環境保護部環境與經濟政策研究中心氣候變化政策研究部副研究員 馮相昭博士
眾所周知工業化改變了人類社會，這種改變把福祉與問題一起帶來。其環境保護工作同時面臨多重嚴峻挑戰。就大氣污染而言，其中除廣泛認知的火力發電和汽車尾氣排放污染外，水泥行業作為一個高污染物排放、高能源消耗、高資源消耗的行業，既是溫室氣體CO2的排放大戶，又是大氣污染物的重要排放源。
“水泥企業的溫室氣體排放與常規大氣污染物具有明顯的同源排放特性。”馮相昭解釋說，水泥行業的CO2主要來自于工藝過程(鈣質原料的分解)和化石燃料的燃燒。水泥行業大氣污染物排放是指在生產過程中(化石燃料燃燒、電力消耗)排放的各種污染物，主要為粉塵顆粒物和NOx等。
“從消費的角度來講，我國水泥行業二氧化氮的排放上占據主導的地位”。馮相昭結合數據向記者說明，全國水泥行業年排放氮氧化物約200萬噸，占全國氮氧化物排放量的10~12%左右，居火力發電和汽車尾氣排放之后的第三位。因此水泥行業的節能減排工作被列為全國節能減排工作的重中之重。
據馮相昭介紹說：“現階段水泥行業脫硝(氮氧化物減排)工作已成為環保硬約束，目前水泥行業的氮氧化物控制技術主要有：高效低氮燃燒器，分級燃燒，選擇性非催化還原(SNCR)和選擇性催化還原(SCR)等幾項技術”。但是馮相昭指出，其潛在不容忽視的是脫硝會增加企業投資、能源消耗、運營成本和熟料生產成本，還可能誘發高能耗、高污染的合成氨行業快速發展。當前，在水泥產能過剩、效益下滑之際，水泥企業希望國家能盡快出臺相關脫硝補償政策或激勵機制，還需要評估氮氧化物減排對合成氨行業的逆向激勵和環境影響。“當然，企業也應加強對脫硝裝備的安全運行和管理，減少費用，同時優化資源和資金配置”，馮相昭說。
出重拳強化氮氧化物減排，在此背景下，馮相昭表示，自“十一五”以來，國家發改委、工信部、環保部和科技部等部委為控制水泥行業的污染物和溫室氣體排放、調整產業結構、提高資源綜合利用率以及能源利用水平，分別出臺了多部涉及水泥行業的政策法規。據馮相昭介紹，具體如調整產業結構，上大壓小，減量替換，嚴禁新建;加強水泥行業的節能減排技術推廣，進一步提高水泥行業的能源利用水平;鼓勵支持水泥窯協同處置城市垃圾和工業廢物，提高資源綜合利用程度，減少城市垃圾填埋和焚燒帶來的排放和能源消耗。此外，馮相昭還提到，各省市地方也分別出臺了相應的法規政策來貫徹執行國家方針，根據各地的實際條件進一步規范了水泥行業的發展。所有這些政策措施對于推動水泥行業節能減排和控制溫室氣體排放提供了一定的制度保障。
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水泥工業是NOx高排放行業，水泥窯爐NOx排放的主要成分是NO和NO2，其中NO占氮氧化合物總量的95%左右，NO2大約為5%左右。NOx主要產生于熟料煅燒過程中空氣中的N2以及煤粉和生料中的含氮化合物的氧化，主要可分為熱力型NOx、燃料型NOx和生料型NOx。熱力型NOx是當燃燒氣體在1600℃以上高溫區有足夠停留時間時，氮分子N2和氧原子O以及氮原子N和氧分子O2化合生成的。燃料氮的化學結合能較低，在600~800℃的較低溫度區就能形成NOx，所以燃料在水泥回轉窯分解爐的燃燒過程中也會產生NOx。燃料中的氮根據火焰回流區的形成情況會產生不同數量的NOx，從而影響總的NOx排放量。當燃燒溫度達到1600℃時，熱力型NOx約為15%~30%，燃料型NOx約為75%。德國近30年的監測結果顯示回轉窯廢氣中NOx排放濃度大約300~2200mg/Nm3。而國內運行的新型干法水泥窯NOx排放濃度尚缺乏系統的統計數據，當采取了一定的脫硝工藝和技術后，平均NOx排放量可以控制在800mg/Nm3以內。