利用体制, 实现循环经济, 充分发挥水泥工业的利废功能。

在上述条件成熟的基础上, 水泥工业才有可能节省大量不可再生的天然化石燃料资源, 减少吨熟料的CO2排放, 降低熟料生产成本。同时又为社会妥善地消纳了一部分废弃物, 为环境保护做出贡献。

上世纪80年代中期, 个别工业化国家开始在水泥生产线上使用替代燃料, 起初速度不快, 而后则以较快速度发展。

1990年欧盟各国水泥工业燃料平均代用率为3%, 2002年增至12%, 2006年为17%, 2008年为20%, 相当于节约燃料500万吨, 减少CO2排放1245万吨, 2010年提高至27%, 节约燃料650万吨, 减少CO2排放1620万吨。德国在2008年代用率已达54%, 利用了26.6万吨废轮胎, 154万吨工业废弃物, 22万吨城市垃圾衍生燃料和26.7万吨污水厂污泥, 远期燃料率目标值为90%。此外, 美国为24%, 日本为12%, 在一些工业化国家, 个别水泥窑使用替代燃料高达90%。

因国情及政策等种种原因, 我国从上世纪末开始在北京、广州、铜陵等大中城市周边水泥厂进行替代燃料的研究和工业应用, 取得了可喜成绩。城市生活垃圾、工业废物以及污泥等均可用作替代燃料, 目前存在的问题是, 废物资源品种多、数量少、热值低, 利用前需增加一定数量的预处理装备来富集、烘干、破碎、均化, 需投入较大资金。随着“十二五”计划的开展以及国家政策的支持, 目前一些工业地区和大中城市纷纷要求建设水泥窑焚烧工业废物的生产线, 替代燃料技术必将得到快速发展。

在“十二五”期间, 若能将燃料替代率从现有基础提高至3%, 则全年可节约矿化燃料450万吨以上, 减少CO2排放量为1080万吨以上。

3.5 由生产普通波特兰水泥 (OPC) 转向生产混合水泥

生产混合水泥主要从两个方面开展:其一是广泛研究采用具有水硬性或胶凝性潜质的各种工业废料, 例如矿渣、粉煤灰、冶炼渣、化工渣、矸石等, 进行深度加工, 用以替代部分水泥熟料, 生产熟料比例少的水泥 (混合水泥) , 甚至是无熟料水泥。也就是在水泥中多掺混合材, 用混合材替代部分熟料。其二是研发各种水泥和混凝土的外加剂与改性剂, 用以提高水泥混凝土的性能, 满足对水泥性能多样性的需求。上述技术必将减少熟料的使用, 降低熟料/水泥比, 相应减少与熟料生产相关的工艺、燃料和电能产生的排放。

我国水泥工业使用混合材主要是高炉矿渣和粉煤灰。其应用情况如下:

2008年我国产出约2亿吨矿渣, 约有15750万吨用于生产矿渣和普通硅酸盐水泥、4100万吨用于混凝土、用于矿渣砖100万吨和修筑路基50万吨。

目前我国的矿渣已经得到了100%的利用, 绝大多数 (99.3%) 的矿渣都用于水泥和混凝土的生产中。因此, 矿渣已经成为建筑工业的重要资源, 国家也因此取消了鼓励应用的免税政策。

据统计, 2009年的粉煤灰产量为3.75亿吨, 随发电厂发电量的增加, 我国的粉煤灰年度排放量相应增加, 在2015年可能超过5亿吨。

目前, 我国粉煤灰用于建材制品的粉煤灰占34%左右, 用于道路施工 (无机料掺合) 、土壤改良、建筑回收等约35%, 30%被填埋 (大部在远离城市的偏远地区) , 因此粉煤灰仍有较大的应用空间。粉煤灰利用的一个关键技术是磨制微米级、纳米级的颗粒, 以提高活性, 但目前生产成本昂贵, 必须开发新的粉磨装备才能进一步扩大粉煤灰的利用量。

我国水泥企业在使用替代水泥熟料材料 (主要是工业固体废物) 方面总体来说呈良好的发展趋势, 目前熟料替代总量居世界首列, 2010年均熟料系数约为62.9%, 加上石膏掺加量约5%, 则水泥工业年利用熟料替代品 (主要是固体废物) 接近6亿吨, 能源、资源和环境效益显著。但从另一个角度分析, 我国水泥工业未来通过熟料替代的技术途径实现显著减排的潜力会受到限制。

提高混合材利用率的一个重要途径是提高熟料标号, 在生产实践中得出, 提高熟料3d抗压强度1MPa, 一般可增加2%混合材掺量。据30个大型水泥企业的统计, 其熟料3d抗压强度平均为30.5MPa, 28d为58.9MPa, 我国大型新型干法企业有着改善熟料质量的很大余地。为了减排CO2和降低成本, 许多企业需要在提高熟料质量方面狠下功夫。

另一个途径是提高混凝土标号, 减少水泥消耗量。我国通用水泥销售总量中, 32.5等级的占50%~60%、42.5等级的占30%~40%、52.5级及以上等级的比例很小, 说明工程上普遍使用的水泥等级较低。有关资料表明, 国际上工业发达国家普遍使用的水泥混凝土等级为C50~C60, 而我国普遍使用的水泥混凝土等级是C30~C40。提高混凝土使用等级, 在工程上可缩小建筑构件断面尺寸, 降低水泥用量。为提高混凝土使用等级, 最关键的措施是修订各种工程的设计和施工规范。这项工作涉及面广、工作量大, 须由政府部门和有关单位进行积极推动和精心组织。

3.6 其他

(1) 钙质替代原料

水泥熟料煅烧时, 碳酸钙分解产生的CO2约占总量的60%, 取代碳酸钙可以降低CO2的排放量, 我国采用乙炔生产电石渣, 年总量约1000余万吨, 可替代碳酸钙, 全部利用则可年减少CO2排放约500万吨。国外则利用高炉炉渣作水泥生产原料, 我国的炉渣已全部予以利用。

(2) 生料易烧性

改善生料易烧性则可适当降低熟料煅烧温度, 相应降低热耗。

4 中期CO2的减排技术发展低钙水泥的开发应用

多年来, 我国有关研究单位一直在进行节能、低排放、低钙熟料水泥 (如高贝利特水泥、硫铝酸盐水泥) 的研究, 以降低水泥制备能耗和CO2排放量。

硅酸盐水泥熟料中阿利特矿物 (C3S) 含量的形成最低温度约需1350℃, 而贝利特矿物 (C2S) 在1200℃以上形成。此外, 贝利特所含Ca O的量为65.1% (质量百分比) , 低于阿利特中73.7%的Ca O含量。因此, 形成贝利特所产生的CO2量, 无论从制备所需的能量还是从其组成中的含钙量分析均比阿利特少。同样, 无水硫铝酸钙由于其形成温度低 (1300℃以上) 和组成中Ca O含量低 (36.8%) , 而与贝利特矿物一样具有节能和低CO2排放的特点, CO2排放量大大低于普通硅酸盐水泥, 同时消耗较少燃煤和石灰石资源, 所配制的混凝土与普通硅酸盐水泥配置的混凝土性能相同。目前, 高贝利特水泥、硫铝酸盐水泥已实现规模化工业生产, 今后可能成为在低碳经济时代引领水泥行业的重要技术途径。

利用电力行业中的废弃物 (粉煤灰、底灰) 、钢铁行业的废渣和混凝土废弃物生产的碱激发水泥已在小范围内非结构工程应用, 但还未在强度要求较高的工程中大规模应用, 其CO2排放量300kg/t, 加上活化剂硅酸钠的碳排放量, 远低于通用水泥的单位排放。

Mg O水泥的主要原料是硅酸镁 (提供Mg O) , 而不是普通硅酸盐水泥中所使用的石灰石, 在我国已有应用, 主要用于农村的非承重结构件。据估算硅酸镁在全球的储量相当大, 但是分布不均匀, 使用前需要加工, 通过低碳低温工艺将硅酸镁转化成氧化镁, 然后加入矿物外加剂以加速强度发展和CO2的吸收。

低钙水泥的应用涉及到一系列的规章制度, 上世纪70年代开发的硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥相比, 硫铝酸盐水泥具有初期水化热高、早期强度高、抗渗性好、耐腐蚀性好、有可控膨胀性和水化液相碱度较低等特种性能, 可减排CO2约30%。但近几年的年使用量一直保持在200万吨左右, 数量较小, 其原因主要是生产成本较高。此外, 国内至今尚未制订出硫铝酸盐水泥混凝土工程设计与施工规范。开发低成本的硫铝酸盐水泥, 有关研究单位和生产单位要与各使用单位密切协作, 争取政府部门的支持, 从速制订出该项规范, 以大幅度扩大硫铝酸盐水泥使用量和生产量, 为减排CO2取得更大成效。

5 未来具有减排潜力的技术开发

5.1 研发应用CO2捕集技术 (CCS) , 大幅消减温室气体排放

关于CO2的捕集与储存技术现已解决, 一些工业实验已取得阶段成果, 但推广应用需资金、政策、法规等一系列配套措施。水泥工业单位产品 (熟料) CO2排放量大, 且总量多, 在今后相当长的时期内, 人们预计水泥还难以被其他的新型材料所取代。开发应用低成本的CO2捕集储存技术是具有现实意义的, 是符合水泥工业的发展需要的。

5.2 加快生物质燃料研发, 实现工业规模应用

生物质燃料是可再生能源, 是近年来国际上开始研究的一种新能源, 生产生物柴油替代石油的生产过程中除了生物质以外还需要CO2, 而水泥生产产生大量的CO2, 从而促发了水泥工业对这项新能源的积极响应, 此项技术国外正在积极进行中。

6 结束语

实现“十二五”计划以及哥本哈根会议上我国承诺的深度碳强度降低行动目标, 需要付出艰苦的努力, 水泥工业将在长时期内面临巨大的CO2减排压力。通过技术进步, 在现有基础上通过调整产业结构, 优化技术, 加大废热利用, 同时发挥水泥在综合利用和合理处置工业、城市废物方面的独特优势, 与冶金、化工、电力等产业联动发展循环经济, 提高资源利用率, 才能有效地控制工业生产过程的温室气体排放, 走出一条低消耗、低排放、高效益、高产出的新型工业化道路。

参考文献

[1]温家宝总理.政府工作报告[N].人民日报, 2011-03-17.

[2]中国建材数量经济监理学会“十一五”时.期水泥产业能源利用情况评述[J].中国水泥, 2011, (1) :30-35.

[3]工业和信息化部关于水泥工业节能减排的指导意见, 工信部第[2010]582号[J].中国水泥, 2011, (1) :9-11.

[4]魏晶.我国水泥余热发电CDM项目综述[J].中国水泥, 2011, (1) :

[5]曾学敏.跨行业、国际化是余热发电两大转36-38.向[N].中国建材报,

[6]周鸿锦.2009年水泥工业统计分析报告[J].2011-03-08.中国水泥, 2010, (3) :10-17.

[7]周鸿锦.十一五水泥行业成绩斐然[J].中国水泥, 2011, (3) :22.

[8]胡宏泰, 朱祖培, 陆纯煊.水泥的制造和应用[M].济南:山东科学技术出版社, 1994.4

低碳经济与我国水泥工业 第9篇

随着全球人口和经济规模的不断增长, 能源使用与生产过程产生的温室效应逐步为人们所认识, 大气中CO2浓度升高带来的全球气候变化已被确认为不争的事实。在此背景下, “低碳经济”、“低碳技术”、“低碳发展”等一系列新概念也就产生了。所谓低碳经济就是以低能耗、低排放、低污染为基础的经济模式, 其实质是提高能源利用效率和创建清洁生产机制, 核心是技术创新和发展循环经济[1]。发展低碳经济对于我国这样一个人均占有资源、能源十分有限的国家来说十分必要。

1997年12月在日本京都召开了气候变化框架条约缔约国第三次会议, 会上把2008~2012年作为减少CO2排放量的目标年, 各国也分别制定了目标值, 主要工业发达国家的CO2等温室气体排放量要在1990年的基础上平均减少5.2%。中国于1998年5月签署并于2002年8月核准了该议定书。2005年2月16日, 《京都议定书》正式生效, 这是人类历史上首次以法规的形式限制CO2等温室气体的排放。

2009年11月25日, 中国政府宣布到2020年单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40%~45%。虽然我国作为发展中国家目前并没有减排的义务, 但我国是仅次于美国的世界上第二大CO2排放国, 此次主动提出减排, 力度还如此之大, 说明了中国通过推广低碳的生产生活方式, 实现可持续发展的决心。

在中央实施“保增长, 扩内需, 调结构”一揽子计划的刺激下, 我国水泥工业克服国际金融危机的不利影响, 总体保持了较好发展势头, 生产快速增长, 经济效益稳定提高, 节能减排成效显著。然而, 产能过剩的矛盾也日益显现, 在中国重要的产业部门中, 除了煤电和钢铁业, 水泥工业是生产过程中CO2排放量最大的产业, 因此, 水泥工业发展低碳经济、促进CO2减排有着举足轻重的作用。

1 我国水泥工业的现状

我国水泥工业近20年来有了很大发展, 经济运行质量明显提高, 科技进步加快, 结构调正取得了很大进展, 特别是新型干法水泥工艺技术与装备的开发, 通过优化设计已形成1 000~10 000t/d高质量生产线系列。2008年全国水泥产量达14亿多吨, 连续24年居世界第一 (详见图1) 。其中先进的、新型干法水泥产量约为8.5亿t, 约占总产量的61%, 2009年新型干法水泥产量可能突破70%, 主要技术经济指标达到国际先进水平, 并进入国际市场, 目前市场占有率已达40%以上。

我国水泥工业虽然发展速度很快, 但总体上与国外先进水平比仍存在一定差距, 表现为行业整体经营粗放, 资源、能源消耗高, 综合利用水平低, 结构不合理, 产品档次低, 落后生产能力比较大, 企业数量多、规模小, 产业集中度低等。

目前我国水泥产能约为19亿t, 其中落后产能约有超过6亿t, 到2009年底新型干法水泥生产线可达1 000条以上。目前在建待建水泥生产线还有560多条, 这些生产线全部建成后, 水泥产能将达到27亿t, 而市场需求约为16亿t, 故产能将严重过剩。2009年9月, 工业和信息化部发出了征求《水泥行业准入条件》的函和印发了《关于抑制产能过剩和重复建设引导水泥产业健康发展的意见》。在相关文件中提出了新建水泥 (熟料) 生产线必须采用新型干法生产工艺。鼓励新线建设配置余热利用、可替代原料、燃料利用等节能减排技术和设施, 以满足节能环保和资源综合利用的要求。一方面政府加强了宏观调控, 另一方面为水泥工业加强节能减排和实现低碳经济提供了政策支持, 出现了构建低碳水泥工业体系的有利形势。

2 水泥生产过程中CO2的排放

2.1 CO2的主要排放源

由图2所知, 在一般硅酸盐水泥生产过程中直接产生CO2的起源中, 主要有生产工艺过程的排放 (CaCO3和MgCO3分解) 、生料煅烧和原料烘干所需煤炭的燃烧反应, 以及生产过程中电力消耗折算的煤耗 (间接产生的CO2) 。另外, 还有一些因素增加了CO2的排放或减少了CO2的排放, 如增加的因素有:生料中的有机炭燃烧、生产中的熟料飞灰和粉尘等所产生的CO2、辅助生产的电力消耗等;减少的因素有:余热发电、余热烘干、采用代用燃料代用钙质原料、添加混合材等。图2所示为我国普通硅酸盐水泥制造过程中CO2主要排放源所占的大致比例。当生产参数不同时CO2排放的比例也会变化, 在产生CO2的主要原因中, 除去碳酸盐分解的因素外, 熟料煅烧煤耗和水泥粉磨电耗是主要因素。

如果按每吨水泥排放0.7tCO2计, 则2008年全国生产14亿t水泥要产生温室气体10亿t, 约占全国CO2总排放量的15%。详细计算CO2排放量时, 要设定许多生产条件并要选用许多CO2排放因子, 可变化因素较多, 常常使得详细计算的准确性受到质疑, 计算结果没有实际意义, 因此对计算方法要很好研究, 目前国内正在制定这方面的标准。一般来说简单估算可以了解一个水泥厂CO2的排放程度, 还能大致了解该厂的生产水平。

应该指出的是, 实现CO2的减排是水泥工业进行产业结构调整、加强生产管理、提高能源、资源利用效率的综合体现, 也是实现中国水泥工业可持续发展的重要保证。CO2的减排不仅是中国水泥工业面临的严峻挑战, 同时也是中国水泥实现技术水平全面提升的重要机遇。

随着水泥产量的增加, 排放的CO2量还要增加, 为此需要高新的科学技术, 在减少传统水泥生产量的同时, 开发环境相容型水泥和环境负荷减少型水泥, 以减少CO2的排放量。为了实现水泥工业节能减排的目标和发展低碳经济, 应该把发展建材经济、节约能源和环境保护进行三位一体平衡, 用综合的观点制定长远战略目标。

2.2 水泥工业的能源消耗与CO2排放

煅烧是水泥工业的核心工艺, 由生料煅烧成熟料需要大量的热量, 此外, 水泥粉磨需要大量的电能。2008年我国每吨水泥综合能耗平均约为115kg标煤, 14亿t水泥约需1.6亿t标准煤炭, 其中含水泥粉磨综合电耗1 400亿kWh, 水泥工业消费煤炭约占全国总消费量的6%。

因煤炭的燃烧反应而产生CO2, 因此煤炭中的固定碳的含量与CO2的排放有很大的关系, 请参看公式 (1) :

在完全燃烧的情况下, 煤质越好固定碳含量越多排放的CO2越多, 如此说来水泥熟料煅烧效率不好、熟料煅烧的热耗越大则排放的的CO2越多。所以应该采用先进的煅烧工艺, 提高熟料烧成的热效率。

燃料包括煤炭、各种燃油和各种燃气等, 石油和天然气单位热量消耗的碳排放量较煤炭低10%~30%, 但由于价格与来源问题, 我国水泥厂几乎均采用煤炭为主要燃料, 燃油为辅 (图3所示为2005年我国水泥工业能源消耗结构) 。我国煤炭资源虽然丰富, 但探明可采资源量只有1 300亿t (2002年数据) , 并且分布不平均, 低挥发份煤和含硫量大的煤较多, 能够用于水泥工业的煤质越来越差, 可供开采年限约70~80年。水泥工业是能源资源消耗较大的产业, 能源问题是循环经济的核心问题, 能否实现循环经济并使其持续下去, 最终还是要取决于能源。

水泥厂所用的电力, 大部分为从国家电网采购的电力 (外购) , 少部分可能为自家发电,

外购电力必需折算出因火力发电而排放的CO2, 因为这是由于生产水泥而排放的。然而当水泥厂采用余热发电时要从全厂总电耗中扣除自家余热发电量。如果不是纯低温余热发电, 则补燃锅炉的煤耗应加在全厂的能源消耗中。

2.3 水泥工业对石灰石的需求与CO2排放

2008年我国水泥的原生态矿产资源及混合材的消耗量共计约20亿t, 大约使用了14亿t石灰石, 因为我国使用废弃物作为石灰质原料的替代率很小, 单从混合材使用量来看, 原料的替代率不足20%。原生态矿产资源主要指石灰石、粘土;混合材主要指矿渣、粉煤灰、火山灰、煤矸石等。

一般石灰石在硅酸盐水泥原料中的配比占80%~85%, 在水泥中约占70% (请参看图4我国水泥制造业2007年矿产资源消耗结构图) , 所以生产水泥需要的石灰石资源是很大的, 虽然我国是一个水泥资源较丰富的国家, 各个地质年代都有石灰岩沉积, 但质量好、规模大的石灰岩矿床往往赋存于一定的层位中, 并且高品位石灰石也不能全部供生产水泥使用, 化工、冶金均需优质石灰石。根据前几年我国探明的可用于水泥生产的石灰石矿物, 储量约450亿t, 可供实际利用的约为250亿t。根据上述石灰石用量估算, 我国现有探明石灰石的储量仅够几十年的使用, 当然石灰石的矿藏可以继续勘探, 但是天然资源走向枯竭和对工业发展的制约因素是严峻的现实。

石灰石中碳酸盐的分解, 是CO2的主要来源, 基于硅酸盐水泥化学原理, 生产制造水泥时会排放很多CO2, 公式 (2) 和 (3) 表示了碳酸盐的分解关系:

水泥工业使用废弃物发展循环经济【2】, 可以减少石灰石的使用量, 是解决这个问题的方法之一。然而为了从根本上解决这一问题, 国内某高校提出要考虑改良水泥原料及相关材料的特性, 开发低碳水泥产品, 使水泥生产过程中CO2的减排达到50%。

2.4 水泥工业的污染与CO2排放

废气排放量2008水泥工业废气一年排放量为50 000亿标准立方米, 约占全国总排放量的16%。废气中除含有大量的粉尘颗粒物外还有SO2、氮氧化物、氟化物等。

粉尘排放量2008年约排放520万t (占全国排放总量的64%) , 折合全国水泥总量的0.5%。废气中排放的粉尘, 特别是熟料飞灰、水泥粉磨时的粉尘等, 具有煅烧分解而排放的CO2, 因此当粉尘排放量较大时, 应该考虑这一因素的CO2排放量。

3 水泥工业发展低碳经济的思路

3.1 提高能源效率, 推广节能减排实用技术

我国落后工艺水泥产量占总产量的30%以上, 落后产能约有5亿t, 所以仍存在着严重的产业结构问题, 表现出整体技术经济指标低、能源效率低。继续加强产业结构调整、淘汰落后产能, 则能有效减少CO2排放量。

我国水泥单位产品平均综合能耗目前比国际先进水平高约40%, 我国新型干法水泥先进的热耗比国外同规模指标高约50kcal/ (kgcl) , 吨水泥电耗比国外高10 (kWh) /t, 一次能源的利用效率比国外先进水平差近7%。提高能源效率, 以较少的能源消耗, 创造更多的物质财富, 不仅对保障能源供给、推进技术进步。提高经济效益有直接影响, 而且也是减少CO2排放的重要手段。

如上述, 在水泥生产过程中CO2的排放源主要有燃料燃烧、CaCO3分解和电耗折算的CO2排放量, 其中以碳酸钙分解排放的CO2最多, 为此在水泥常规生产上除了加强节能减排、推广纯低温余热发电技术之外, 要加强废弃物的利用 (代替石灰质原料和化石类燃料) 和尽可能多的使用混合材, 即用超细粉磨的电石渣、矿渣、钢渣、粉煤灰等废渣代替熟料, 从而较大幅度减少石灰石的用量, 日本太平洋水泥公司的生态水泥【3】, 也是利用了垃圾焚烧灰大量代替石灰石的方法。水泥工业的节能减排与减少CO2排放的目的是一致的, 其实用技术的推荐目录如下, 国内几大水泥设计研究单位, 都可提供这些技术和装备。

(1) 粉磨节能新技术与新装备。

主要内容有:采用大破碎比的锤式破碎机和反击式破碎机、生料辊磨粉磨技术与装备、水泥料床预粉磨与终粉磨技术与装备、细磨矿渣的辊式磨技术、辊式磨粉磨煤粉技术与装备、新型高效选粉机、水泥助磨剂等。

(2) 高效节能熟料烧成技术与装备。

主要内容有:新型高效低阻的预热预分解系统、强化煅烧的两支承短回转窑、新型大推力的煤粉燃烧器、行进式稳流篦式冷却机、高性能耐火衬料等。

(3) 余热利用。

主要内容有:纯低温余热发电技术、烘干兼粉磨的余热利用等。

(4) 计算机与网络信息技术。

主要内容有:在线料流成分及料流流量的计量与控制、水泥生料质量控制、现场总线或集散型的DCS计算机过程控制、生产管理信息系统等。

(5) 电气节能。

主要内容有:提高运行电压和减少配电级数、选用低压损变压器, 进行变频调速等。

(6) 新环保技术。

主要内容有:窑尾采用高性能滤料制作的高浓度、高温型大布袋收尘器、大规模水泥熟料生产线窑尾电收尘器更换为大型布袋收尘器等。

(7) 水泥窑共处置废物。

主要内容有:工业废弃物的水泥窑焚烧处置、污泥的水泥窑焚烧处置、垃圾焚烧灰烧水泥等, 发展循环经济【3】。

(8) 细掺合料技术。

主要内容有:超细粉磨粉煤灰、钢渣、电石渣、煤矸石等废渣, 作为混合材使用, 即废渣资源化技术。

3.2 利用CDM机制开发CO2减排的新技术

清洁发展机制 (CDM) 和碳交易使发达国家可以用较低的成本完成自己的减排义务, 发展中国家又可以从中引入先进的低碳技术, 是一种促进低碳发展的模式。到2008年2月, 我国水泥行业共签订了CDM项目77个, 约1年减排CO2810万t, 主要为余热发电和电石渣配料制水泥项目。

然而我们要注意到, 今后我国可能会受到越来越严厉的制约, 承受更多CO2的减排“义务”, 所以我们要提高自主研发的能力, 可以利用CDM机制、抓住机遇, 加强国际合作, 在促进传统减排CO2的同时, 开发和引进CO2捕获与埋存等领域控制温室气体的新技术, 水泥企业就能为为社会减排CO2承担更大的任务。

现在国内已有人提出了开展生态设计, 利用水泥工厂的碳资源再生制造生物能源的方案, 这其实是捕捉水泥厂排放的CO2, 利用藻类与水泥工业产生的烟道废气进行光合作用, 生产生物能源, 即建立藻类养殖生物反应器, 藻类成熟后可成为生物燃料, 从而控制了CO2的排放。另外, 利用电石渣和窑尾废气合成轻质碳酸钙, 也被认为是一种低碳技术。

3.3 开发非波特兰水泥体系新产品

现在我们生产和使用的水泥, 95%以上都属于硅酸盐水泥, 而硅酸盐水泥在制备过程中要消耗很大的资源和能源、排放出很多污染环境的粉尘和CO2、SO2、NOx等废气, 所以传统水泥也面临着可持续发展的挑战, 因此出现了开发新品种和新体系水泥的新思路, 以达到保护环境的目的。近年来, 非波特兰水泥体系的研究有了一定进展, 非波特兰水泥体系的特种水泥有:硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、铝酸盐水泥和阿利尼特水泥等, 其中硫铝酸盐水泥的原料为低品位矾土、石灰石和石膏, 由于石灰石的配合量低, 所以烧成温度低, CO2排放量也低。氟铝酸盐水泥用于抢修、堵漏等特殊工程, 铝酸盐水泥主要应用在耐火材料方面, 而阿利尼特水泥虽然是一种节能型水泥, 但由于对设备和钢筋有腐蚀, 所以开发前景受到影响。尽管非波特兰水泥体系的水泥还不能大量生产和使用, 但在某些特殊场合可以代替普通水泥发挥很大的作用。

另外, 近年来国内外出现了对碱激发胶凝材料的研究与报导【4】, 称为碱胶凝材料, 主要原料是工业排放的废渣、尾矿、粘土类物料和含碱物质等, 碱的作用是激发原料, 使之具有胶凝性, 并且形成含碱水化物, 因为大部分原料中都含有一定量的钙, 因此不用专门的含钙物质也可以形成胶凝性。采用粉磨、混合等操作加工制造, 不需要高温煅烧, 因此这样的碱胶凝材料具有节能、节约资源、减排CO2的优点, 但这种胶凝材料还不能大量代替具有工业标准的硅酸盐水泥。

4 结言

(1) 低碳经济的实质是提高能源利用效率和发展循环经济。为了解决这个问题和保护地球美好的环境, 人们必需加强科技创新。我国是仅次于美国的世界上第二大CO2排放国, 发展低碳经济对于中国这样一个人均占有资源、能源有限的国家来说十分必要。水泥工业是继煤电和钢铁业之后我国CO2排放量大的产业, 因此水泥工业发展低碳经济、促进CO2减排有着重要的作用。

(2) 在水泥生产过程中CO2的主要排放源有:燃料的碳燃烧、CaCO3分解和电耗折算的CO2排放量, 同时具有许多不确定因素, 因此制定一部CO2排放量计算法很重要。水泥工业发展低碳经济的思路是:

a) 加强产业结构调整, 提高能源效率, 推广节能减排实用技术;

b) 利用CDM机制, 加强国际合作, 开发CO2减排的新技术;

c) 开发非波特兰水泥体系新产品。

(3) 我国水泥工业发展环保型低碳经济势在必行, 水泥工业正在努力实现与资源、环境、经济和社会的全面协调发展, 即从不可持续发展的传统工业向可持续发展的生态工业过渡[5]。增强自主创新能力, 高度重视研发工作, 重点着眼于中长期战略技术的储备, 推广市场现有的低碳技术, 开发新的低碳技术和低碳产品是我们当前的重要工作, 我们期待着水泥工业能为全社会减排CO2作出更大的贡献。

(4) 水泥生产企业可根据本文分析, 研究本企业减排CO2的潜力, 估算本企业排放CO2的数值, 当国家标准CO2排放量计算方法公布后, 可详细计算排放数值, 行业协会或相关组织可建立评价体系。

摘要：大气中CO2浓度升高带来的全球气候变化已逐步为人们所认识, 因此出现了低碳经济新概念。所谓低碳经济就是以低能耗、低排放、低污染为基础的经济模式, 其实质是提高能源利用效率和创建清洁生产机制, 减少CO2等温室气体的排放量。水泥工业是我国工业生产中CO2排放量大的产业, 因此水泥工业发展低碳经济、促进CO2减排有着举足轻重的作用。本文叙述了我国水泥工业的现状、水泥生产中CO2的主要排放源及对环境的影响、减排CO2的重要措施以及科技创新对实现低碳经济的重要作用。

关键词：水泥工业,低碳经济,能源,二氧化碳

参考文献

[1]李亚.实现节能减排, 我国发展环保型低碳经济势在必行[J].能源技术与管理, 2009 (03) .

[2]蒋尔忠崔源声.面向可持续发展的水泥工业[M].北京:化学工业出版社, 2004.28-31.

[3]Yuriko Yamamoto.The Forefront of Cement Production and Industrial Waste Utilization Municipal Waste Unilization System, Eco-Cement Obtaining the Japanese Industrial Stundards[J].Cement&Concrete, Japan.2002, Aug.No.666:9-17.

[4]杨南如.一类新的胶凝材料.水泥技术[J].2004, 3:11-14.

低碳技术商业化风险探讨 第10篇

(一) 低碳技术的概念及分类

低碳技术是指涉及电力、交通、建筑、冶金、化工、石化等部门以及在可再生能源及新能源、煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发、二氧化碳捕获与埋存等领域开发的有效控制温室气体排放的新技术[1]。

根据低碳技术进化程度以及与现有环境匹配度, 低碳技术域可以确定为碳吸收和固定技术、节能减排技术和清洁能源技术三类。碳吸收和固定技术是末端处理技术, 是在现有生产技术体系和CO2产生的前提下, 通过各种手段试图降低大气中碳含量的技术, 包括二氧化碳捕集、利用与封存技术、生物固碳技术和固碳工程技术 (如将CO2用于制作碳酸饮料技术) 。节能减排技术是指涉及高能耗、高排放领域的能源高效使用和降低碳排放的技术和工艺, 包括建筑、交通、工业等方面的高效节能型建筑技术、高效发光技术、高效电网传输技术、超燃烧系统技术、超时空能源利用技术、高效火力与天然气发电技术、热电联供技术等。清洁能源技术具有无碳排放的特征, 是对化石能源的彻底取代, 包括风力发电技术、太阳能发电技术、水力发电技术、地热供暖与发电技术、生物质燃料技术、核能技术等可再生能源和新能源技术。三种低碳技术都具有碳减排属性的共同点, 都强调技术的健康和环保, 能够对二氧化碳的排放、能源安全以及资源的有效利用带来巨大的积极影响。

(二) 低碳技术的特点

1、低碳技术具有动态发展特点

随着时间推移和科技进步, 低碳技术体系在不断发展、变化。之前公认的低碳技术只有清洁能源技术和减排技术, 现在其内涵扩展到二氧化碳捕集、利用与封存技术、生物固碳技术和节约碳源及能效技术等, 其外延也从低碳技术本身延伸到低碳工艺与设备、低碳管理技术等。

2、低碳技术具有节能减排特点

BP中国碳排放计算器提供的资料[2]:节约1升汽油=减排2.3千克“二氧化碳”=减排0.627千克“碳”;节约1升柴油=减排2.63千克“二氧化碳”=减排0.717千克“碳”;节约1度电=节约0.4千克标准煤=减排0.997千克“二氧化碳”=减排0.272千克“碳”。可见, 低碳技术是以高效能、高效率和低能耗、低污染为基本特征的节能减排环保技术。

3、低碳技术负载经济价值[3]

低碳技术的经济价值可能是显性的、货币化的, 也可能是隐性的、非货币化的。低碳技术的经济价值主要体现在内部价值、直接外部价值和间接外部价值三方面。内部价值专指低碳技术开发者或低碳产品生产者获得的效益;直接外部价值是指低碳技术使用者和低碳产品消费者获得的效益;间接外部价值是指未使用低碳技术 (产品) 者获得的效益, 属于低碳技术的外部效应。

4、低碳技术负载伦理价值[3]

自然界各部分紧密相连, 地球表面不同区域相互影响。在不加控制的情况下, 点污染会发展为面污染, 局部气候恶化会逐渐影响全球。低碳技术可以预防、治理和减少碳污染, 改善气候及生态环境, 从而实现人与自然的协调发展, 为子孙后代留下一个健康绿色的地表自然, 其负载着伦理价值。

二、低碳技术商业化过程

低碳技术商业化是指通过低碳技术研发将低碳产品、低碳工艺或低碳技术服务成功地推向市场并获得经济、社会、环保效益的行为。低碳技术商业化是一个连续、复杂、长期的过程, 其遵循一般技术商业化轨迹。国内外学者根据各自的研究需要, 将技术商业化的过程划分为不同的阶段[4,5,6,7,8,9], 如表1所示。虽然阶段划分方法不尽相同, 但阶段的主线基本一致, 即遵循技术开发产品开发产能开发市场开发的路径。

三、低碳技术商业化风险类别

低碳技术成果转化具有高风险性, 风险性来源于低碳技术发展的动态性、战略的先导性、资金的高投入性和市场的竞争性等。从公司运作流程的角度看, 低碳技术商业化风险可归纳为战略风险、运作风险和基础风险三类, 如图1所示。

(一) 战略风险

战略风险即决策风险。决策风险具有放大效应, 无论是市场机遇还是陷阱, 都会使经营收益或损失扩大若干倍。低碳商业化决策是涉及全局性的活动, 若缺乏全局观念或战略意识, 就很容易作出错误决策。譬如, 忽视环保产业政策、错失战略良机或低碳技术市场定位错误都会造成巨大经济损失。

(二) 运作风险

低碳技术运作风险主要包括低碳技术风险和低碳市场风险。

1、低碳技术风险。

主要来源于: (1) 低碳技术尚未完全成熟, 实施时才发现许多技术问题还未完全解决; (2) 现有生产设备、生产体系、人才结构和低碳技术不兼容; (3) 低碳技术前景不明朗, 投资者对其继续投资缺乏信心; (4) 低碳技术交易、低碳技术转移困难或失败; (5) 技术人才低碳创新能力匮乏, 低碳成果转化困难; (6) 低碳技术效果 (包括经济和社会方面) 难以估量; (7) 低碳技术水平偏低、科技含量不高, 容易被竞争对手模仿或被其他技术替代。

2、低碳市场风险。

主要来源于:A.低碳技术市场尚未成熟。尽管低碳概念已经深入人心, 但由于价格过高等现实因素, 低碳产品目前还难以找到确切用户;B.市场可能拒绝或滞后接受低碳技术成果。低碳成果投放市场时间和顾客有效需求存在时滞导致投资回收困难;C.低碳技术市场不确定因素很多, 加上缺乏相关历史数据难以对低碳技术市场进行定量分析、低碳技术市场规模难以预测、市场成长速度难以预料;D.低碳技术市场和传统技术市场的竞争难以预测。

(三) 基础风险

低碳技术商业化基础风险主要包括低碳技术组织风险、人才风险、资金风险、信息风险和环境风险。

1、组织风险。

低碳技术成果转化要求建立与之相适应的组织架构。有效的组织体系可以优化整合低碳技术商业化所需资源, 而不适应的组织架构可能会导致资源内耗及配置失衡, 最终商业化失败。

2、人才风险。

低碳技术商业化需要大批具备相关专业知识和技巧的管理人才和技术人才, 否则, 低碳技术商业化将难以成功。

3、资金风险。

。低碳技术商业化各阶段都离不开资金链支持。资金不足会导致低碳项目的放弃、项目流产或项目进展受阻。

4、信息风险。

信息收集、处理能力不足, 对客户需求等外部信息缺乏有效的收集、分析、整理将会导致低碳技术商业化决策失误以及随后的经济损失。

5、环境风险。

环境风险包括政治风险和社会风险等。环保法律法规的限制可能会使某些技术成果无法投入生产, 致使整个技术成果转化失败;消费者对新技术、新产品可能存在心理抵触。

四、低碳技术商业化风险分布

从市场的角度看, 企业更加关注低碳技术的技术风险、市场风险和资金风险等主要风险。在低碳技术商业化过程中, 技术风险、资金风险、市场风险具有特定的发布特点, 如图2所示。

1、技术风险:低碳技术风险的分布呈总体递减趋势, 进入产品开发阶段后, 低碳技术不确定性会越来越低, 因技术失败给低碳技术商业化带来的风险也将越来越小。

2、资金风险:资金风险大小主要取决于低碳技术与市场的适配性、低碳过程控制与管理、低碳营销能力等。低碳技术开发基本完成至生产能力建设阶段, 资金投入将随着产品开发、生产设备置备大幅度提升, 因市场不确定性给投资带来的风险增大。产能开发完毕, 基础设施投资也结束。之后, 技术、产品前景因市场开发而明晰, 资金风险也相应下降。

3、市场风险:低碳技术开发阶段市场风险并没有显现, 市场潜在需求与低碳技术性能都存在很多不确定性。市场风险随着低碳产品开发进程增大。一旦进入低碳市场开发阶段, 商业化主体在外要面对低碳产品与市场需求适配性风险以及同类产品竞争风险, 在内要面对市场开拓 (扩张) 等低碳经营风险, 该阶段的市场风险最大。即使在市场扩张阶段之后, 市场方面还会有许多不确定因素 (如市场判断失误) , 这些都有可能导致低碳成果商业化前功尽弃。

参考文献

[1]金起文, 于海珍.构建发展低碳经济的技术支撑体系[N].光明日报, 2010-03-15 (, 11) .

[2]山西低碳网.节能减排的计算方法[EB/OL].http://www.sxdi-tan.com.

[3]钟书华.绿色技术[J].科技前沿, 2002 (, 02) :36.

[4]Vijay K.Jolly.从创意到市场—新技术的商业化[M].张作义等, 译.北京:清华大学出版社, 2001.

[5]Joseph P.Martino.A review of selected recent advances in tech-nological forecasting[J].Technological Forecasting and SocialChange, 2003 (08) :719-733.

[6]眭振南, 王贞萍.科研成果转化评估[M].上海财经大学出版社, 1998.

[7]孟燕.对科技成果转化系统的分析和思考[J].中国科技论坛, 2000 (, 04) :33-35.

[8]陈通, 田红坡.高新技术产业化路径实证研究[J].科学学与科学技术管理, 2001 (, 09) :66.

[9]杨壬飞, 仝允桓.新技术商业化及其评价的研究综述[J].科学学研究, 2004 (, S1) :82-88.