2018年中國(guó)水泥余熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析[圖]

    一、水泥余熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

    隨著水泥行業(yè)的發(fā)展，發(fā)達(dá)國(guó)家水泥工業(yè)節(jié)能技術(shù)水平發(fā)展很快，低溫余熱在水泥生產(chǎn)過(guò)程中被回收利用，水泥熟料熱能利用率已有較大的提高。但我國(guó)由于節(jié)能技術(shù)、裝備水平的限制和節(jié)能意識(shí)影響，在窯爐工業(yè)企業(yè)中仍有大量的中、低溫廢氣余熱資源未被充分利用，能源浪費(fèi)現(xiàn)象仍然十分突出。

    新型干法水泥熟料生產(chǎn)企業(yè)中由窯頭熟料冷卻機(jī)和窯尾預(yù)熱器排出的350℃左右廢氣，其熱能大約為水泥熟料燒成系統(tǒng)熱耗量的35%，低溫余熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，可將排放到大氣中占熟料燒成系統(tǒng)熱耗35%的廢氣余熱進(jìn)行回收，使水泥企業(yè)能源利用率提高到95%以上。項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

    我國(guó)是世界水泥生產(chǎn)和消費(fèi)的大國(guó)，近年來(lái)新型干法水泥生產(chǎn)發(fā)展迅速，技術(shù)、設(shè)備、管理等方面日漸成熟。目前國(guó)內(nèi)已建成運(yùn)行了大量2000t/d以上熟料生產(chǎn)線，新型干法生產(chǎn)線與其他窯型相比在熱耗方面有顯著的降低，但新型干法水泥生產(chǎn)對(duì)電能的消耗和依賴依然強(qiáng)勁，因此，新型干法水泥總量的增長(zhǎng)對(duì)水泥工業(yè)用電總量的增長(zhǎng)起到了推動(dòng)作用，一定程度上加劇了電能的供應(yīng)緊張局面。而目前國(guó)內(nèi)運(yùn)行的新型干法水泥熟料生產(chǎn)線采用余熱發(fā)電技術(shù)來(lái)節(jié)能降耗的企業(yè)極少，再者，國(guó)內(nèi)由于經(jīng)濟(jì)潛力增長(zhǎng)加劇了電力短缺的矛盾，刺激了煤電項(xiàng)目的增長(zhǎng)，一方面煤電的發(fā)展會(huì)加速煤炭這種有限資源的開(kāi)采、消耗，另一方面煤電生產(chǎn)產(chǎn)生大量的CO2等溫室氣體，加劇了對(duì)大氣的環(huán)境污染。因此在水泥業(yè)發(fā)展余熱發(fā)電項(xiàng)目是行業(yè)及國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然。此外，為了提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)大產(chǎn)品的盈利空間，國(guó)內(nèi)的許多水泥生產(chǎn)企業(yè)在建設(shè)熟料生產(chǎn)線的同時(shí)，也紛紛規(guī)劃實(shí)施余熱發(fā)電項(xiàng)目。

    隨著世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、新型節(jié)能技術(shù)的推廣應(yīng)用，充分利用有限的資源和發(fā)展水泥窯余熱發(fā)電項(xiàng)目已經(jīng)成為水泥業(yè)發(fā)展的一種趨勢(shì)，也完全符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策。

    水泥行業(yè)耗能約占建材行業(yè)耗能75%余熱資源豐富

    21世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及城市化的推進(jìn)，推動(dòng)了基建建設(shè)和房地產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展。而大量基建設(shè)施和房地產(chǎn)建設(shè)，極大的提升了市場(chǎng)對(duì)水泥的需求量，數(shù)據(jù)顯示，盡管近年來(lái)在環(huán)保趨嚴(yán)，水泥去產(chǎn)能；房地產(chǎn)進(jìn)入存量時(shí)代；基建投資放緩等因素的推動(dòng)下，我國(guó)水泥的產(chǎn)量和消費(fèi)量增速有所放緩，但我國(guó)仍然是全球最大的水泥生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)。智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國(guó)水泥余熱發(fā)電行業(yè)市場(chǎng)消費(fèi)調(diào)查及市場(chǎng)供需預(yù)測(cè)報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示：2018年水泥生產(chǎn)量達(dá)到22.17億噸，較2017年下降1.40億噸；水泥熟料產(chǎn)量達(dá)到12.60億噸，占比56.83%。

    2012-2018年中國(guó)水泥產(chǎn)量情況（單位：億噸）

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理

    2012-2018年中國(guó)水泥熟料產(chǎn)量情況（單位：億噸）

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    水泥余熱是指在水泥生產(chǎn)過(guò)程中由窯頭熟料冷卻機(jī)和窯尾預(yù)熱器排掉的350℃以下廢氣，其熱量約占水泥熟料燒成系統(tǒng)總熱耗量的30%以上，充分利用這部分低溫廢氣進(jìn)行余熱發(fā)電改造，已經(jīng)成為目前國(guó)內(nèi)水泥工業(yè)節(jié)能降耗的有效途徑之一。按照2018年水泥行業(yè)消耗2.43億噸標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算，2018年可回收利用的水泥余熱資源至少達(dá)0.73億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，水泥余熱資源十分豐富。

    2018年水泥行業(yè)耗能占比情況

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    2018年水泥行業(yè)可回收余熱情況（單位：億噸標(biāo)準(zhǔn)煤）

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    國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)建材工業(yè)穩(wěn)增長(zhǎng)調(diào)結(jié)構(gòu)增效益的指導(dǎo)意見(jiàn)》（國(guó)辦發(fā)〔2016〕34號(hào)）提出了建材行業(yè)發(fā)展目標(biāo)任務(wù)，要求到2020年再壓減一批水泥熟料和平板玻璃產(chǎn)能，進(jìn)一步提升節(jié)能減排和資源綜合利用水平。

    建材行業(yè)作為僅次于冶金、化工的第三大耗能大戶，占全國(guó)總能耗的7%左右。建材行業(yè)能源消耗主要集中在水泥、玻璃、陶瓷等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。其中，水泥行業(yè)是傳統(tǒng)的高耗能產(chǎn)業(yè)，其耗能達(dá)到了建材行業(yè)耗能的75%，能量消耗巨大，節(jié)能減排任務(wù)艱巨。

    水泥余熱是指水泥企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中由窯頭熟料冷卻機(jī)和窯尾預(yù)熱器排放的350℃以下不能被完全利用的廢熱氣，其熱量一般約占水泥熟料燒成系統(tǒng)總熱量的35%左右，按照2018年水泥行業(yè)耗能約為2.43億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，當(dāng)年可回收利用的水泥余熱資源約為0.85億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，水泥余熱資源十分豐富。對(duì)水泥窯余熱資源進(jìn)行回收利用成為水泥業(yè)發(fā)展的一種趨勢(shì)，也完全符合國(guó)家的節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)政策。

    水泥余熱發(fā)電是一項(xiàng)將水泥窯中低溫廢氣余熱轉(zhuǎn)化為電能的節(jié)能技術(shù)，是水泥余熱回收利用的主要方式，可有效提高水泥生產(chǎn)過(guò)程中的能源利用效率，降低能源消耗，減輕環(huán)境污染。一家水泥公司負(fù)責(zé)人表示，公司共投產(chǎn)純低溫余熱發(fā)電機(jī)組31臺(tái)(套)，總裝機(jī)容量超過(guò)297兆瓦，累計(jì)發(fā)電16.4億千瓦時(shí)，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤59萬(wàn)多噸，減少二氧化碳排放150多萬(wàn)噸。這對(duì)公司資源綜合利用、提高經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。

    目前，我國(guó)水泥余熱發(fā)電在技術(shù)、裝備、發(fā)電效率等領(lǐng)域都達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，隨著水泥行業(yè)集中度不斷提升，水泥余熱發(fā)電效益也將不斷提升。從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)看，水泥余熱發(fā)電普及率相對(duì)較高，并開(kāi)始將目標(biāo)轉(zhuǎn)向海外市場(chǎng)。從全球看，除日本外，其他國(guó)家和地區(qū)的普及率較低，且技術(shù)水平及設(shè)施裝備較為落后。因此，我國(guó)水泥余熱發(fā)電有可能憑借較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)快速進(jìn)入海外市場(chǎng)。

    隨著節(jié)能減排政策的繼續(xù)推進(jìn)及余熱發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步，作為國(guó)家大力鼓勵(lì)發(fā)展的領(lǐng)域，余熱發(fā)電市場(chǎng)大有可為。大連易世達(dá)新能源發(fā)展股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱易世達(dá)）近日發(fā)布的2018年年報(bào)也顯示了這一趨勢(shì)：2018年，其營(yíng)業(yè)收入1.52億元，同比增長(zhǎng)35.12%；歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)3669萬(wàn)元，同比增長(zhǎng)113.88%，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)的扭虧為盈。對(duì)于業(yè)績(jī)快速增長(zhǎng)的原因，易世達(dá)表示，報(bào)告期內(nèi)，部分停滯項(xiàng)目達(dá)到收入確認(rèn)條件，公司余熱發(fā)電工程業(yè)務(wù)營(yíng)業(yè)收入增加。

    二、水泥余熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析

    水泥余熱發(fā)電效益可觀未來(lái)打造智能化余熱發(fā)電系統(tǒng)將成趨勢(shì)

    水泥余熱發(fā)電是指直接對(duì)水泥窯在熟料煅燒過(guò)程中窯頭窯尾排放的余熱廢氣進(jìn)行回收，通過(guò)余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽帶動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，是水泥余熱回收利用的主要方式。而實(shí)際也證明水泥余熱發(fā)電具有非?？捎^經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益：一條日產(chǎn)5000噸水泥熟料生產(chǎn)線每天可利用余熱發(fā)電21-24萬(wàn)度，可解決約60%的熟料生產(chǎn)自用電，產(chǎn)品綜合能耗可下降約18%，每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約2.5萬(wàn)噸，減排二氧化碳約6萬(wàn)噸。因此如何提高水泥余熱回收利用率成為了當(dāng)前水泥行業(yè)節(jié)能環(huán)保重要發(fā)展方向。

    水泥余熱發(fā)電效益如此可觀，因此如何提高水泥余熱回收利用率成為了當(dāng)前水泥行業(yè)節(jié)能環(huán)保重要發(fā)展方向。而在當(dāng)前人工智能正在成為全球各行業(yè)工業(yè)智能化發(fā)展方向的大背景下，通過(guò)打造智能化回收和發(fā)電系統(tǒng)將成為提高水泥余熱回收利用的重要方式。

    根據(jù)中國(guó)目前工業(yè)制造行業(yè)打造的智慧工廠模板，結(jié)合水泥行業(yè)實(shí)際情況，水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)智能化一定是在數(shù)字化發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)，加強(qiáng)信息管理和服務(wù)；掌握生產(chǎn)流程、提高生產(chǎn)過(guò)程的可控性、減少人工干預(yù)、及時(shí)正確地采集生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)，從而最大限度的確保余熱發(fā)電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行。

    因此首先就是優(yōu)化控制策略，實(shí)現(xiàn)APS技術(shù)的運(yùn)用。通過(guò)優(yōu)化保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、實(shí)時(shí)性、安全性，并實(shí)現(xiàn)APS技術(shù)有序的向各個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)或自動(dòng)停運(yùn)的指令。