四川省陶瓷行業(yè)減污降碳路徑分析和對策建議

  目前,我國生態(tài)文明建設面臨實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境根本瓷行業(yè)以占建材行業(yè)碳排放8.2%左右的比例,成為建好轉(zhuǎn)和碳達峰碳中和兩大戰(zhàn)略任務,協(xié)同推進減污降材行業(yè)中僅次于水泥和磚瓦的第三大建材工業(yè)行業(yè)碳碳是我國經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的必然選擇。四排放源。

  川省陶瓷行業(yè)作為溫室氣體排放量僅次于水泥和平板從不同能源品種碳排放貢獻看,近年來四川省陶玻璃建材行業(yè),推動四川省陶瓷行業(yè)減污降碳協(xié)同治瓷行業(yè)重點用能單位碳排放量呈逐年增加趨勢。2021理,綠色低碳發(fā)展既是主動適應市場國際化趨勢和供年內(nèi)全省陶瓷行業(yè)重點用能單位碳排放量較2019年需結(jié)構(gòu)調(diào)整,提升競爭力與影響力的內(nèi)在要求,也是積增幅達20.82%,主要涉及煤、天然氣、電力、柴油消費極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和、建設美麗四川的必然要求。產(chǎn)生的溫室氣體排放。燃煤碳排放量呈逐年遞增趨勢,增加幅度為10.68%;天然氣消費碳排放量增加幅

  1四川省陶瓷行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀度為29.49%;電力消費間接碳排放量增加幅度為27.27%。2019~2021年陶瓷行業(yè)企業(yè)單位產(chǎn)品產(chǎn)量碳1.1陶瓷行業(yè)區(qū)域布局及產(chǎn)能情況排放量增加幅度為2.88%。近年來,主要是以夾江為從區(qū)域布局看,2020年四川省陶瓷行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)代表的陶瓷產(chǎn)區(qū)產(chǎn)能擴張,導致能耗增加。

  共180家,主要分布在樂山、眉山、成都、內(nèi)江等市,41.3污染物排放現(xiàn)狀個城市陶瓷企業(yè)數(shù)占四川省陶瓷企業(yè)數(shù)量的74%,其1.3.1二氧化硫中樂山占34%。從行業(yè)產(chǎn)能看,四川省陶瓷標準產(chǎn)量近年來,四川省陶瓷行業(yè)企業(yè)SO2產(chǎn)生量呈先增為1100萬t左右,其中建筑陶瓷制品制造產(chǎn)量位居全加后減少的趨勢。2015年以來,SO2排放量逐年降省第一,占全省總產(chǎn)量的96.8%;其次為日用陶瓷制品低,SO2去除效率也由2015年的0.72%大幅增加至制造,占全省總產(chǎn)量的2%。2021年的86.19%,單位產(chǎn)品產(chǎn)量SO2排放量由20151.2陶瓷行業(yè)碳排放現(xiàn)狀年的0.36t/萬m2降低至2021年的0.03t/萬m2。

  從四川省及行業(yè)占比情況看,2021年全省陶瓷行1.3.2氮氧化物業(yè)重點用能單位主要為煤、天然氣和電力,陶瓷行業(yè)能近年來,四川省陶瓷行業(yè)企業(yè)氮氧化物產(chǎn)生量呈源活動領(lǐng)域產(chǎn)生的碳排放約占全省碳排放總量的1.先下降后波動上升的趨勢,氮氧化物排放量呈波動下5%,同口徑碳排放約占工業(yè)領(lǐng)域碳排放的2.7%。通降趨勢。隨著污染物排放標準、環(huán)境保護相關(guān)政策的過對建材行業(yè)細分行業(yè)部門碳排放結(jié)構(gòu)進行分析,陶收嚴以及噴霧干燥塔SNCR設施開始普及,因此將陶瓷企業(yè)氮氧化物去除效率由0提升至2021年的24.08%,單位產(chǎn)品產(chǎn)量氮氧化物排放量由2015年的0.41t/萬m2降低至2021年的0.18t/萬m2。

  1.3.3顆粒物

  近年來,四川省陶瓷行業(yè)企業(yè)顆粒物產(chǎn)生量呈波動上升趨勢,其變化趨勢與全省陶瓷行業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量變化趨勢一致。由于除塵技術(shù)和設備的發(fā)展,袋式除塵和濕式靜電除塵技術(shù)得以廣泛應用,陶瓷行業(yè)企業(yè)顆粒物去除效率保持穩(wěn)定增長,由2015年的89.94%提升至2021年的98.94%,單位產(chǎn)品產(chǎn)量顆粒物排放量也由2015年的0.33t/萬m2降低至2021年的0.02t/萬m2,降低幅度高達92.92%。

  1.3.4揮發(fā)性有機物

  近年來,四川省陶瓷行業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物產(chǎn)生量和排放量均呈波動下降趨勢。但陶瓷行業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物去除效率仍較低,2021年其去除效率僅為6.22%。單位產(chǎn)品產(chǎn)量揮發(fā)性有機物排放量由2015年的0.02t/萬m2降低至2021年的0.01t/萬m2。

  2陶瓷行業(yè)減污降碳協(xié)同主要問題

  2.1陶瓷制品生產(chǎn)工序高碳鎖定現(xiàn)象仍然突出

  2021年四川省陶瓷行業(yè)重點用能單位煤消費量仍占能源消費總量的三成,煤消費碳排放量占比也高達40%以上,陶瓷生產(chǎn)過程“高碳鎖定”現(xiàn)象明顯,能源消費結(jié)構(gòu)性問題仍較突出,減污降碳任務仍然艱巨。目前,省內(nèi)絕大部分企業(yè)陶瓷生產(chǎn)過程噴霧干燥塔仍以煤作為熱風機的主要能源,由此導致噴霧干燥制粉工序的能耗約占陶瓷工業(yè)總能耗的10%~20%,僅有少數(shù)企業(yè)進行了噴霧干燥塔“煤改氣”工程。

  2.2燒成窯氮氧化物控制和去除瓶頸尚未突破

  四川省在燒成窯“煤改氣”進程已初顯成效,但陶瓷制品在燒成工序中會有大量NOx產(chǎn)生[1],目前少有企業(yè)對燒成窯產(chǎn)生的NOx進行過程控制或末端處理,且基于對產(chǎn)品質(zhì)量的考慮,大部分企業(yè)未開展燒成窯SCR脫硝末端處理的探索。從過程控制來看,富氧燃燒作為現(xiàn)行較為成熟的NOx過程控制措施,但是在陶瓷行業(yè)燒成過程的應用缺乏樣板,富氧燃燒對陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量影響、成本效益分析、安全性分析等均缺乏相關(guān)工程應用。

  2.3企業(yè)減污降碳推動不平衡、意識不到位

  在污染物排放方面,陶瓷企業(yè)嚴格執(zhí)行GB25464-2010陶瓷工業(yè)污染物排放標準及其修改單,企業(yè)對污染防治相關(guān)的管理制度、基礎(chǔ)設施建設、資金投入、人員配備等方面均具有一定基礎(chǔ)和較高認識。但在溫室氣體控排方面,陶瓷行業(yè)尚未納入全國碳排放核查報告體系,陶瓷企業(yè)對溫室氣體及相關(guān)政策理解不深入、意識不到位,未主動建立能源消費和溫室氣體排放的管理部門和責任人,減污和降碳工作推動不平衡。

  2.4陶瓷行業(yè)減污降碳協(xié)同支撐保障能力不足

  現(xiàn)有陶瓷工業(yè)行業(yè)國標大氣污染物排放限值過于寬松,隨著四川省深入踐行習近平生態(tài)文明思想,加快建設美麗四川工作的推進,全省陶瓷企業(yè)大氣污染排放控制有了較大提高,現(xiàn)行國家標準已不能滿足四川省對陶瓷行業(yè)排污的管控要求,陶瓷行業(yè)減污降碳標準化支撐明顯不足。

  3推動陶瓷行業(yè)減污降碳協(xié)同增效的對策建議

  3.1持續(xù)優(yōu)化陶瓷行業(yè)區(qū)域發(fā)展布局

  (1)明確全省及各地區(qū)陶瓷行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展定位,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局,在建設和發(fā)展過程中充分考慮環(huán)境保護、經(jīng)濟發(fā)展目標要求,將減污降碳協(xié)同增效納入陶瓷行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。

  (2)推行園區(qū)“畝均論英雄”,積極穩(wěn)妥引導企業(yè)推進退城入園,依據(jù)企業(yè)環(huán)境績效、單位面積產(chǎn)值、單位產(chǎn)品產(chǎn)量碳排放量等指標實施企業(yè)兼并重組。

  (3)新、改、擴建陶瓷產(chǎn)業(yè)項目在符合環(huán)境保護法律法規(guī)和相關(guān)法定規(guī)劃的前提下,陶瓷生產(chǎn)線單位產(chǎn)品綜合能耗須達到國家行業(yè)能效標桿水平[2],污染物排放須達到超低排放標準,并預測核算項目年度溫室氣體排放總量,提出碳排放控制方案。

  3.2持續(xù)推動能源消費清潔低碳化

  (1)有序提高天然氣等清潔低碳能源使用比例,新建噴霧干燥塔原則上使用天然氣。推廣電窯爐使用,開展噴霧干燥塔微波干燥技術(shù)可行性論證,逐步減燃煤烘干物料、燃料類煤氣發(fā)生爐等用煤。

  (2)加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)[3],全面提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和靈活性,積極推動電力市場化改革,對改電企業(yè)給予電價優(yōu)惠。

  (3)推進多能高效互補利用,適時適地引入屋頂分

  布式光伏系統(tǒng),降低限電對企業(yè)造成的產(chǎn)品產(chǎn)量下降、爐窯啟停造成的能耗增加等影響。積極推行煙氣余熱高效綜合利用[4]。

  3.3積極實施資源節(jié)約循環(huán)化改造

  (1)充分利用夾江縣全國第二大巖板生產(chǎn)基地經(jīng)驗基礎(chǔ),發(fā)展高端中板、巖板生產(chǎn)線項目,加大薄型陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)占比[5],降低生產(chǎn)過程水耗、能耗,淘汰落后機電設備和工藝設施,提升能效水平。

  (2)推進陶瓷產(chǎn)業(yè)園區(qū)循環(huán)化改造,在不影響陶瓷制品硬度、吸水性、密度等重要物理性能的基礎(chǔ)上,促進低品位陶瓷原料化利用,推廣使用煤矸石、冶金礦渣、玻璃廢料等工業(yè)廢棄物作為陶瓷生產(chǎn)原料。

  (3)實施窯爐節(jié)能低碳化改造,推進窯爐實施寬體化、雙層窯爐、窯爐保溫結(jié)構(gòu)優(yōu)化等改造[6],主要降低燒成窯能耗。

  3.4推進大氣污染防治協(xié)同控制

  (1)充分考慮四川省大氣污染排放現(xiàn)狀以及陶瓷行業(yè)產(chǎn)業(yè)污染物排放特征,開展超低排放改造試點示范,加大陶瓷行業(yè)氮氧化物、揮發(fā)性有機物(VOCs)以及溫室氣體協(xié)同減排力度,提升陶瓷企業(yè)污染物治理水平。

  (2)開展陶瓷工業(yè)VOCs排放特征研究,制定低VOCs含量原輔材料替代實施計劃,試點采用活性炭吸脫附催化燃燒技術(shù)對陶瓷生產(chǎn)過程VOCs進行治理方法。

  (3)在陶瓷原料、陶釉料礦物的開采和粉碎過程中采用濕式作業(yè),或在密閉的環(huán)境下處理原料,拋光、打磨采用噴水濕式作業(yè),減少粉塵擴散,采取視頻監(jiān)控等智能監(jiān)管手段,強化對堆場等無組織排放的監(jiān)控。

  3.5加快先進適用節(jié)能低碳技術(shù)應用

  (1)采用原料均化、高效節(jié)能的粉磨系統(tǒng)、粉料造粒系統(tǒng)、粉料干燥系統(tǒng)、粉塵的捕集系統(tǒng)等先進工藝技術(shù),積極推行干法制粉清潔化技術(shù)[7],減少因噴霧干燥過程而產(chǎn)生的廢水、廢氣排放及低效率能源消費。

  (2)開展以連續(xù)球磨機為代表的球磨機節(jié)能技術(shù)改造,通過同時進出料連續(xù)工作,有效地解決間歇性球磨機產(chǎn)量低、能耗高、污染大等問題短板,減少設備占地面積。

  (3)選用硅灰石、珍珠巖、透輝石等作為原料,推行燒成過程低溫快燒,縮短生產(chǎn)周期有效降低燒成工序能耗。探索開展燒成工序氫能混燒及富氧燃燒可行性論證研究,并適時加以推廣應用。

  3.6提升減污降碳協(xié)同支撐保障能力

  (1)推動成立四川省陶瓷行業(yè)協(xié)會,加強行業(yè)管理,統(tǒng)籌管理全省陶瓷行業(yè)節(jié)能減排、綠色低碳發(fā)展、經(jīng)濟指標和能源消費統(tǒng)計核算等,促進陶瓷行業(yè)規(guī)范化、綠色低碳發(fā)展。

  (2)加強陶瓷行業(yè)減污降碳協(xié)同標準體系建設,加快制定四川省陶瓷工業(yè)大氣污染排放標準、陶瓷行業(yè)企業(yè)溫室氣體核算報告標準等地方標準。

  (3)加強陶瓷行業(yè)減污降碳協(xié)同增效基礎(chǔ)科學和機理研究,依托省內(nèi)高校、科研院所,開展陶瓷生產(chǎn)新技術(shù)、新工藝等減污降碳協(xié)同技術(shù)開發(fā)應用。

  4結(jié)語

  綜上所述,四川省應發(fā)揮清潔能源資源優(yōu)勢,深挖陶瓷行業(yè)節(jié)能降碳技術(shù)改造潛力,以提升資源綜合利用水平為關(guān)鍵、以減污降碳技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動,著力提升陶瓷生產(chǎn)能源消費清潔化、低碳化水平,加快先進適用節(jié)能低碳技術(shù)應用,推進大氣污染物與溫室氣體協(xié)同控制,推動數(shù)字化、智能化生產(chǎn),夯實“西部瓷都”建設基礎(chǔ),全面建設中國(西部)巖板生產(chǎn)基地,確保如期實現(xiàn)行業(yè)碳達峰目標。