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2018年中國水泥余熱發電行業發展現狀及行業發展趨勢分析[圖]

2020年01月06日 13:40:15字號:T|T

    一、水泥余熱發電行業發展現狀分析

    隨著水泥行業的發展,發達國家水泥工業節能技術水平發展很快,低溫余熱在水泥生產過程中被回收利用,水泥熟料熱能利用率已有較大的提高。但我國由于節能技術、裝備水平的限制和節能意識影響,在窯爐工業企業中仍有大量的中、低溫廢氣余熱資源未被充分利用,能源浪費現象仍然十分突出。

    新型干法水泥熟料生產企業中由窯頭熟料冷卻機和窯尾預熱器排出的350℃左右廢氣,其熱能大約為水泥熟料燒成系統熱耗量的35%,低溫余熱發電技術的應用,可將排放到大氣中占熟料燒成系統熱耗35%的廢氣余熱進行回收,使水泥企業能源利用率提高到95%以上。項目的經濟效益十分可觀。

    我國是世界水泥生產和消費的大國,近年來新型干法水泥生產發展迅速,技術、設備、管理等方面日漸成熟。目前國內已建成運行了大量2000t/d以上熟料生產線,新型干法生產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對電能的消耗和依賴依然強勁,因此,新型干法水泥總量的增長對水泥工業用電總量的增長起到了推動作用,一定程度上加劇了電能的供應緊張局面。而目前國內運行的新型干法水泥熟料生產線采用余熱發電技術來節能降耗的企業極少,再者,國內由于經濟潛力增長加劇了電力短缺的矛盾,刺激了煤電項目的增長,一方面煤電的發展會加速煤炭這種有限資源的開采、消耗,另一方面煤電生產產生大量的CO2等溫室氣體,加劇了對大氣的環境污染。因此在水泥業發展余熱發電項目是行業及國家經濟發展的必然。此外,為了提高企業的市場競爭力,擴大產品的盈利空間,國內的許多水泥生產企業在建設熟料生產線的同時,也紛紛規劃實施余熱發電項目。

    隨著世界經濟快速發展、新型節能技術的推廣應用,充分利用有限的資源和發展水泥窯余熱發電項目已經成為水泥業發展的一種趨勢,也完全符合國家產業政策。

    水泥行業耗能約占建材行業耗能75%余熱資源豐富

    21世紀以來,中國經濟的快速發展以及城市化的推進,推動了基建建設和房地產行業的發展。而大量基建設施和房地產建設,極大的提升了市場對水泥的需求量,數據顯示,盡管近年來在環保趨嚴,水泥去產能;房地產進入存量時代;基建投資放緩等因素的推動下,我國水泥的產量和消費量增速有所放緩,但我國仍然是全球最大的水泥生產和消費國。智研咨詢發布的《2020-2026年中國水泥余熱發電行業市場消費調查及市場供需預測報告》數據顯示:2018年水泥生產量達到22.17億噸,較2017年下降1.40億噸;水泥熟料產量達到12.60億噸,占比56.83%。

    2012-2018年中國水泥產量情況(單位:億噸)

數據來源:公開資料整理

    2012-2018年中國水泥熟料產量情況(單位:億噸)

數據來源:公開資料整理

    水泥余熱是指在水泥生產過程中由窯頭熟料冷卻機和窯尾預熱器排掉的350℃以下廢氣,其熱量約占水泥熟料燒成系統總熱耗量的30%以上,充分利用這部分低溫廢氣進行余熱發電改造,已經成為目前國內水泥工業節能降耗的有效途徑之一。按照2018年水泥行業消耗2.43億噸標準煤計算,2018年可回收利用的水泥余熱資源至少達0.73億噸標準煤,水泥余熱資源十分豐富。

    2018年水泥行業耗能占比情況

數據來源:公開資料整理

    2018年水泥行業可回收余熱情況(單位:億噸標準煤)

數據來源:公開資料整理

    國務院辦公廳發布的《關于促進建材工業穩增長調結構增效益的指導意見》(國辦發〔2016〕34號)提出了建材行業發展目標任務,要求到2020年再壓減一批水泥熟料和平板玻璃產能,進一步提升節能減排和資源綜合利用水平。

    建材行業作為僅次于冶金、化工的第三大耗能大戶,占全國總能耗的7%左右。建材行業能源消耗主要集中在水泥、玻璃、陶瓷等傳統產業。其中,水泥行業是傳統的高耗能產業,其耗能達到了建材行業耗能的75%,能量消耗巨大,節能減排任務艱巨。

    水泥余熱是指水泥企業在生產過程中由窯頭熟料冷卻機和窯尾預熱器排放的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總熱量的35%左右,按照2018年水泥行業耗能約為2.43億噸標準煤,當年可回收利用的水泥余熱資源約為0.85億噸標準煤,水泥余熱資源十分豐富。對水泥窯余熱資源進行回收利用成為水泥業發展的一種趨勢,也完全符合國家的節能減排產業政策。

    水泥余熱發電是一項將水泥窯中低溫廢氣余熱轉化為電能的節能技術,是水泥余熱回收利用的主要方式,可有效提高水泥生產過程中的能源利用效率,降低能源消耗,減輕環境污染。一家水泥公司負責人表示,公司共投產純低溫余熱發電機組31臺(套),總裝機容量超過297兆瓦,累計發電16.4億千瓦時,相當于節約標煤59萬多噸,減少二氧化碳排放150多萬噸。這對公司資源綜合利用、提高經濟效益具有重大意義。

    目前,我國水泥余熱發電在技術、裝備、發電效率等領域都達到了國際先進水平,隨著水泥行業集中度不斷提升,水泥余熱發電效益也將不斷提升。從國內市場看,水泥余熱發電普及率相對較高,并開始將目標轉向海外市場。從全球看,除日本外,其他國家和地區的普及率較低,且技術水平及設施裝備較為落后。因此,我國水泥余熱發電有可能憑借較強的競爭優勢快速進入海外市場。

    隨著節能減排政策的繼續推進及余熱發電技術的不斷進步,作為國家大力鼓勵發展的領域,余熱發電市場大有可為。大連易世達新能源發展股份有限公司(以下簡稱易世達)近日發布的2018年年報也顯示了這一趨勢:2018年,其營業收入1.52億元,同比增長35.12%;歸屬于上市公司股東的凈利潤3669萬元,同比增長113.88%,實現了經營業績的扭虧為盈。對于業績快速增長的原因,易世達表示,報告期內,部分停滯項目達到收入確認條件,公司余熱發電工程業務營業收入增加。

    二、水泥余熱發電行業發展趨勢分析

    水泥余熱發電效益可觀未來打造智能化余熱發電系統將成趨勢

    水泥余熱發電是指直接對水泥窯在熟料煅燒過程中窯頭窯尾排放的余熱廢氣進行回收,通過余熱鍋爐產生蒸汽帶動汽輪發電機發電,是水泥余熱回收利用的主要方式。而實際也證明水泥余熱發電具有非常可觀經濟效益和社會效益:一條日產5000噸水泥熟料生產線每天可利用余熱發電21-24萬度,可解決約60%的熟料生產自用電,產品綜合能耗可下降約18%,每年節約標準煤約2.5萬噸,減排二氧化碳約6萬噸。因此如何提高水泥余熱回收利用率成為了當前水泥行業節能環保重要發展方向。

    水泥余熱發電效益如此可觀,因此如何提高水泥余熱回收利用率成為了當前水泥行業節能環保重要發展方向。而在當前人工智能正在成為全球各行業工業智能化發展方向的大背景下,通過打造智能化回收和發電系統將成為提高水泥余熱回收利用的重要方式。

    根據中國目前工業制造行業打造的智慧工廠模板,結合水泥行業實際情況,水泥余熱發電系統智能化一定是在數字化發電系統的基礎上,利用物聯網的技術和設備監控技術,加強信息管理和服務;掌握生產流程、提高生產過程的可控性、減少人工干預、及時正確地采集生產過程數據,從而最大限度的確保余熱發電系統安全、經濟、高效運行。

    因此首先就是優化控制策略,實現APS技術的運用。通過優化保證控制系統的穩定性、可靠性、實時性、安全性,并實現APS技術有序的向各個設備或系統發出啟動或自動停運的指令。 

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