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[關(guān)鍵詞]低碳經(jīng)濟(jì) 石化企業(yè) 節(jié)能減排 可持續(xù)發(fā)展 策略
[中圖分類號(hào)] TE08 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2014)-4-259-1
在我國(guó)進(jìn)入21世紀(jì)以后,我國(guó)無(wú)論從經(jīng)濟(jì)、政治、文化、建設(shè)等方面都了很大的提升。與此同時(shí),所帶來(lái)的環(huán)境污染和資源的浪費(fèi)也非常嚴(yán)重。我國(guó)對(duì)于資源的重視程度和環(huán)境污染重視程度越來(lái)越高,黨的十報(bào)告關(guān)于建設(shè)生態(tài)文明的部署,更進(jìn)一步明確了環(huán)境保護(hù)是生態(tài)文明建設(shè)的主陣地,為了加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè),促進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,推動(dòng)石化企業(yè)提高能源資源利用效率、降低污染物產(chǎn)生和排放強(qiáng)度,促進(jìn)綠色循環(huán)低碳發(fā)展;節(jié)能減排是石化企業(yè)實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展的必然選擇,本文針對(duì)其提出了相關(guān)的建議。
1節(jié)能減排在石化行業(yè)中的重要性
從目前我國(guó)發(fā)展來(lái)看,經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和能源的快速消耗,導(dǎo)致了我國(guó)能源和環(huán)境保護(hù)面臨著巨大的考驗(yàn)。因此,迅速實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,采取節(jié)能減排策略是必然手段。就此以下幾方面闡述人與資源的和諧共處是目前我國(guó)所需要解決的最大問題,
1.1人均資源不足
從目前我國(guó)資源的發(fā)展來(lái)看,我國(guó)人均資源不足。隨著我國(guó)工業(yè)的不斷興起,我國(guó)資源浪費(fèi)和環(huán)境污染變得越來(lái)越嚴(yán)重,導(dǎo)致我國(guó)人均資源出現(xiàn)嚴(yán)重不足的狀態(tài)。我國(guó)主要的資源就是煤炭資源,石油的儲(chǔ)備糧僅是世界儲(chǔ)備量的2%。從2011年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看,我國(guó)人均天然氣、石油、煤炭可采儲(chǔ)量分別是世界平均值的11.1%,3%,46%。從1990年初,我國(guó)石油就已經(jīng)開始從我國(guó)出口轉(zhuǎn)別成其他國(guó)家的進(jìn)口,2011年我國(guó)僅有原有以及達(dá)到了3.0億噸,人均能源消耗處于低谷。如果從動(dòng)態(tài)角度看待能源問題,無(wú)論是已經(jīng)開發(fā)的還是未開發(fā)的資源,都不能夠保障我國(guó)是否擁有充足的能源。
1.2經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不合理 資源消耗過(guò)大
從我國(guó)快速發(fā)展的角度進(jìn)行分析,我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的方式出現(xiàn)不合理的情況,經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不合理,資源消耗強(qiáng)度過(guò)大,導(dǎo)致了社會(huì)生產(chǎn)和生活資源消耗浪費(fèi)嚴(yán)重,環(huán)境污染和生態(tài)平衡遭到課嚴(yán)重的打擊。從2006年我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略報(bào)告來(lái)看,我國(guó)資源能源績(jī)效處于末端位置,我國(guó)能源的利用效率過(guò)低和發(fā)達(dá)國(guó)家有一定的距離。與此同時(shí),因?yàn)槲覈?guó)生態(tài)環(huán)境在不斷的惡化,預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)因?yàn)槿济何廴緦?dǎo)致的疾病所需要付出的金額達(dá)到了4000億美元,占我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的30%,在我國(guó)已經(jīng)出現(xiàn)了工業(yè)化后期的污染公害現(xiàn)象。因此,我國(guó)實(shí)施節(jié)能和減排勢(shì)在必行。
2堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略
改變能源供應(yīng)和生態(tài)環(huán)境對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約,應(yīng)該堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,重視節(jié)能減排工作。在十一五規(guī)劃綱內(nèi)容中,我國(guó)制定了實(shí)現(xiàn)單位GDP能耗下降20%,主要污染物排放量減少10%的目標(biāo)。從我國(guó)總體實(shí)施的情況來(lái)看,節(jié)能減排工作取得巨大的成果和突破。在十二五期間將節(jié)能減排作為調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式的重要工作和突破點(diǎn),將其作為宏觀調(diào)控的總體目標(biāo),動(dòng)員社會(huì)力量,做好降耗和污染減排工作。盡管如此,仍然存在著一定的問題,尤其是針對(duì)石油石化工業(yè)。因此,一定要重視石油不可再生資源,避免石油出現(xiàn)枯竭的現(xiàn)象,采取切實(shí)有效的措施節(jié)能減排,從而提升我國(guó)石油石化企業(yè)資源能源利用效率,改善粗放型經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式,達(dá)到保護(hù)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的意義。
3石化企業(yè)開展節(jié)能減排工作的意義
從石化企業(yè)角度進(jìn)行分析,是技術(shù)性密集、能源密集的行業(yè),同時(shí)也是能源消耗和能源污染的主要來(lái)源。因此,針對(duì)石化企業(yè)進(jìn)行節(jié)能減排是重中之重,同時(shí)也是箭在弦上不得不發(fā)的一項(xiàng)舉措。并且,節(jié)約能源不僅能夠增加產(chǎn)量、降低成本、給予社會(huì)有效共給,同時(shí)能夠從源頭上減少排放量。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)能源降耗的目標(biāo),堅(jiān)持通過(guò)強(qiáng)化管理實(shí)現(xiàn)技能降耗,通過(guò)增量激活存量技術(shù)路線,將節(jié)能降耗作為降低運(yùn)行成本,提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)的重要工作。成立技能管理辦公室,明確節(jié)能管理業(yè)務(wù)機(jī)構(gòu),設(shè)立專職節(jié)能管理職位,制定并且實(shí)施相關(guān)的中國(guó)石化節(jié)能目標(biāo)機(jī)制考核策略,將耗能指標(biāo)納入到各個(gè)單位的負(fù)責(zé)的績(jī)效考核中,實(shí)行節(jié)能工作問責(zé)機(jī)制。
從微觀角度進(jìn)行分析,石化企業(yè)應(yīng)該推進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排藝術(shù)技術(shù)創(chuàng)新,加大環(huán)保投入。遵循和諧發(fā)展,共享未來(lái)的理念,樹立和周邊友好和諧、和社會(huì)友好和諧、和環(huán)境友好和諧的宗旨,圍繞著轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力目標(biāo),提升節(jié)能減排的工作水平,形成高利用型的內(nèi)部產(chǎn)業(yè)鏈。從整體上實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約,保護(hù)環(huán)境和提升經(jīng)濟(jì)效益的雙贏政策,履行國(guó)有企業(yè)的社會(huì)責(zé)任。
4石化企業(yè)節(jié)能減排工作策略分析
石化企業(yè)的廢氣、污染物、能源的消耗居于首位,成為了我國(guó)首要節(jié)能排污的重點(diǎn)整治企業(yè)。因此,加快石化企業(yè)污染物的整治力度和和進(jìn)步變得異常重要。就此,從以下幾個(gè)方面提出了相關(guān)建議。
4.1強(qiáng)化節(jié)能減排的重要性
節(jié)能減排一直是我國(guó)所倡導(dǎo)的主導(dǎo)思想,是企業(yè)實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約,環(huán)境保護(hù)的重要方法。從我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展角度進(jìn)行分析,石油化工占據(jù)著重要的位置,并且是我國(guó)的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),在我國(guó)特殊保護(hù)下,成為了壟斷性的產(chǎn)物,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)不夠強(qiáng)烈。總而來(lái)說(shuō),我國(guó)石化企業(yè)的現(xiàn)狀造成了石化企業(yè)效益的高低與員工收入和政府有直接性的關(guān)系,因此決定了企業(yè)員工并沒有足夠的激勵(lì)實(shí)施節(jié)能減排,習(xí)慣了傳統(tǒng)作業(yè)模式,導(dǎo)致我國(guó)技能減排策略實(shí)施不徹底的現(xiàn)象。
4.2完善節(jié)能減排管理制度
從石化企業(yè)中建立節(jié)能減排管理制度。從節(jié)能目標(biāo)、管理目標(biāo)、教育目標(biāo)、法律目標(biāo)等相關(guān)內(nèi)容構(gòu)建一系列的目標(biāo)。凸顯出企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和節(jié)能減排工作開展的重要性,加強(qiáng)技術(shù)的培訓(xùn)和組織學(xué)習(xí)的力度,從思想以及行動(dòng)上強(qiáng)化員工的工作積極性和節(jié)能減排策略的實(shí)施性。
5結(jié)語(yǔ)
總的來(lái)說(shuō),石化企業(yè)的減排工作不能夠以點(diǎn)概面實(shí)施,應(yīng)該從細(xì)節(jié)抓起。在企業(yè)中強(qiáng)化節(jié)能減排的重要性和意義,定期組織學(xué)習(xí)和培訓(xùn),從整體上完善節(jié)能減排實(shí)施的力度。
后危機(jī)時(shí)代一個(gè)顯著的特點(diǎn)是,應(yīng)對(duì)全球氣候變化與保護(hù)環(huán)境將成為世界各國(guó)高度關(guān)注的主題。在這種情況下,我國(guó)作為全球溫室氣體排放大戶和高能耗、高污染產(chǎn)品的出口大戶,必須轉(zhuǎn)變外貿(mào)發(fā)展思路,推進(jìn)綠色貿(mào)易戰(zhàn)略,掌握世界貿(mào)易關(guān)系變化的主動(dòng)權(quán),為我國(guó)的外貿(mào)發(fā)展開辟新的空間。
一、綠色貿(mào)易的內(nèi)涵
綠色貿(mào)易包含兩層意思:通過(guò)提高國(guó)內(nèi)節(jié)能減排技術(shù)、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),推動(dòng)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)走上能源資源節(jié)約型與環(huán)境友好型的可持續(xù)發(fā)展道路,實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的綠色化,以此帶動(dòng)出口產(chǎn)品的綠色化;通過(guò)調(diào)整出口產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)并出口綠色環(huán)保產(chǎn)品,帶動(dòng)國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和清潔生產(chǎn)的發(fā)展,以綠色出口帶動(dòng)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的綠色化。
二、后危機(jī)時(shí)展綠色貿(mào)易面臨的形勢(shì)
國(guó)內(nèi)推動(dòng)節(jié)能減排、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)的力度在不斷加大,而難度也在不斷加大。一方面,近年來(lái),國(guó)家出臺(tái)了一系列政策措施,包括調(diào)低或取消出口退稅、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄、完善環(huán)境影響評(píng)價(jià)和環(huán)境監(jiān)督機(jī)制等,限制高能耗、高污染以及資源性產(chǎn)業(yè)的發(fā)展;同時(shí),鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)資本和外商投資流向清潔生產(chǎn)、可再生能源和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。另一方面,我國(guó)依然處于工業(yè)化發(fā)展中期,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、城市化和消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí),都對(duì)重化工業(yè)的發(fā)展不斷提出新的要求,導(dǎo)致能源、資源性行業(yè)的產(chǎn)能不斷膨脹,出口也隨之大幅增加。
國(guó)際上應(yīng)對(duì)氣候變化、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)日益成為潮流,發(fā)達(dá)國(guó)家在這個(gè)潮流中再次居于主導(dǎo)地位,掌握了強(qiáng)大的話語(yǔ)權(quán),對(duì)包括我國(guó)在內(nèi)的發(fā)展中國(guó)家形成了很大的壓力。比如,美國(guó)最近通過(guò)的《2009清潔能源與安全法案》中,提出了針對(duì)沒有設(shè)定行業(yè)排放限額或者行業(yè)能源強(qiáng)度沒有降低到相當(dāng)水平的國(guó)家的懲罰性計(jì)劃——“國(guó)際儲(chǔ)備配額”計(jì)劃。我國(guó)所處的發(fā)展階段、資金實(shí)力和技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比整體差距還比較大,要在低碳經(jīng)濟(jì)潮流中與發(fā)達(dá)國(guó)家并駕齊驅(qū),難度要大得多。
三、后危機(jī)時(shí)展綠色貿(mào)易的戰(zhàn)略支撐體系
內(nèi)外兩方面的支撐體系:一方面,在國(guó)內(nèi)以提高節(jié)能減排技術(shù)、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)為主,在不對(duì)重化工業(yè)進(jìn)行顯著壓縮的情況下,提高重化工業(yè)的能源效率和減排力度,推動(dòng)國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)和出口產(chǎn)品的綠色化;另一方面,在國(guó)際上積極應(yīng)對(duì)全球低碳經(jīng)濟(jì)潮流,從我國(guó)的實(shí)際情況出發(fā),采取適當(dāng)策略,既要在全球應(yīng)對(duì)氣候變化中表現(xiàn)出一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國(guó)形象,又不能承擔(dān)超越我國(guó)發(fā)展階段的責(zé)任,維護(hù)我國(guó)的根本利益。
(一)由我國(guó)所處的發(fā)展階段和未來(lái)20年的發(fā)展目標(biāo)所決定,重化工業(yè)在我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中居于主體地位的情況短期內(nèi)無(wú)法改變
如果要對(duì)重化工業(yè)強(qiáng)行做出較大的壓縮,那么有可能延緩我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施完善進(jìn)度、城市化進(jìn)程、就業(yè)狀況和人民消費(fèi)水平的提高。因此,兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)、環(huán)境保護(hù)目標(biāo),發(fā)展綠色貿(mào)易的關(guān)鍵在于改善節(jié)能減排技術(shù)、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、改善能源效率。
1、改善節(jié)能減排技術(shù),完善政策激勵(lì)體系,推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
建議在《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中增加附錄,將節(jié)能減排技術(shù)列入重大科技專項(xiàng),從資金、人力、物力等方面加大投入力度。與節(jié)能減排技術(shù)先進(jìn)國(guó)家進(jìn)行合作,同時(shí)建立吸引海外相關(guān)科技人才的機(jī)制。可以考慮允許若干重點(diǎn)高校和科研院所在香港、澳門建立專門的實(shí)驗(yàn)室,利用港澳整體科研、創(chuàng)新環(huán)境更接近于西方發(fā)達(dá)國(guó)家的優(yōu)勢(shì),吸引海外人才。形成鼓勵(lì)企業(yè),特別是大型能源、資源型企業(yè)進(jìn)行節(jié)能減排技術(shù)創(chuàng)新的政策體系。可以考慮將節(jié)能減排技術(shù)和新能源行業(yè)列入高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)目錄,享受高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)在稅率、稅前抵扣等方面的優(yōu)惠政策,推動(dòng)企業(yè)的自主研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新。推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,逐步改善能源結(jié)構(gòu)。一方面,大力推廣風(fēng)電、水電、太陽(yáng)能熱利用、農(nóng)村沼氣等比較成熟的新能源技術(shù);另一方面,加大對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的研究開發(fā)力度,并在適當(dāng)時(shí)機(jī)制定建筑設(shè)計(jì)的新標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)建筑與新能源利用的一體化;加大對(duì)生物液體、固體燃料技術(shù)和節(jié)能環(huán)保汽車的研究開發(fā)力度。建議在貼息、稅前抵扣、稅率等方面給予新能源產(chǎn)業(yè)一定的優(yōu)惠,并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)嵤┬履茉词袌?chǎng)配額制,通過(guò)為新能源產(chǎn)業(yè)配給一定規(guī)模的市場(chǎng),促使新能源產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì),降低生產(chǎn)成本,走上規(guī)模化的發(fā)展道路。
2、加快價(jià)格、稅收等體制機(jī)制改革,加大對(duì)傳統(tǒng)能源、資源和兩高一資產(chǎn)業(yè)的引導(dǎo)和管理力度
加快能源、資源價(jià)格體制改革,使能源、資源價(jià)格能真正反映其稀缺程度,使不可再生的能源和資源能夠得到合理的配置與利用。擇機(jī)開征反映溫室氣體污染的碳稅,通過(guò)碳稅使得化石燃料的生產(chǎn)、使用和消費(fèi)對(duì)環(huán)境造成的影響真正由其自身來(lái)承擔(dān),促使傳統(tǒng)能源的使用走上高效節(jié)約的道路。加強(qiáng)對(duì)兩高一資企業(yè)產(chǎn)能的管理,改變對(duì)地方政府的考核方式,降低地方政府通過(guò)上馬兩高一資項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)GDP增長(zhǎng)的動(dòng)力。鼓勵(lì)兩高一資企業(yè)開發(fā)、采用節(jié)能減排技術(shù),在融資、財(cái)稅等方面給予一定的優(yōu)惠;同時(shí)完善兩高一資產(chǎn)品的出口稅收體系,適時(shí)考慮開征兩高一資產(chǎn)品的出口關(guān)稅。進(jìn)一步調(diào)整外商投資產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄,鼓勵(lì)并引導(dǎo)外商直接投資進(jìn)入清潔能源、環(huán)保產(chǎn)品的生產(chǎn)與出口中。
(二)在應(yīng)對(duì)全球低碳經(jīng)濟(jì)潮流方面,我國(guó)應(yīng)該分兩個(gè)層次
第一個(gè)層次,充分肯定節(jié)能減排為全球帶來(lái)的收益,在減排問題上持積極參與態(tài)度;第二個(gè)層次,反對(duì)將節(jié)能減排與貿(mào)易、投資等問題掛鉤,堅(jiān)持一事一議,通過(guò)談判推動(dòng)建立合理的減排成本分擔(dān)機(jī)制。
1、積極參與到全球節(jié)能減排的進(jìn)程中
就我國(guó)目前而言,如果不積極參與節(jié)能減排,將會(huì)有以下三方面的成本:(1)如果采取消極態(tài)度,必然使我國(guó)在國(guó)際上處于孤立的位置;(2)我國(guó)為生產(chǎn)高耗能高污染產(chǎn)品,付出了巨大的資源和環(huán)境成本,使我國(guó)發(fā)展高能耗重化工業(yè)的收益大打折扣,而資源浪費(fèi)、環(huán)境惡化所帶來(lái)的一系列后續(xù)成本,包括疾病、醫(yī)療等更與全面提升人民生活質(zhì)量的目標(biāo)相悖,將從根本上損害我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的可持續(xù)性;(3)我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級(jí)的壓力將減小,進(jìn)程將減緩,參與經(jīng)濟(jì)國(guó)際化的質(zhì)量和層次將得不到明顯的提高,使我國(guó)的比較優(yōu)勢(shì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)升級(jí)。
2、積極推動(dòng)建立全球減排成本的合理分擔(dān)機(jī)制
《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》和《京都議定書》中都規(guī)定了發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家在減排方面應(yīng)承擔(dān)“共同而有區(qū)別”的責(zé)任。然而,所謂“有區(qū)別”的責(zé)任如何界定?如何形成一個(gè)共同接受的標(biāo)準(zhǔn),在此標(biāo)準(zhǔn)下確定不同國(guó)家的不同減排量和減排速度,以及所應(yīng)承擔(dān)的不同減排成本?迄今為止沒有很好地解決。各國(guó)在減排問題上常常自行其是。
我國(guó)在這個(gè)方面應(yīng)有所為,積極推動(dòng)建立減排成本的合理分擔(dān)機(jī)制。公共品提供的成本分擔(dān)原則應(yīng)該是兩條:受益原則和支付能力原則,具體到控制溫室氣體排放上,受益原則應(yīng)替換為損害認(rèn)定原則。
在減排量方面,應(yīng)堅(jiān)持以損害認(rèn)定原則為主。即排放越多,損害越大的國(guó)家,應(yīng)減排的量應(yīng)該越大。全球變暖是工業(yè)革命以來(lái)人類長(zhǎng)期大量排放溫室氣體的結(jié)果,因此,應(yīng)將歷史排放量統(tǒng)籌考慮。1850年到2002年,美國(guó)累積二氧化碳排放量占世界總排放量的比重為29.3%,歐盟為26.5%,而我國(guó)只有7.6%。因此,統(tǒng)籌考慮的時(shí)間越長(zhǎng),越符合歷史事實(shí),對(duì)我國(guó)越有利。
減排速度和單位成本分擔(dān)方面,應(yīng)堅(jiān)持支付能力原則為主,即支付能力越強(qiáng)的國(guó)家,分擔(dān)的成本應(yīng)越多。確定支付能力,可以以人均GDP為標(biāo)準(zhǔn),或以人均可支配收入為標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)確定不同發(fā)展程度的國(guó)家人均排放成本在人均GDP中所占的不同比重,實(shí)行累進(jìn)制。對(duì)于人均GDP水平低、節(jié)能減排技術(shù)落后的國(guó)家,要推動(dòng)建立發(fā)達(dá)國(guó)家的減排成本補(bǔ)償機(jī)制。
英文名稱:Development Guide to Building Materials
主管單位:云南省建材工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)
主辦單位:云南省建材科研設(shè)計(jì)院
出版周期:半月
出版地址:云南省昆明市
語(yǔ)
種:中文
開
本:大16開
國(guó)際刊號(hào):1672-1675
國(guó)內(nèi)刊號(hào):53-1185/TU
郵發(fā)代號(hào):64-83
發(fā)行范圍:國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間:1979
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聯(lián)系方式
期刊簡(jiǎn)介
論文摘要:以靜樂天柱山化工廠焦化廠的職工居住小區(qū)為例,介紹了采用水源熱泵和余熱換熱器回收技術(shù),回收利用冷卻循環(huán)水和循環(huán)氨水廢熱資源為民用建筑集中熱源和部分生活熱水,替代傳統(tǒng)的鍋爐房供熱方式,從而可大量減少一次能源消耗,減少污染物排放。
能源資源問題關(guān)系我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全局。為了促進(jìn)可再生能源的開發(fā)利用,增加能源供應(yīng),改善能源結(jié)構(gòu),保障能源安全,保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,國(guó)務(wù)院于2006年1月1日頒布了《可再生能源法》。隨后,財(cái)政部、建設(shè)部于2006年9月25日頒布了《可再生能源建筑應(yīng)用專項(xiàng)資金管理暫行辦法》,在專項(xiàng)資金支持的六項(xiàng)重點(diǎn)領(lǐng)域中,有四項(xiàng)都依靠水源熱泵技術(shù)。
現(xiàn)階段,我國(guó)正處于城市化的快速進(jìn)程中,隨著城市人口的增長(zhǎng)及人們生活的提升,以環(huán)保和節(jié)能為主要特征的綠色建筑及相應(yīng)的空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,從各種循環(huán)利用的水源中提取能量,以解決建筑物供冷供熱的水源熱泵技術(shù),將成為城市供冷供暖的理想選擇。近幾年,建筑市場(chǎng)發(fā)展迅猛,一大批建筑都在向“綠色”靠攏。地源熱泵技術(shù)仍然是政府熱,市場(chǎng)冷。
1、工程概況
本工程為山西天柱山化工廠焦化廠的職工居住小區(qū)余熱利用項(xiàng)目。
由于生產(chǎn)工藝要求,焦化廠設(shè)有冷卻塔兩臺(tái),需600耐/h的冷卻水常年四季不間斷運(yùn)行,冷卻水進(jìn)塔溫度37℃~38℃,降至30℃左右返回系統(tǒng)。另有500襯/h左右的循環(huán)氨水,出水溫度70℃左右(冬季不低于65℃,夏季高于75℃以上),水質(zhì)呈弱堿性,含微量氨和焦油,可按照10℃溫降回收。
焦化廠循環(huán)水和循環(huán)氨水每天24 h不間斷運(yùn)行,每時(shí)每刻向外排放大量余熱資源。
項(xiàng)目:公司擬在焦化廠近期距離廠址2 km的汾河邊投資房地產(chǎn)項(xiàng)目,主要供天柱山化工有限公司職工居住,住宅小區(qū)由住宅樓、商鋪、地下汽車庫(kù)等組成,采暖總建筑面積為15.60萬(wàn)澎。原設(shè)計(jì)為采暖熱源來(lái)自城市集中供熱管,經(jīng)小區(qū)內(nèi)設(shè)置的熱交換站制取40℃~50℃低溫水供各建筑物采暖系統(tǒng)使用。
根據(jù)天柱山住宅小區(qū)的生活所需熱水及所需熱負(fù)荷,設(shè)計(jì)方案熱源利用山西天柱山化工有限公司生產(chǎn)工藝循環(huán)氨水余熱資源經(jīng)換熱后供給,熱水供水溫度60℃。
根據(jù)建設(shè)方提供的以上相關(guān)資料建議采用水源熱泵和余熱回收換熱器技術(shù),回收冷卻水和氨水的預(yù)熱資源,提供建筑采暖及生活熱源所需。余熱資源的回收與利用是一項(xiàng)很好的節(jié)能、減排、環(huán)保措施,大力開展能源節(jié)約與資源循環(huán)利用是企業(yè)降低成本、節(jié)能減排、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的必然選擇。熱泵是一種熱能置換裝置,輸人少量的電能將低品位置換成高品位熱能,提供采暖所需熱能。
采用熱泵型節(jié)能減排產(chǎn)品可獲政府補(bǔ)助(詳見山西省人民政府辦公廳文件晉政辦發(fā)[2008]10號(hào)文件)。故若采用水源熱泵機(jī)組加余熱回收系統(tǒng)既利用廢熱、環(huán)保節(jié)能、減少污染物排放及節(jié)約大量運(yùn)行費(fèi)用,還可有效的降低初投資。
2、總體設(shè)計(jì)思路
該項(xiàng)目主要以提取利用冷卻水和循環(huán)氨水的廢熱資源,加水源熱泵主機(jī)二次提熱為建筑提供集中熱源和部分生活熱水。
住宅小區(qū)的供熱需求及生活熱水由剩余循環(huán)氨水及水源熱泵機(jī)組(由冷卻水作為低溫?zé)嵩?提供。水源熱泵機(jī)房系統(tǒng)設(shè)計(jì)以“必須保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行、機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備充分考慮其互換性和備用性”為設(shè)計(jì)宗旨,以“環(huán)保節(jié)能、營(yíng)造舒適環(huán)境”為主導(dǎo)設(shè)計(jì)思想,按照國(guó)家相關(guān)規(guī)范和要求為設(shè)計(jì)依據(jù)對(duì)該工程進(jìn)行設(shè)計(jì)。
確定建筑物的熱負(fù)荷:1)循環(huán)氨水經(jīng)板式換熱器換熱后為天柱山住宅小區(qū)提供所需的生活熱水負(fù)荷,供水溫度為60℃。2)剩余循環(huán)氨水經(jīng)板式換熱器換熱為新建住宅提供一部分50℃熱水可滿足地暖的制熱需求。3)在機(jī)房設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮運(yùn)行的安全性、可靠性、節(jié)能性和降低運(yùn)行成本,結(jié)合建筑物不同功能分區(qū)的負(fù)荷情況,考慮全年的部分負(fù)荷運(yùn)行情況,通過(guò)測(cè)量機(jī)房室內(nèi)側(cè)回水溫度來(lái)開啟或停止冷凍水泵,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行流量調(diào)節(jié)來(lái)達(dá)到節(jié)能運(yùn)行的目的。空調(diào)機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)與樓內(nèi)冷熱負(fù)荷相協(xié)調(diào)匹配。空調(diào)主機(jī)的運(yùn)行與水泵相互協(xié)調(diào)匹配,這樣達(dá)到節(jié)能運(yùn)行的目的。
3、工程總負(fù)荷計(jì)算及主機(jī)的確定
計(jì)算該工程總的熱負(fù)荷,以建筑物總的熱負(fù)荷為基礎(chǔ),作為選用熱泵主機(jī)的依據(jù):1)生活熱水部分:循環(huán)氨水冬季按65℃設(shè)計(jì),經(jīng)板式換熱器換出60℃的熱水提供系統(tǒng)所需的生活熱水;板式換熱器1熱源側(cè)進(jìn)出水溫為65℃ /60℃,所需的循環(huán)氨水量為:1 417 /1.163 /( 65-60) = 243耐/1i;本工程現(xiàn)有的循環(huán)氨水可滿足天柱山住宅小區(qū)設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量設(shè)計(jì)需求。由機(jī)房接出生活熱水外管網(wǎng)管道主管徑為DN100o 2)采暖負(fù)荷部分:板式換熱器2熱源側(cè)進(jìn)出水溫為60℃/55℃,低溫?zé)嵩磦?cè)進(jìn)出水溫為50℃/40℃;生活熱水暫按200時(shí)/h考慮;可為住宅部分提供的采暖負(fù)荷為:200 x 1 .163 x (60-55) =1 163 kW。以上負(fù)荷可為天柱山住宅小區(qū)高層住宅、商業(yè)建筑、綜合樓建筑及地下車庫(kù)提供冬季所需采暖熱負(fù)荷。3)水源熱泵主機(jī)需提供的制熱負(fù)荷5 109. 4kW。據(jù)建筑物的總熱負(fù)荷,選用地源熱泵空調(diào)主機(jī),其主機(jī)的制冷量、制熱量和耗電量為適合該水源工況下的參數(shù)(見表1)。
4、可行性分析
采用水源熱泵和余熱換熱器回收技術(shù),回收利用冷卻循環(huán)水和循環(huán)氨水廢熱資源,為民用建筑集中熱源和部分生活熱水,替代傳統(tǒng)的鍋爐房供熱方式,從而可大量減少一次能源消耗,減少污染物排放。水源熱泵空調(diào)技術(shù)就是利用少量電能為代價(jià),吸收工業(yè)廢水這一低品位熱源的熱量變成高品位的熱能為末端用戶供暖,一般COP值不小于4。真正達(dá)到降低運(yùn)行費(fèi)用、變廢為寶零污染的效果。
此方案符合國(guó)家節(jié)能減排的原則,可獲得國(guó)家提供的專項(xiàng)關(guān)于節(jié)能減排項(xiàng)目的補(bǔ)助資金。
本項(xiàng)技術(shù)目前的水準(zhǔn)為國(guó)際領(lǐng)先。這種系統(tǒng)為國(guó)家推廣項(xiàng)目,并有很多成功的推廣經(jīng)驗(yàn),該系統(tǒng)節(jié)能降耗、高效減排,是適合城市發(fā)展的新型能源形式。
關(guān)鍵詞:工業(yè)鍋爐;節(jié)能改造;技術(shù),能量
中圖分類號(hào):TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
0.引言
能源是一個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略性資源,能源對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了關(guān)鍵作用。我國(guó)是一個(gè)能耗大國(guó),為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展付出了沉重代價(jià)。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看,我國(guó)萬(wàn)元GDP能耗最高,是歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的5~12倍,工業(yè)上能源使用率連1/3都達(dá)不到。在此大背景下,國(guó)家從2007年開始就將節(jié)能工程作為重要工程在全國(guó)加以推廣,并對(duì)節(jié)能工程項(xiàng)目加以支持和獎(jiǎng)勵(lì)。燃煤工業(yè)鍋爐是我國(guó)重要的耗能設(shè)備,具有相當(dāng)大的節(jié)能潛力,針對(duì)其進(jìn)行節(jié)能改造技術(shù)意義非常重要。作者有著多年的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)工業(yè)鍋爐的節(jié)能改造技術(shù)有一定的經(jīng)驗(yàn)。論文就工業(yè)鍋爐的節(jié)能改造技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)分析,對(duì)節(jié)能改造的流程進(jìn)行了詳細(xì)闡述,最后提出了實(shí)現(xiàn)節(jié)能改造的對(duì)策。
1.燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)能改造技術(shù)分析
2007年全國(guó)范圍進(jìn)行了層燃煤工業(yè)鍋爐的熱效率測(cè)試,結(jié)果顯示熱效率利用率只占80%左右,這比設(shè)計(jì)效率低了近20%。主要的問題在于工業(yè)鍋爐在設(shè)計(jì)、制造以及相應(yīng)配套輔機(jī)不協(xié)調(diào),另外還有操作管理方面的問題,都造成了嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。對(duì)于使用中的工業(yè)鍋爐,我們需要對(duì)其進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造,提高其利用率。當(dāng)前主要的改造技術(shù)主要有以下幾種:
1.1 給煤裝置改造
鏈條爐排鍋爐原有的斗式給煤裝置將來(lái)煤不分粒徑混合地堆放在爐排上,對(duì)于鍋爐的進(jìn)風(fēng)起到了阻礙作用,結(jié)果造成了燃燒率低下。分層給煤裝置利用重力篩選將煤塊按粒徑大小分散的進(jìn)行排布,有利于系統(tǒng)進(jìn)風(fēng),從而改善煤塊的燃燒狀況。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可查,分層給煤裝置可獲得8%~18%的節(jié)煤率,分層給煤裝置的節(jié)能效果顯著,利得推廣應(yīng)用。
1.2 燃燒系統(tǒng)的改造
對(duì)于鏈條爐排爐,可以在爐前增加一個(gè)噴入裝置,可以適當(dāng)?shù)貒娙攵棵悍邸娙朊悍鄣闹饕窃黾右欢康膽腋∪紵欣谡w的燃燒效果。噴入裝置必須調(diào)控好噴入煤粉量位置與噴射速度,否則會(huì)在一定程序上增大排煙溫度,反而降低燃燒效果影響節(jié)能。從整體的情況來(lái)看,通過(guò)燃燒系統(tǒng)的改造可以達(dá)到5%~10%的節(jié)能效果。
1.3 爐拱改造
工業(yè)鍋爐的爐拱主要作用是強(qiáng)化煤塊的燃燒的全過(guò)程,在設(shè)計(jì)時(shí)都是根據(jù)設(shè)計(jì)煤種完成的。如果無(wú)法做到燃用設(shè)計(jì)煤種,那么就會(huì)使得煤塊燃燒狀況不好,影響鍋爐的熱效率,從而影響到節(jié)能效果。爐拱改造主要是從實(shí)際使用的煤種著手來(lái)調(diào)整鍋爐中爐拱的形狀與位置,主要是為了加強(qiáng)火焰輻射引燃和氣體燃盡,這樣可以改善燃煤的燃燒情況,進(jìn)一步提高。通過(guò)實(shí)踐證明,此改造技術(shù)可實(shí)現(xiàn)工業(yè)鍋爐8%的節(jié)能煤效果。
1.4 鏈條爐改造成循環(huán)硫化床鍋爐
循環(huán)硫化床鍋爐是我國(guó)當(dāng)前一項(xiàng)新的高效低污染清潔燃燒技術(shù),把鏈條爐改造成循環(huán)硫化床鍋爐可以提高燃燒效率,循環(huán)硫化床鍋爐當(dāng)中可以讓煤粉在爐膛內(nèi)循環(huán)硫化燃燒,最大的優(yōu)勢(shì)是還可以燃用劣質(zhì)煤,技術(shù)顯示改造后節(jié)能效果可提高15%~20%。而且循環(huán)硫化床鍋爐還是國(guó)家大力推廣的一種低污染燃燒技術(shù),它采用了石灰石粉在爐內(nèi)燃燒進(jìn)行脫硫處理,降低了燃煤鍋爐中二氧化硫氣體的排放量,并且還可以加以建筑利用。
1.5 控制系統(tǒng)改造
控制系統(tǒng)改造主要有兩種:第一就是把原來(lái)的手工控制或半自動(dòng)控制系統(tǒng)改造成全自動(dòng)控制,全自動(dòng)控制可以證據(jù)鍋爐的負(fù)荷要求,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)給煤量、給水量、鼓風(fēng)量和引風(fēng)量,使鍋爐在正常的情況下順利工作。全自動(dòng)控制系統(tǒng)的改造,有利于變化頻繁的鍋爐的調(diào)節(jié),節(jié)能效果一般可以達(dá)到15%左右。第二種是對(duì)供暖鍋爐,在確定室內(nèi)溫度的情況下,可以根據(jù)戶外溫度的變化,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)鍋爐的輸出熱量,達(dá)到節(jié)能的目的,這類控制系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)可以節(jié)能20%左右。
2.工業(yè)鍋爐節(jié)能改造的流程分析
2.1 前期診斷
工業(yè)鍋爐進(jìn)行節(jié)能改造前需要做好前期診斷,要了解工業(yè)鍋爐的具體參數(shù)指標(biāo),這個(gè)是進(jìn)行節(jié)能改造的基礎(chǔ)。前期診斷主要是包括對(duì)企業(yè)蒸汽需求量、管道布置及輸送效率、余熱回收情況、原鍋爐系統(tǒng)存在的問題及運(yùn)行、消耗和管理等水平進(jìn)行綜合的分析,最后確定鍋爐熱效率的水平,以及問題所有,最后得到最可靠的改造診斷報(bào)告。
2.2 改造方案和技術(shù)及可行性分析
按前期診斷報(bào)告再結(jié)合當(dāng)前的改造技術(shù)確定改造方案,并給出相應(yīng)的可行性分析報(bào)告。不同改造技術(shù)都有不同的適用性和不同的局限性,需要做好綜合分析,另外還需要考慮經(jīng)濟(jì)性問題。要求熱工參數(shù)能有效匹配,要考慮動(dòng)態(tài)變化,做到時(shí)間上能同步,空間上物理性能允許。另外主要是需要從技術(shù)、時(shí)間、經(jīng)濟(jì)3方面做可行性分析,最后的節(jié)能改造方案,這個(gè)過(guò)程是改造的核心環(huán)節(jié)。
2.3 改造方案的具體實(shí)施
改造方案確定后,負(fù)責(zé)人員需要根據(jù)相關(guān)的改造要求去做好準(zhǔn)備確定節(jié)能改造項(xiàng)目的順利。第一需要做好設(shè)備及材料的采購(gòu)工作,第二要做好規(guī)范化施工過(guò)程工作,第三要做好設(shè)備的調(diào)試工作。3個(gè)環(huán)節(jié)都關(guān)系到系統(tǒng)的最終節(jié)能效果,也關(guān)系到整個(gè)節(jié)能改造項(xiàng)目的成敗,必須工作人員加以重視。
2.4 調(diào)試及運(yùn)行管理
整個(gè)項(xiàng)目改造完成后,首先需要進(jìn)行一定的調(diào)試,并進(jìn)行監(jiān)控、記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)。然后再經(jīng)過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)計(jì)算確定檢驗(yàn)改造是否合格、節(jié)能效果能否達(dá)到預(yù)期值。根據(jù)相應(yīng)的對(duì)比分析,做好相的節(jié)能管理也可以節(jié)能10%,所以還需要完善相應(yīng)的管理制度,對(duì)于上崗員工還需要經(jīng)過(guò)相應(yīng)的崗前培訓(xùn)和日常定期培訓(xùn),達(dá)到崗位工作的需要。
3.實(shí)現(xiàn)節(jié)能改造的對(duì)策
(1)相關(guān)礦業(yè)企業(yè)需要增加節(jié)能減排的意識(shí),針對(duì)企業(yè)的工業(yè)鍋爐來(lái)積極地進(jìn)行相應(yīng)的節(jié)能改造。多數(shù)企業(yè)都只看到了眼前的利益,注重當(dāng)前鍋爐創(chuàng)造的效益,沒有站在國(guó)家社會(huì)的立場(chǎng)上去考慮進(jìn)行相應(yīng)的節(jié)能減排工作。企業(yè)應(yīng)該加大工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的宣傳力度,用相應(yīng)的案例宣傳來(lái)鼓勵(lì)大家參與到全社會(huì)的節(jié)能減排工作中來(lái)。
(2)提高工業(yè)鍋爐運(yùn)行管理水平和操作人員技能。工業(yè)鍋爐的操作和管理都是有技術(shù)性的工作,上崗前需要對(duì)其進(jìn)行培訓(xùn),主要是針對(duì)技術(shù)性方面和安全性方面的知識(shí)。另外還需要建立獎(jiǎng)懲制度加強(qiáng)管理。
結(jié)語(yǔ)
工業(yè)鍋爐是我國(guó)礦業(yè)工程生產(chǎn)中的能耗大戶,對(duì)其進(jìn)行節(jié)能改造,不僅可以節(jié)約能源,還可以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。工業(yè)鍋爐的使用已有200多年的歷史,其自身的熱效率有了質(zhì)的提高,但是其使用的綜合熱效率還是有待提高。本文針對(duì)工作鍋爐結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),對(duì)其節(jié)能改造技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)地分析研究,有利于相關(guān)技術(shù)人員參考學(xué)習(xí)。
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關(guān)鍵詞:蒸發(fā)裝置,MVR,蒸發(fā)
蒸發(fā)設(shè)備廣泛應(yīng)用于制藥、輕工食品、石油化工、生物工程等行業(yè)。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展及石油、天然氣、煤炭等不可再生資源的日漸枯竭,使為蒸發(fā)設(shè)備提供熱源的蒸汽成本不斷增加,蒸發(fā)設(shè)備是生產(chǎn)系統(tǒng)中蒸汽消耗較大的設(shè)備,蒸汽成本的上升使得企業(yè)設(shè)備運(yùn)行成本急劇增加。因此,降低蒸發(fā)裝置的蒸汽用量對(duì)于節(jié)能減排有重要的意義。
自20世紀(jì)80年代以來(lái),蒸汽透平壓縮機(jī)的技術(shù)日漸成熟,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行業(yè)各類氣體介質(zhì)的壓縮及輸送。在本世紀(jì)初,國(guó)外已能夠生產(chǎn)大型蒸汽壓縮機(jī)。主要的蒸發(fā)器生產(chǎn)廠商德國(guó)GEA 公司已嘗試將大型蒸汽壓縮機(jī)應(yīng)用于管式蒸發(fā)裝置并取得成功,該公司的MVR蒸發(fā)技術(shù)在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位,但國(guó)內(nèi)外目前尚末將此技術(shù)應(yīng)用在板式蒸發(fā)裝置上。我公司作為國(guó)內(nèi)唯一具有大型板式蒸發(fā)裝置生產(chǎn)能力的企業(yè),如果能將此技術(shù)成功應(yīng)用于板式蒸發(fā)裝置,則其產(chǎn)品極具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要的促進(jìn)意義。
本文在研究了國(guó)外最先進(jìn)蒸發(fā)技術(shù)及離心式蒸汽壓縮技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了將MVR技術(shù)應(yīng)用于我公司大型板式蒸發(fā)裝置的工藝方案,此MVR蒸發(fā)器將可以不用蒸汽作為加熱熱源,將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能壓縮二次蒸汽循環(huán)蒸發(fā),極大的降低了蒸發(fā)設(shè)備能耗。
1機(jī)械蒸汽濃縮法及其原理
MVR(MechanicalVapor Recompression)蒸發(fā)裝置二次蒸汽機(jī)械壓縮法是指利用渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓原理、經(jīng)特殊流體設(shè)計(jì)而組成的二次蒸汽機(jī)械增壓式蒸發(fā)系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。在這種工藝系統(tǒng)中,密閉容器內(nèi)經(jīng)加熱蒸發(fā)生成的二次水蒸汽,通過(guò)蒸汽壓縮機(jī)時(shí)被再壓縮增壓至較高溫度的高壓蒸汽碩士畢業(yè)論文,此高壓高溫蒸汽再被用于蒸發(fā)設(shè)備的加熱熱源,進(jìn)入蒸發(fā)器的加熱腔繼續(xù)蒸發(fā),實(shí)現(xiàn)電能到熱能的轉(zhuǎn)換,這樣的蒸發(fā)裝置不再對(duì)外界蒸汽能源的依懶與攝取,循環(huán)傳熱的過(guò)程中增壓后的蒸汽做為蒸發(fā)器的加熱熱源后也得以迅速冷凝,成為潔凈蒸餾水。壓縮機(jī)以提高蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽的壓力來(lái)達(dá)到二次蒸汽更高溫度的凝結(jié)。這種提高了壓力的蒸汽,會(huì)提高潛在的熱能,然后再重新返回蒸發(fā)器來(lái)進(jìn)行加熱,從而制造出更多的二次蒸汽。這樣,熱能被持續(xù)的重新利用,而不易損失[1]。
進(jìn)行完熱交換的蒸汽冷凝成純度很高的水,被收集出來(lái),熱交換過(guò)程中產(chǎn)生的二次蒸汽再被壓縮,作為下一循環(huán)的熱源。如此循環(huán),多級(jí)蒸發(fā)后的液體從蒸發(fā)器底部排出。因此,只需在系統(tǒng)冷啟動(dòng)時(shí)導(dǎo)入熱源,采用電加熱或少量蒸汽預(yù)熱物料即可使蒸發(fā)器開始正常循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。在蒸發(fā)器中,是一個(gè)封閉的系統(tǒng),所有的蒸汽都被回收,再用高壓風(fēng)扇加壓后作熱源之用,不需要額外的蒸汽或冷卻水,提高了能源利用效率。
2 多效蒸發(fā)器與MVR蒸發(fā)器對(duì)比
2.1 多效蒸發(fā)工藝
張永生(1975-),男,甘肅臨澤人,工程師,工學(xué)碩士,主要從事蒸發(fā)換熱設(shè)備設(shè)計(jì)及研制工作。
在多效蒸發(fā)裝置中,新鮮蒸汽為第一效的加熱熱源,而第一效產(chǎn)生的二次蒸汽不進(jìn)入冷凝器,而是作為第二效的加熱熱源得以再次利用,這樣可以將新蒸汽消耗有效降低約50%。重復(fù)利用此原理,三效、四效、五效、六效蒸發(fā)裝置可進(jìn)一步降低新蒸汽消耗,這樣的六效蒸發(fā)裝置,理論上蒸汽消耗可降低至15%。
第一效的最高加熱溫度與末效的最低沸點(diǎn)溫度形成了總溫差,分布于各個(gè)效,從而形成溫差分布。結(jié)果,每效溫差隨效數(shù)增加而減小。所以為達(dá)到指定的蒸發(fā)速率必須增大加熱面積。初步估算表明,用于所有效的加熱面積隨效數(shù)成比例增加碩士畢業(yè)論文,這樣一來(lái)蒸汽節(jié)省量逐漸減少的同時(shí),投資費(fèi)用顯著增加。多效蒸發(fā)器直接加熱熱流圖見圖1。
圖1 多效蒸發(fā)器直接加熱熱流圖
2.2 TVR板式蒸發(fā)技術(shù)
TVR(Thermal VaporRecompression)熱力壓縮,是指用高溫高壓的工作蒸汽將低品質(zhì)乏氣再壓縮重復(fù)利用的技術(shù)。其關(guān)鍵設(shè)備是由蒸汽噴射器來(lái)完成,是一種能量轉(zhuǎn)換的裝置,高溫高壓的新鮮工作蒸汽進(jìn)入噴射器,由噴嘴高速噴出,將靜壓能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能,由于射流和空氣之間產(chǎn)生卷吸作用和紊動(dòng)擴(kuò)散作用,把吸入室的氣體帶走,使該處產(chǎn)生局部真空狀態(tài),在外界大氣壓力的作用下,分離器分離出的二次蒸汽被吸入,隨同高壓高速流體被帶入喉管,與之混合,并進(jìn)行能量交換,形成中等品質(zhì)的蒸汽,進(jìn)入加熱室當(dāng)作加熱蒸汽使用,來(lái)加熱料液。
蒸汽噴射式熱泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作穩(wěn)定、價(jià)格低廉、節(jié)能等特點(diǎn)。使用蒸汽噴射式熱泵,當(dāng)引射比為1:1時(shí),效能上相當(dāng)于增加一效蒸發(fā)器,工藝流圖見圖2.
圖2 TVR熱力壓縮流程圖
2.3 MVR板式蒸發(fā)器蒸發(fā)流程
機(jī)械蒸汽再壓縮時(shí),通過(guò)機(jī)械驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)將蒸發(fā)器蒸的二次蒸汽壓縮至較高壓力和溫度。因此壓縮機(jī)作為熱泵來(lái)工作,給蒸汽增加能量。
配備有機(jī)械蒸汽再壓縮型熱泵的蒸發(fā)裝置,在一般的操作條件下僅需要很少的能量輸入,是一種開放式的系統(tǒng),而TVR熱力壓縮是一種封閉的系統(tǒng),噴射壓縮器只能壓縮一部分蒸汽,動(dòng)力蒸汽的能量最后通過(guò)冷卻水作為殘余熱量被移走。在機(jī)械蒸汽再壓縮系統(tǒng)中,所有的蒸汽被壓縮到一個(gè)較高的冷凝壓力,熱流圖如圖3所示。
圖3 機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)過(guò)程熱流圖
板式蒸發(fā)器是由板式加熱元件組成,濃縮液自加熱元件表面自下而上,又從上而下流過(guò),與加熱板片進(jìn)行熱交換,受熱的料液在加熱板片表面形成薄膜,由此而蒸發(fā),蒸發(fā)表面產(chǎn)生的蒸汽離開加熱元件的側(cè)面上升,所以幾乎不過(guò)熱地送至離心式壓縮機(jī)。蒸發(fā)的二次蒸汽被壓縮機(jī)經(jīng)一次或二次壓縮,變成較高溫度品質(zhì)的蒸汽,再送到蒸發(fā)器內(nèi)部加熱元件中作為加熱源。為了消除壓縮機(jī)中蒸汽過(guò)熱現(xiàn)象碩士畢業(yè)論文,要不斷地向壓縮機(jī)內(nèi)注入少許的蒸汽冷凝液,因?yàn)閴嚎s過(guò)程蒸汽變成過(guò)熱,為了把溫度降低到與壓縮機(jī)排出壓力相當(dāng)?shù)娘柡蜏囟取<訜嵴羝谡舭l(fā)器加熱單元中凝結(jié)成水,排出后部分送至預(yù)熱器中用來(lái)加熱待蒸發(fā)物料,少部分送至離心壓縮機(jī)中去消除過(guò)熱[2]。
3 MVR在板式蒸發(fā)系統(tǒng)中的應(yīng)用
MVR系統(tǒng)與板式蒸發(fā)系統(tǒng)的組合中,其工藝可以設(shè)計(jì)為單效蒸發(fā),也可以實(shí)現(xiàn)多效蒸發(fā),具體情況需根據(jù)MVR系統(tǒng)能提供的最大壓縮溫差來(lái)決定。
在高速透平壓縮系統(tǒng)中,由于其應(yīng)用齒輪組技術(shù),葉輪轉(zhuǎn)速較高,可以實(shí)現(xiàn)較大的壓縮比,故其壓縮后溫差較高,蒸發(fā)系統(tǒng)可以采用順流工藝,即壓縮系統(tǒng)的蒸汽吸入口與排出口間可以實(shí)現(xiàn)多效順流,其工藝簡(jiǎn)圖如圖4。但此壓縮系統(tǒng)由于其主軸轉(zhuǎn)速較高,故葉輪直徑較小,壓縮蒸汽量較小,對(duì)于較大蒸發(fā)量的蒸發(fā)裝置,此系統(tǒng)難以滿足其工藝要求。
圖4 順流工藝簡(jiǎn)圖
在離心式壓縮系統(tǒng)中,驅(qū)動(dòng)裝置電機(jī)直接與葉輪軸相連,葉輪轉(zhuǎn)速相對(duì)較低,可能實(shí)現(xiàn)極大蒸汽量的壓縮,但此裝置缺點(diǎn)為溫差t 低。如果實(shí)現(xiàn)多效連續(xù)蒸發(fā),則各效間溫差較低,影響系統(tǒng)的蒸發(fā)效率。但由于其蒸汽壓縮量大,可以實(shí)現(xiàn)并流蒸發(fā),工藝簡(jiǎn)圖見圖5。
圖5 并流工藝簡(jiǎn)圖
為了彌補(bǔ)由于采用離心式壓縮系統(tǒng)而導(dǎo)致溫差過(guò)小的缺點(diǎn),可采用多級(jí)壓縮,即應(yīng)用2個(gè)或3個(gè)離心式壓縮系統(tǒng)串聯(lián)結(jié)構(gòu),使壓縮系統(tǒng)蒸汽進(jìn)出口壓縮比增大,而蒸發(fā)系統(tǒng)可采用串聯(lián)式結(jié)構(gòu),而各效蒸發(fā)器間可能獲得相對(duì)較高的溫差,工藝簡(jiǎn)圖見見圖6。
圖6 二級(jí)壓縮順流工藝簡(jiǎn)圖
以雙效板式蒸發(fā)裝置為例,蒸發(fā)量為10t/h的雙效板式蒸發(fā)裝置,每小時(shí)需新鮮蒸汽4.5噸,成本約675元,采用MVR機(jī)械壓縮系統(tǒng)后,無(wú)需蒸汽加熱碩士畢業(yè)論文,電費(fèi)成本只需100元,MVR系統(tǒng)蒸發(fā)器運(yùn)行成本僅為普通蒸發(fā)器運(yùn)行成本的六分之一。在乳品工業(yè)中可以設(shè)計(jì)小型到中型的單效MVR蒸發(fā)器,其熱效率非常良好,可以相當(dāng)于3效MVR渦輸壓縮機(jī)蒸發(fā)器,每0.75kW可除45kg到68kg水分[3]。一般情況下,供給能量達(dá)到蒸發(fā)能量的7%~8%,即可滿足額定蒸發(fā)的生產(chǎn)需求[4]。
MVR系統(tǒng)蒸發(fā)器一般采用離心式低t壓縮風(fēng)機(jī),因其成本較低,蒸發(fā)系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)為單效大流量蒸發(fā),其蒸發(fā)溫度可以控制在55℃,實(shí)現(xiàn)真正意義上的低溫蒸發(fā),尤其適合于熱敏性物料的蒸發(fā)。這種新型熱泵蒸發(fā)裝置在正常運(yùn)行時(shí),除原料預(yù)熱使用極少量蒸汽(約為原料的2%)外,不需要其它的蒸汽熱源。當(dāng)然,壓縮機(jī)一定要靠電來(lái)驅(qū)動(dòng),會(huì)產(chǎn)生額外的電耗[5],其工藝圖見圖7。
圖7 雙效MVR板式蒸發(fā)裝置工藝圖
4 結(jié)語(yǔ)
相對(duì)于普通的蒸發(fā)設(shè)備,MVR蒸發(fā)器具有單位能量消耗低、工藝簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、蒸發(fā)溫度低、適合熱敏性物料的蒸發(fā)等優(yōu)點(diǎn),與板式蒸發(fā)器極強(qiáng)的傳熱效率相結(jié)合,將使MVR板式蒸發(fā)器具有極強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),對(duì)節(jié)能減排及促國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有極其重要的作用。
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論文關(guān)鍵詞 節(jié)能減排 排污權(quán)交易 研究
排污權(quán)交易是控制環(huán)境污染的一種新的市場(chǎng)措施,在節(jié)能減排中有重要的應(yīng)用價(jià)值。排污權(quán)交易是指在污染物處理總值處理可控的指標(biāo)范圍內(nèi),通過(guò)市場(chǎng)手段的調(diào)整和運(yùn)作并從法律、激層面建立有法可行的污染物排放制度。在政府和市場(chǎng)雙重運(yùn)作機(jī)制下,將排污權(quán)利作為一種特殊的買賣商品投放到市場(chǎng)當(dāng)中去,以此來(lái)對(duì)污染物排放進(jìn)行控制,從而達(dá)到污染物排放量,達(dá)到改善和保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。
一、排污權(quán)交易制度概述
(一)排污權(quán)交易制度的起源
世界上最早的排污權(quán)交易發(fā)源于美國(guó)。上個(gè)世紀(jì)的五十年代至七十年代期間是資本主義經(jīng)濟(jì)發(fā)展的黃金時(shí)期,經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,人們生活的提高也帶來(lái)了環(huán)境的日益惡化,面對(duì)工業(yè)二氧化硫污染問題,西方資本主義國(guó)家開始考慮節(jié)能排污問題,上個(gè)世紀(jì)六十年代末期,美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家戴爾斯對(duì)此提出了著名的排污權(quán)交易理論。美國(guó)聯(lián)邦環(huán)境保護(hù)局為了解經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)二者之間的矛盾問題,出臺(tái)《清潔空氣法》,《清潔空氣法》中在明確空氣質(zhì)量目標(biāo)時(shí)的同時(shí)也提出排污權(quán)交易的設(shè)想,并引用了“排放減少信用”概念,這是排污權(quán)交易設(shè)想第一次提出,也僅僅處于概念設(shè)想階段。從1977年開始,美國(guó)以“排放減少信用”為中心先后制定了包括:補(bǔ)償政策、泡泡政策、節(jié)余政策、銀行政策等在內(nèi)的排污權(quán)交易計(jì)劃。1986年,美國(guó)聯(lián)邦環(huán)境保護(hù)局又?jǐn)U大了政策范圍,允許排污削減量的相互轉(zhuǎn)讓和交換,這為各工廠和企業(yè)在如何進(jìn)行費(fèi)用最小的污染削減方面提供了巨大空間。隨后,德國(guó)、英國(guó)等西方國(guó)家也相繼效仿實(shí)行了排污權(quán)交易制度。
(二)排污權(quán)交易制度的主要特點(diǎn)
排污交易制度作為一項(xiàng)改善和保護(hù)環(huán)境的經(jīng)濟(jì)手段,不僅可以將排污費(fèi)用納入到企業(yè)的生產(chǎn)成本中,改善企業(yè)排污、控污的相關(guān)技術(shù),還可以通過(guò)調(diào)整污染物排放的總量控制計(jì)劃來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)排放污染物政府宏觀調(diào)控的目的,這樣,即能夠降低管理成本,又能夠有效地調(diào)和日益擴(kuò)大的社會(huì)生產(chǎn)和有限的環(huán)境容量資源之間的矛盾。排污權(quán)交易制度主要有以下幾個(gè)方面的特征:
一是污染治理成本小。通常情況下,排污、控污使用成本較低的企業(yè)會(huì)覺得自己進(jìn)行拿出成本控制污染比購(gòu)買污染物排污權(quán)要更加經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠;而排污、控污使用成本較高的企業(yè)通常會(huì)認(rèn)為購(gòu)買排污權(quán)比自己治理企業(yè)排污要更加節(jié)約成本,達(dá)到效果更加突出。所以,就會(huì)出現(xiàn),排污、控污使用成本較低的企業(yè)主動(dòng)通過(guò)市場(chǎng)將排污權(quán)出售給治理使用成本較高的排污、控污企業(yè)。
二是污染治理有效。在整體排污量控制目標(biāo)不變的前提下,開展排污交易制度,可以促使排污量較大的企業(yè)通過(guò)市場(chǎng)運(yùn)作對(duì)自身排污量進(jìn)行科學(xué)、合理的優(yōu)化選擇、配置,這樣,既達(dá)到了改善環(huán)境質(zhì)量的整體目標(biāo)的目的,還使得企業(yè)降低了自身排污量避免資源閑置、浪費(fèi)。
三是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)帶來(lái)的污染源增加,環(huán)境惡化,是不可避免的現(xiàn)象。在國(guó)家倡導(dǎo)節(jié)能減排的大背景下,通過(guò)排污交易制度的市場(chǎng)化運(yùn)行,當(dāng)有新的污染源加入排污、控污管理系統(tǒng)時(shí),污染企業(yè)會(huì)主動(dòng)通過(guò)政府部門或者市場(chǎng)手段向已進(jìn)入市場(chǎng)運(yùn)作的排污企業(yè)購(gòu)買允許排放量,這樣,環(huán)境質(zhì)量得到了持續(xù)改善,總的排污、控污指標(biāo)、污染負(fù)荷保持不變,新的排污企業(yè)則通過(guò)許可證交易得到了持續(xù)發(fā)展,促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)。
二、我國(guó)排污權(quán)交易制度的實(shí)施現(xiàn)狀
本文以國(guó)家節(jié)能排污試驗(yàn)點(diǎn)浙江省紹興市為例,通過(guò)對(duì)紹興市試行排污權(quán)交易制度現(xiàn)狀的介紹來(lái)分析我國(guó)的排污權(quán)交易制度現(xiàn)狀。浙江省紹興市是沿海城市,位于浙江北部、長(zhǎng)三角南部,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),2011年紹興市GDP已經(jīng)達(dá)到3291億美元,中國(guó)企業(yè)500強(qiáng)有7家入主紹興,經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí),該地區(qū)也出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次較低、能耗高、污染重等弱點(diǎn),這些現(xiàn)象嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)仄髽I(yè)的健康發(fā)展。如:2009年,全市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中以高能耗、重污染為主要特點(diǎn)的紡織、印染、化工、制革、造紙等行業(yè)逐年增強(qiáng)。目前,環(huán)境污染總量已接近環(huán)境容量上限,節(jié)能減排,治理環(huán)境污染已經(jīng)成為阻礙紹興市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要障礙之一。2007年5月,國(guó)家環(huán)保總局和浙江省環(huán)保局決定,在紹興市探索建立排污權(quán)交易制度試點(diǎn),同年8月,紹興市通過(guò)了《紹興市主要污染物排污權(quán)交易辦法(試行)》,經(jīng)市政府批準(zhǔn)成立了紹興市排污權(quán)儲(chǔ)備交易中心,并成功地進(jìn)行了交易。經(jīng)過(guò)三個(gè)多月的試運(yùn)行后,同年11月,在國(guó)家環(huán)保總局的支持下,紹興市排污權(quán)儲(chǔ)備交易中心正式成立。
(一)紹興市排污權(quán)交易制度介紹
一是《紹興市主要污染物排污權(quán)交易辦法(試行)》主要內(nèi)容。引辦法對(duì)紹興市排污權(quán)交易制度做出明確的規(guī)定:從2007年11月1日起全市所有新建、擴(kuò)建、技改項(xiàng)目新增主要污染物排污量都必須通過(guò)排污交易獲得。這一舉動(dòng)紹興市各企業(yè)無(wú)償獲得排污許可證的歷史;同時(shí)成立專門的排污交易管理部門“紹興市排污權(quán)儲(chǔ)備交易中心”,并要求紹興市所屬的各縣(市)結(jié)合本地區(qū)的實(shí)際經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況成立當(dāng)?shù)氐慕灰字行摹T诰唧w的排污交易工作開展過(guò)程中,全市所有的排污交易行為都以“排污權(quán)儲(chǔ)備交易中心”為基礎(chǔ)平臺(tái),未經(jīng)過(guò)中心認(rèn)可的交易行為被視為無(wú)效。此外,紹興市環(huán)保局作為全市排污權(quán)儲(chǔ)備交易活動(dòng)的行政監(jiān)督管理部門,具有宏觀調(diào)控作用,排污權(quán)儲(chǔ)備交易中心由排污交易活動(dòng)所取得的收入全部用于全市節(jié)能減排項(xiàng)目建設(shè)中。
二是明確排污權(quán)交易對(duì)象。在試點(diǎn)過(guò)程中,全市排污企業(yè)只有經(jīng)過(guò)工程治理項(xiàng)目、結(jié)構(gòu)調(diào)整減排項(xiàng)目等減排工作措施后所剩余的排污指標(biāo),經(jīng)市環(huán)保部門專家組認(rèn)定、審核后上交給市環(huán)保局并經(jīng)得到確認(rèn)后,才可以進(jìn)入到排污權(quán)儲(chǔ)備交易市場(chǎng)同相關(guān)企業(yè)進(jìn)行交易。在排污權(quán)交易過(guò)程中,所有交易活動(dòng)必須嚴(yán)格遵照規(guī)定程序進(jìn)行辦理;原有的無(wú)償獲取排污權(quán)的企業(yè),當(dāng)發(fā)生搬遷他地、破產(chǎn)、倒閉后,其排污權(quán)由市排污權(quán)儲(chǔ)備交易中心收回。
三是建立排污權(quán)儲(chǔ)備交易部門。針對(duì)排污交易工作落實(shí)、開展,紹興市政府專門成立“紹興 市排污權(quán)儲(chǔ)備交易中心”,受市政府的直接監(jiān)督管理,通過(guò)對(duì)企業(yè)現(xiàn)存的多余排污權(quán)反復(fù)清理、溝通,最終,使得全市各企業(yè)主手中多余的排污權(quán)全部存入到排污權(quán)儲(chǔ)備交易中心。
四是建立排污權(quán)分配與審核監(jiān)督制度。在開展排污權(quán)交易制度前,市內(nèi)各企業(yè)可以無(wú)償獲得的排污權(quán),未經(jīng)過(guò)市政府相關(guān)行政部門許可審批,不能隨意剝奪。排污、控污企業(yè)的交易行為只要符合規(guī)定,并經(jīng)排污權(quán)儲(chǔ)備交易中心審核確認(rèn)后,即可進(jìn)行交易。對(duì)企業(yè)通過(guò)交易所得的排污權(quán),環(huán)保部門將通過(guò)污染監(jiān)控系統(tǒng)和排污、控污申報(bào)制度以及飛行監(jiān)測(cè)等手段來(lái)加強(qiáng)監(jiān)督管,以確保排污權(quán)交易行為能夠公開、公平、公正。
(二)紹興實(shí)行排污權(quán)交易制度分析
一是市場(chǎng)不完善,制度不健全。政府在起初剛剛開始優(yōu)化配置環(huán)境容量資源時(shí)容易受到制約。由于市場(chǎng)不完善,排污權(quán)制度初具雛形,不成熟、不健全,而市場(chǎng)本身有著逐利的特點(diǎn),使得一部分企業(yè)把污染物排放指標(biāo)當(dāng)作日后可以升值的增值產(chǎn)品,導(dǎo)致市場(chǎng)上出現(xiàn)了“一票難求”的局面。
二是環(huán)境容量難以量化。排污權(quán)交易制度的能夠?qū)嵭械闹匾疤崾黔h(huán)境容量及其價(jià)值能夠分解并通過(guò)市場(chǎng)再銷售,但以目前科技水平而言,具體計(jì)算和操作難度較大,富余的環(huán)境容量難以精確計(jì)算、限制了總量控制等相關(guān)制度的實(shí)施。此外,現(xiàn)行的政府管理體制和考核任用制度,使得一屆地方領(lǐng)導(dǎo)往往出于自身業(yè)績(jī)的政治考慮,通常會(huì)偏向政績(jī)、發(fā)展經(jīng)濟(jì)而不充分考慮環(huán)境質(zhì)量以及總量控制等,這樣,對(duì)于排污權(quán)許可證的申請(qǐng)、審核、發(fā)放、監(jiān)督和管理便流于形式。
三、我國(guó)排污權(quán)交易制度所面臨的問題
(一)政策和法律制度落后
自改革開放以來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)已實(shí)現(xiàn)連續(xù)多年快速增長(zhǎng),但與之相適應(yīng)的相關(guān)法律、法規(guī)還沒有跟上腳步。目前,在法律層面還沒有關(guān)于排污權(quán)制度方面法律、法規(guī),屬于空白領(lǐng)域。所以,我國(guó)排污、控污工作上首要解決的問題是在法律上能夠建立并確認(rèn)排污權(quán)交易制度,以便于它通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制來(lái)運(yùn)作、分配。通過(guò)紹興的排污交易制度試點(diǎn)開展,可知,排污權(quán)交易制度的推行是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,推行的前提是必須要有完整的、操作性強(qiáng)的法律制度來(lái)支撐。在排污權(quán)交易的具體實(shí)施過(guò)程中,從項(xiàng)目的選定、單位審核、許可證總量的認(rèn)證、交易權(quán)分配等項(xiàng)工作,都涉及到大量的立法工作來(lái)給予支持。
(二)排污權(quán)交易市場(chǎng)不規(guī)范
目前,在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)中,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)占了很大的比重,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)有著“數(shù)量多、規(guī)模小、分布散”的特點(diǎn),它們所造成的工業(yè)排放污染占全國(guó)工業(yè)污染物排放的50%以上。這決定著我國(guó)排污權(quán)交易制度在基礎(chǔ)信息、環(huán)境監(jiān)測(cè)、具體執(zhí)行等方面操作比較困難。此外,出于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的考慮,存有剩余排污量指標(biāo)的企業(yè)不肯拿到市場(chǎng)上進(jìn)行出售;一些地區(qū)出于地方性保護(hù)的想法,明令禁止把排污權(quán)指標(biāo)轉(zhuǎn)讓給其它地區(qū)等。
(三)總量控制同經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的矛盾
一是排污總量的合理確定需要以先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)支撐為基礎(chǔ),必須有先進(jìn)的技術(shù)作保證,但我國(guó)在這項(xiàng)排污、控污領(lǐng)域的技術(shù)研究尚處于起步階段。二是我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),決定著排污總量控制與粗放型經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的矛盾不可避免。當(dāng)前的各地方政府的主要業(yè)績(jī)核指標(biāo)仍以GDP為主,這就導(dǎo)致地方政府片面追求粗放型經(jīng)濟(jì),而不注重環(huán)保節(jié)能,造成了粗放型經(jīng)理經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與排污、控污總量控制的之間尖銳矛盾。
四、我國(guó)排污交易制度的出路
通過(guò)前文對(duì)浙江省紹興市的排污交易制度的分析和闡述,筆者認(rèn)為,排污交易制度有著很大的市場(chǎng)空間和政策活力,對(duì)節(jié)能減排作用非常明顯。只要政府部門能夠重視發(fā)揮排污交易制度,按需所求,制定切合實(shí)際排污交易政策,我國(guó)的節(jié)能減排工作一定會(huì)有大的起色:
(一)建立和健全排污權(quán)的法規(guī)制度
首先,我國(guó)出臺(tái)和完善環(huán)境政策的基本經(jīng)驗(yàn)是先選代表性的幾個(gè)點(diǎn)試點(diǎn)、再局部示范、最后全范圍推廣。2007年以來(lái),政府先后在浙江省的嘉興、紹興等地試點(diǎn)排污權(quán)交易制度,重點(diǎn)加強(qiáng)了太湖流域COD交易平臺(tái)建設(shè)和電力行業(yè)二氧化硫排污權(quán)有償使用和排污交易試點(diǎn)工作。其次,加強(qiáng)排污交易機(jī)制的法制建設(shè),是我國(guó)政府嘗試運(yùn)行排污權(quán)交易等環(huán)境政策改革的根本性基礎(chǔ),結(jié)合市場(chǎng)實(shí)際,逐步實(shí)現(xiàn)排污交易全程的規(guī)范化和法制化。最后,在修訂《環(huán)境保護(hù)法》和《水污染防治法》、《大氣污染防治法》等相關(guān)法律規(guī)定時(shí),應(yīng)對(duì)有償取得排污權(quán)和排污交易給予明確的法律地位。
? (二)建立有效的監(jiān)管制度
排污權(quán)就是法權(quán),就是制度,建立有效的監(jiān)管制度是排污交易機(jī)制運(yùn)行的根本性保障。一方面必須監(jiān)督管控排污、控污企業(yè)在日常工作中是否遵守、執(zhí)行排污交易制度;另一方面必須以行政手段規(guī)范交易市場(chǎng)秩序,降低交易成本;排污交易市場(chǎng)如果沒有有序的市場(chǎng)秩序,有效的執(zhí)法監(jiān)管,排污交易制度將成為一紙空文。所以,必須嚴(yán)格把關(guān)交易權(quán)許可和審批,加大監(jiān)督檢查力度和行政處罰制裁措施。
(三)加強(qiáng)技術(shù)支撐體系建設(shè)
目前,在具體實(shí)施排污權(quán)交易政策的過(guò)程中尚有許多技術(shù)性難題沒有解決,這些問題直接影響大眾對(duì)政策的認(rèn)可,政策執(zhí)行的有效性和公平性,因此,政府部門應(yīng)加快排污技術(shù)課題的研發(fā)力度,為排污交易制度的有效推行提供關(guān)鍵性的技術(shù)支持。
(四)初次分配公平合理
因?yàn)槲业呐盼劢灰字贫冗€處超始階段,所以,企業(yè)排污權(quán)的初次分配是在政府主導(dǎo)下進(jìn)行的。排污權(quán)的初次分配能否公平將直接影響交易活動(dòng)的正常運(yùn)行。政府相關(guān)部門應(yīng)出臺(tái)相關(guān)的政策明確市場(chǎng)中企業(yè)排污權(quán)的“產(chǎn)、權(quán)、責(zé)”的劃分,明確國(guó)家環(huán)保部門是排污交易市場(chǎng)的行政部門,具有確定排污目標(biāo)總量和初次分配責(zé)任,科學(xué)、合理的確定排污權(quán)交易制度的條件、程序和時(shí)限要求。
(五)加強(qiáng)污染源監(jiān)測(cè)、監(jiān)管體系
公平、有效的推行排污權(quán)交易制度,必須使各類污染物排放處在有效的監(jiān)控管理范圍內(nèi)。所以,應(yīng)加強(qiáng)環(huán)保監(jiān)督部門的監(jiān)測(cè)和監(jiān)管能力,如:擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍;保證對(duì)各類污染物排放的有效監(jiān)控;搭建排污、控污信息數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)等,建立企業(yè)污染物排放臺(tái)帳制度,通過(guò)上述各種有效的管理制度、技術(shù)手段來(lái)保證企業(yè)污染物的排放處在有效的監(jiān)測(cè)、監(jiān)控范圍內(nèi)。
(六)完善排污權(quán)交易市場(chǎng),優(yōu)化環(huán)境資源配置
首先,完善排污權(quán)交易二級(jí)市場(chǎng),明確市場(chǎng)政策的主要對(duì)象和作用范圍是優(yōu)化市場(chǎng)機(jī)制配置環(huán)境容量的關(guān)鍵所在。對(duì)于新加入企業(yè),可以允許通常政府或者二級(jí)市場(chǎng)中獲得排污指標(biāo),在交易價(jià)格設(shè)計(jì)上,應(yīng)以政府宏觀調(diào)控下的市場(chǎng)機(jī)制為主,防止出現(xiàn)交易壟斷。對(duì)配額的交易進(jìn)行跟蹤監(jiān)管,特別對(duì)跨區(qū)交易,避免因排污密集造成的污染局部地區(qū)集中排放現(xiàn)象。其次,排污權(quán)的轉(zhuǎn)讓必須經(jīng)過(guò)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門提出申請(qǐng)后才能納入環(huán)評(píng)審批管理程序。這樣,通過(guò)嚴(yán)格的審批管理和立法手段,有效地遏制如:排污權(quán)非法轉(zhuǎn)讓;蓄意囤積、擾亂市場(chǎng)價(jià)格等行為,通過(guò)這些措施確保排污權(quán)在二級(jí)市場(chǎng)上能夠正常交易,實(shí)現(xiàn)真正激活排污交易市場(chǎng)。
[關(guān)鍵詞]物流低碳化;國(guó)外經(jīng)驗(yàn);政策建議
[中圖分類號(hào)]F503[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1005-6432(2012)15-0011-04
1 引 言
近年來(lái),隨著全球氣候變暖等環(huán)境問題的出現(xiàn),減少碳排放逐漸成為世界各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。2009年哥本哈根會(huì)議召開前,中國(guó)政府宣布了到2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值溫室氣體排放比2005年下降40%~45%的行動(dòng)目標(biāo),并作為約束性指標(biāo)納入國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃。2011年3月,《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》提出“十二五”時(shí)期中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化約束性目標(biāo):到2015年,單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2010年下降17%,單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比2010年下降16%,非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到11.4%。
物流業(yè)作為我國(guó)重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一,也將隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展而得到進(jìn)一步發(fā)展。但與此同時(shí),物流業(yè)的碳排放所占碳排放總量比例巨大,達(dá)到18.9%。2008年《美國(guó)科學(xué)院學(xué)報(bào)》刊登的研究報(bào)告表明,自1998年至2008年,二氧化碳排放總量全球增加了13%,其中交通工具的碳排放總量增長(zhǎng)率為25%。我國(guó)物流行業(yè)的碳排放情況缺乏相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),但從全球范圍來(lái)看,物流業(yè)本身就是能源消耗和碳排放的大戶,而且隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展,這個(gè)比例可能會(huì)更高,其節(jié)能減排潛力巨大。因此,要發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),物流業(yè)的低碳化發(fā)展成為亟待解決的重點(diǎn)問題之一。
2 我國(guó)物流低碳化發(fā)展的現(xiàn)狀及問題
隨著世界性環(huán)境問題的不斷出現(xiàn)和一系列國(guó)際環(huán)境會(huì)議的召開,低碳經(jīng)濟(jì)越來(lái)越成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主題。物流業(yè)是低碳經(jīng)濟(jì)的重要部分,我國(guó)為促進(jìn)物流低碳化發(fā)展已采取了許多政策措施,但仍然有一些不足,這主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。
2.1 低碳物流的制度建設(shè)已取得了較大進(jìn)展,但仍有很大發(fā)展空間發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)需要較高的技術(shù)水平、優(yōu)良的設(shè)備、優(yōu)秀的人才等,這無(wú)疑會(huì)增加企業(yè)的成本。為了避免私人成本社會(huì)化,稅收優(yōu)惠、政府補(bǔ)貼是行之有效的方法。我國(guó)已采取了一些促進(jìn)低碳物流發(fā)展的政策和措施,如:2011年我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)有122個(gè)節(jié)能減排項(xiàng)目獲得共2.5億元專項(xiàng)資金支持,拉動(dòng)投資達(dá)到80.6億元;2011年財(cái)政部和商務(wù)部第28號(hào)公告,公布2011年老舊汽車報(bào)廢更新補(bǔ)貼車輛范圍及補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn);自2011年7月1日起,對(duì)符合條件的國(guó)內(nèi)企業(yè)為生產(chǎn)國(guó)家支持發(fā)展的千萬(wàn)噸煉油設(shè)備及天然氣管道運(yùn)輸設(shè)備、大型船舶裝備等,免征關(guān)稅和進(jìn)口環(huán)節(jié)增值稅。然而就目前低碳物流發(fā)展水平來(lái)看,我國(guó)現(xiàn)已實(shí)行的相關(guān)政策不能在大范圍內(nèi)有效地激勵(lì)企業(yè)采取低碳行為,這表明其廣度和深度有待提高。
物流業(yè)在低碳經(jīng)濟(jì)中承擔(dān)著重要的責(zé)任,追求物流業(yè)的低碳化,首先要測(cè)算出企業(yè)現(xiàn)在的碳排放情況。現(xiàn)在比較權(quán)威的核算體系是溫室氣體核算體系。中國(guó)雖已引入該體系,但沒有落實(shí)到包括物流行業(yè)在內(nèi)的各行各業(yè)以及各個(gè)企業(yè),導(dǎo)致目前多數(shù)企業(yè)對(duì)于自己的減排目標(biāo)和減排量仍不明確。
2.2 低碳意識(shí)比較缺乏,要實(shí)現(xiàn)從社會(huì)到物流企業(yè)的低碳化尚需努力從社會(huì)角度來(lái)看,“低碳”概念產(chǎn)生之后,全球各國(guó)開始了探索經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)和諧共進(jìn)的道路,低碳的影響力已經(jīng)開始滲透進(jìn)社會(huì)的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)、居民生活等方方面面,“低碳生活”“低碳產(chǎn)品”等概念層出不窮;然而,公民對(duì)低碳這一概念的真正的、正確的了解卻一直處于較低的水平。根據(jù)問卷星網(wǎng)站對(duì)有關(guān)低碳問題的問卷調(diào)查結(jié)果,大多數(shù)民眾對(duì)低碳、低碳生活等概念只是有一個(gè)大致的了解,低碳意識(shí)在民眾中的普及程度還很低,因而低碳政策執(zhí)行力不高。
對(duì)物流企業(yè)來(lái)說(shuō),隨著環(huán)境污染日益嚴(yán)重和全球“低碳革命”的興起,物流作為高端服務(wù)業(yè),也必須走低碳化發(fā)展的道路。然而我國(guó)的物流行業(yè)發(fā)展時(shí)間較短,仍處于粗放、專業(yè)化水平低的狀態(tài),而這種粗放、低效率的物流運(yùn)作模式造成了能耗的增加和資源的浪費(fèi)。低碳物流的概念引入我國(guó)的時(shí)間仍較短,很多物流企業(yè)尤其是中小型的私有企業(yè)的負(fù)責(zé)人,還沒有意識(shí)到物流行業(yè)低碳化的重要性和必要性,因此也就不會(huì)有目的地向低碳化物流發(fā)展。
2.3 低碳技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用與先進(jìn)國(guó)家相比仍有一定差距
我國(guó)在信息、運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)等方面的關(guān)鍵技術(shù)的研究開發(fā)相比國(guó)外或許有一定的差距,但這并不是物流低碳化的主要“瓶頸”,相對(duì)于技術(shù)的開發(fā)水平,我國(guó)企業(yè)對(duì)技術(shù)的應(yīng)用水平更是低碳物流發(fā)展的一個(gè)明顯短板。因此,技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的重點(diǎn)在于如何推動(dòng)低碳物流技術(shù)的運(yùn)用,政府的科學(xué)規(guī)劃在其中起到基礎(chǔ)性作用。然而我國(guó)目前還沒有專門的部門來(lái)規(guī)劃物流業(yè)的發(fā)展和監(jiān)督物流活動(dòng)的實(shí)施。物流活動(dòng)需跨越不同的行業(yè)和地區(qū),而管理卻分屬不同的職能部門,如交通運(yùn)輸、鐵道、民航、郵政、商務(wù)等;特別是我國(guó)空運(yùn)、鐵路、公路等專業(yè)化物流系統(tǒng)分割運(yùn)營(yíng),使得物流低碳化技術(shù)很難普及。同時(shí)我們注意到,運(yùn)輸過(guò)程的碳排放量巨大,行業(yè)能耗約占社會(huì)總能耗的18.9%。目前,我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)單位能耗與先進(jìn)國(guó)家相比還有較大差距,節(jié)能減排潛力巨大。雖然我國(guó)的清潔能源技術(shù)尚不成熟,但是與推進(jìn)清潔能源在物流行業(yè)中的應(yīng)用相比,低碳物流技術(shù)應(yīng)用才是限制低碳運(yùn)輸發(fā)展的關(guān)鍵問題。
2.4 低碳物流人才比較缺乏,亟須加大培養(yǎng)力度
我國(guó)很多高校都有物流管理或者物流工程專業(yè),但很少開設(shè)低碳物流或者低碳經(jīng)濟(jì)方面的課程;高校和研究機(jī)構(gòu)對(duì)低碳物流的研究缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),企業(yè)的研究人員對(duì)理論的整體理解不夠深入。我國(guó)在專業(yè)人才的培養(yǎng)和從業(yè)人員的培訓(xùn)上并沒有完整的一套政策體系,無(wú)法為低碳物流的發(fā)展提供充足的人才儲(chǔ)備。
3 國(guó)外物流低碳化發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)
英國(guó)、歐盟、美國(guó)、日本等國(guó)家和地區(qū)對(duì)物流低碳化的研究起步較早、發(fā)展水平較高、政策措施比較完善,通過(guò)對(duì)其發(fā)展經(jīng)驗(yàn)的整理分析,將為我國(guó)的低碳物流政策體系的建立和完善提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。
3.1 英國(guó)
英國(guó)在物流低碳化方面起步最早,其“碳預(yù)算”體系和一系列經(jīng)濟(jì)政策工具的運(yùn)用在低碳技術(shù)的推廣和發(fā)展中卓有成效。
2007年3月,英國(guó)通過(guò)《氣候變化法》,主要內(nèi)容包括:碳財(cái)政預(yù)算提供目標(biāo)管理,建立氣候變化委員會(huì),為英國(guó)能在2050年達(dá)到溫室氣體減排量60% 的法定目標(biāo)出謀劃策,在排放交易方面賦予政府更大權(quán)力等。2009年4月,英國(guó)通過(guò)立法成為全球首個(gè)實(shí)施“碳預(yù)算”的國(guó)家,也成為首個(gè)把實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排目標(biāo)納入法律框架的國(guó)家。“碳預(yù)算”體系要求從2008年開始,以5年作為一個(gè)減排周期。
英國(guó)通過(guò)氣候變化稅、氣候變化協(xié)議、氣體排放貿(mào)易機(jī)制、碳信托基金等一系列經(jīng)濟(jì)政策工具的運(yùn)用達(dá)到推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目的,其中碳基金被認(rèn)為是最富有成效的經(jīng)濟(jì)政策手段:英國(guó)鼓勵(lì)企業(yè)與政府簽署資源氣候變化協(xié)議,對(duì)簽訂協(xié)議的企業(yè),如果企業(yè)達(dá)到協(xié)議規(guī)定的能效或減排目標(biāo)就可以減免80%的碳稅。
目前,英國(guó)已初步形成了以市場(chǎng)為基礎(chǔ)、以政府為主導(dǎo)、以全體企業(yè)公共部門和居民為主體的互動(dòng)體系。
3.2 歐盟
歐盟在低碳意識(shí)普及方面為全世界做出了表率,各國(guó)政府為推廣低碳技術(shù)、培養(yǎng)低碳人才開發(fā)做出了巨大的努力。
歐盟于2000 年6月啟動(dòng)歐盟氣候變化計(jì)劃,該計(jì)劃旨在確保歐盟在其管轄范圍內(nèi)制定最為經(jīng)濟(jì)有效的政策措施,減少溫室氣體排放,實(shí)施《京都議定書》確定的各項(xiàng)減排目標(biāo)。計(jì)劃整合了歐盟正在實(shí)施的各類減排活動(dòng),除歐盟委員會(huì)牽頭外,還發(fā)動(dòng)了行業(yè)部門、非政府組織、各國(guó)專家等相關(guān)各方廣泛參與。
2007年年底,歐盟委員會(huì)通過(guò)了歐盟能源技術(shù)戰(zhàn)略計(jì)劃,明確提出鼓勵(lì)推廣低碳能源技術(shù),促進(jìn)歐盟未來(lái)能源可持續(xù)利用機(jī)制的建立和發(fā)展。歐盟各國(guó)在推動(dòng)可再生能源產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程中,都強(qiáng)調(diào)了政府在可再生能源發(fā)展中的責(zé)任,通常是政府科技投入先行,隨后進(jìn)行市場(chǎng)開拓,以此來(lái)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
2009年11月23日,歐盟委員會(huì)發(fā)表的《2009年度歐洲就業(yè)報(bào)告》指出,歐盟國(guó)家一個(gè)新的階層“綠領(lǐng)”即將產(chǎn)生,他們將從事環(huán)保材料生產(chǎn)、碳足跡測(cè)量、環(huán)保評(píng)估等工作。為此,從現(xiàn)在起,歐盟在制定就業(yè)政策時(shí)就必須充分考慮這一因素,并加強(qiáng)“綠領(lǐng)”行業(yè)的宣傳和技能培訓(xùn),以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的需要。
3.3 美國(guó)
美國(guó)政府發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的政策措施可以分為節(jié)能增效、開發(fā)新能源、應(yīng)對(duì)氣候變化等多個(gè)方面,其中新能源是其核心。
2009年2月,奧巴馬正式簽署了以發(fā)展新能源為核心的“美國(guó)復(fù)興和再投資計(jì)劃”。未來(lái)10年美國(guó)政府將投資1500億美元建立“清潔能源研發(fā)基金”,為使用太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物燃料和其他清潔可替代能源的企業(yè)提供250億~450億美元的稅收抵免。
在通過(guò)政府牽頭、財(cái)政補(bǔ)貼等方法加強(qiáng)低碳技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的同時(shí),美國(guó)力求通過(guò)一系列的法律法規(guī)大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),這些法律法規(guī)對(duì)于美國(guó)各個(gè)行業(yè)的節(jié)能減排規(guī)定了明確的法律約束和指標(biāo)控制。
2009年6月26日,美國(guó)眾議院通過(guò)的《美國(guó)清潔能源和安全法案》不僅設(shè)定了美國(guó)溫室氣體減排的時(shí)間表,還引入溫室氣體排放權(quán)配額與交易機(jī)制。其主要內(nèi)容包括:①排放總量控制。對(duì)約占溫室氣體排放量85%的排放源設(shè)置了具有法律約束力且逐年下降的總量限額。②配額發(fā)放。排放源對(duì)其排放的溫室氣體須持有相應(yīng)數(shù)量的排放配額,并可以交易、儲(chǔ)存和借貸。最初幾年對(duì)排放配額中的80%進(jìn)行免費(fèi)發(fā)放,之后隨著總配額的減少,免費(fèi)發(fā)放配額也將逐年減少。③治理結(jié)構(gòu)。除美聯(lián)邦環(huán)保署和國(guó)務(wù)院外,還授權(quán)美農(nóng)業(yè)部、美能源管理委員會(huì)、商品期貨交易委員會(huì)分別負(fù)責(zé)相關(guān)監(jiān)管。
3.4 日本
日本在新能源推廣方面同樣做出了很大的努力,同時(shí),日本采取了許多財(cái)政貨幣手段支持低碳物流企業(yè)的發(fā)展。
2006年,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省編制了《新國(guó)家能源戰(zhàn)略》,通過(guò)強(qiáng)有力的法律手段,全面推動(dòng)各項(xiàng)節(jié)能減排措施的實(shí)施。2008年5月19日,日本內(nèi)閣綜合科學(xué)技術(shù)會(huì)議公布了《低碳技術(shù)計(jì)劃》,設(shè)計(jì)出一套低碳技術(shù)戰(zhàn)略圖:一是今后5年將在低碳技術(shù)創(chuàng)新方面投入300億美元,開發(fā)氣溫變化監(jiān)測(cè)與影響評(píng)估技術(shù)等;二是在強(qiáng)調(diào)政府在基礎(chǔ)研究中的作用和責(zé)任的同時(shí),鼓勵(lì)私有資本的投入;三是建立官、產(chǎn)、學(xué)密切合作的國(guó)家研發(fā)體系,提高技術(shù)研發(fā)水平和效率。2009年,日本政府推出的經(jīng)濟(jì)刺激方案延伸和細(xì)化了2006年提出的《新國(guó)家能源戰(zhàn)略》,如發(fā)展環(huán)保車等。
日本政府通過(guò)政策性銀行,如日本開發(fā)銀行(DBJ)、日本中小企業(yè)融資公司,對(duì)進(jìn)行節(jié)能投資的企業(yè)給予貼息和低息優(yōu)惠貸款。企業(yè)改造現(xiàn)有設(shè)備、減少化石能源消耗、資源再生利用的技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目,享受國(guó)家規(guī)定的特別利率優(yōu)惠。
4 我國(guó)物流低碳化發(fā)展的政策建議
通過(guò)參考國(guó)外低碳物流發(fā)展經(jīng)驗(yàn),針對(duì)我國(guó)現(xiàn)狀,筆者從制度建設(shè)、低碳意識(shí)培養(yǎng)、低碳物流技術(shù)發(fā)展應(yīng)用以及低碳物流人才培育四個(gè)方面提出我國(guó)物流低碳化發(fā)展的建議。
4.1 制度建設(shè)
(1)稅收政策。要限制各物流企業(yè)的碳排放量,首先必須制定碳排放標(biāo)準(zhǔn),即在全國(guó)范圍內(nèi)建立一套檢測(cè)和評(píng)估體系,即“碳預(yù)算”體系,以確定我國(guó)物流業(yè)減少碳排放的潛能。引入“碳預(yù)算”措施,要求各大物流企業(yè)在一定時(shí)間內(nèi)完成各自的碳預(yù)算,制定出各自的減排和低碳發(fā)展戰(zhàn)略,詳細(xì)列出減排項(xiàng)目;政府將對(duì)這些項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)評(píng),確定各物流企業(yè)的減排潛能和任務(wù)。該“碳預(yù)算”措施要每隔五年進(jìn)行一次,以適應(yīng)物流企業(yè)低碳發(fā)展的進(jìn)度。
政府依據(jù)“碳預(yù)算”措施所確定的具體減排數(shù)值制定稅收政策,減少的碳排放量少于這一數(shù)值的實(shí)行較高的稅率,高于這一數(shù)值的實(shí)行較低的稅率。同時(shí)采取更多促進(jìn)開發(fā)利用清潔能源的稅收政策,對(duì)相關(guān)企業(yè)給予稅收優(yōu)惠。
(2)補(bǔ)貼政策。政府的補(bǔ)貼政策主要通過(guò)各種基金的形式實(shí)現(xiàn)。一類是物流企業(yè)低碳發(fā)展基金。該基金主要用于對(duì)開展減排及能效改進(jìn)活動(dòng)的企業(yè)補(bǔ)貼部分資金、對(duì)引入特定節(jié)能技術(shù)的中小型物流企業(yè)補(bǔ)貼資金。另一類是節(jié)能減排專項(xiàng)資金,其中一部分用于支持物流低碳化發(fā)展。與此同時(shí),國(guó)家規(guī)定一系列物流方面節(jié)能產(chǎn)品,如小排量汽車等,并對(duì)這些產(chǎn)品給予價(jià)格折扣,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其購(gòu)買者的補(bǔ)貼。
(3)政府采購(gòu)。國(guó)家制定完善低碳采購(gòu)政策。撰寫低碳目標(biāo),公布節(jié)能產(chǎn)品政府采購(gòu)清單,政府采購(gòu)清單中要包括涉及運(yùn)輸?shù)吞蓟墓?jié)能車輛和涉及包裝低碳化的綠色包裝等;將采購(gòu)低碳化制度化、法律化。
政府采購(gòu)應(yīng)當(dāng)逐步建立起低碳采購(gòu)網(wǎng)絡(luò),覆蓋中央政府、地方政府、企業(yè)等,利用地方政府采購(gòu)手段支持低碳物流企業(yè)的發(fā)展。地方政府可考慮將政府采購(gòu)中涉及低碳物流部分的合同向物流企業(yè)以特定的方式和政策進(jìn)行傾斜,培育和做強(qiáng)低碳物流企業(yè)。
(4)金融市場(chǎng)。從市場(chǎng)層面來(lái)看,在建立“碳預(yù)算”制度的基礎(chǔ)上,逐步建立碳排放交易市場(chǎng),并設(shè)立物流分市場(chǎng)。通過(guò)規(guī)范自愿減排交易和排放權(quán)交易試點(diǎn),完善碳排放交易價(jià)格形成機(jī)制,逐步建立企業(yè)間跨省區(qū)的物流碳排放權(quán)交易體系,充分發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制在優(yōu)化資源配置上的基礎(chǔ)性作用,以最小化成本實(shí)現(xiàn)溫室氣體排放控制目標(biāo)。
在貨幣市場(chǎng)領(lǐng)域,對(duì)進(jìn)行節(jié)能投資的物流企業(yè)給予貸款貼息和低息優(yōu)惠貸款;在資本市場(chǎng)領(lǐng)域,支持低碳物流企業(yè)上市融資,對(duì)其上市提供各種優(yōu)惠政策。
4.2 低碳意識(shí)培養(yǎng)
要想讓企業(yè)和民眾都把低碳提上議程,不僅要讓其了解有關(guān)低碳的常識(shí),更要切實(shí)落實(shí)低碳生活、低碳物流。首要的工作就是提高企業(yè)與民眾的低碳意識(shí)。政府應(yīng)結(jié)合低碳意識(shí)普及現(xiàn)狀,采取適合的方法來(lái)達(dá)到宣傳低碳意識(shí)的目的。
在制度和法律層面上,政府應(yīng)出臺(tái)有關(guān)低碳化物流的指導(dǎo)性文件,以便于指導(dǎo)和完善物流低碳化的工作,使之能夠以正確的方式進(jìn)行。
在社會(huì)層面上,政府可以借助中國(guó)物流與采購(gòu)聯(lián)合會(huì)、中國(guó)交通運(yùn)輸協(xié)會(huì)等行業(yè)協(xié)會(huì),通過(guò)組織的活動(dòng)和宣傳,讓更多的企業(yè)和個(gè)人從更專業(yè)的角度了解和學(xué)習(xí)低碳物流。
4.3 低碳物流技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用
(1)加快物流結(jié)構(gòu)調(diào)整。通過(guò)政策調(diào)整和體制創(chuàng)新,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí),加快物流業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變;加大淘汰落后產(chǎn)能力度,大力發(fā)展現(xiàn)代物流業(yè),加快低碳技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品推廣,逐步形成以低碳為特征的物流體系。具體包括以下幾個(gè)方面:
①促進(jìn)區(qū)域整合。將不同區(qū)域的優(yōu)勢(shì)資源整合在一起,合理利用水運(yùn);有效利用區(qū)域物流中心,減少迂回運(yùn)輸和倒流運(yùn)輸;促進(jìn)地區(qū)間的交流,使跨區(qū)域運(yùn)輸更便利。②加強(qiáng)模式結(jié)合。將各種運(yùn)輸模式綜合考慮,促進(jìn)多式聯(lián)運(yùn)的發(fā)展。為此,我國(guó)必須要推動(dòng)建立物流標(biāo)準(zhǔn)化體系,使各種運(yùn)輸方式能方便地相互轉(zhuǎn)化,實(shí)現(xiàn)無(wú)縫鏈接。③優(yōu)化物流結(jié)點(diǎn)。國(guó)家統(tǒng)籌規(guī)劃物流園區(qū)的建設(shè),從物流結(jié)點(diǎn)的輻射范圍到其內(nèi)部的設(shè)施布置,都要采用最有利于節(jié)能減排的方式。④發(fā)展清潔運(yùn)輸模式,促進(jìn)管道運(yùn)輸?shù)慕ㄔO(shè)和水路的利用。
(2)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),發(fā)展低碳運(yùn)輸。①加強(qiáng)對(duì)企業(yè)的監(jiān)管。對(duì)于國(guó)家制定的相關(guān)政策,要有相關(guān)責(zé)任部門對(duì)企業(yè)的執(zhí)行力度進(jìn)行監(jiān)督和管理,把減少碳排放的任務(wù)切實(shí)落實(shí)到每個(gè)企業(yè);對(duì)于達(dá)標(biāo)企業(yè)和不達(dá)標(biāo)企業(yè)的認(rèn)定要真實(shí)公正,獎(jiǎng)懲措施的實(shí)施要公開公平。②重視政府引導(dǎo)作用。率先在公共服務(wù)領(lǐng)域進(jìn)行低碳運(yùn)輸示范,促使企業(yè)效仿。③開展低碳運(yùn)輸專項(xiàng)行動(dòng)。以專項(xiàng)行動(dòng)為契機(jī),規(guī)范物流運(yùn)輸市場(chǎng)。我國(guó)在2010年啟動(dòng)的“車、船、路、港”千家企業(yè)低碳交通運(yùn)輸專項(xiàng)行動(dòng)取得了良好的效果,促進(jìn)建立節(jié)能減排監(jiān)測(cè)考核體系,依據(jù)營(yíng)運(yùn)車輛燃料消耗量限值標(biāo)準(zhǔn),建立營(yíng)運(yùn)車輛準(zhǔn)入、退出制度等一系列節(jié)能減排規(guī)章、制度、標(biāo)準(zhǔn),使其制度化、規(guī)范化。這類專項(xiàng)行動(dòng)值得推廣和擴(kuò)大。
(3)扎實(shí)推進(jìn)低碳試點(diǎn)。組織試點(diǎn)省區(qū)和城市編制低碳發(fā)展規(guī)劃,積極探索具有本地區(qū)特色的低碳發(fā)展模式,率先形成有利于低碳發(fā)展的政策體系和體制機(jī)制,積極開展低碳物流園區(qū)、低碳運(yùn)輸模式試點(diǎn)。低碳試點(diǎn)的有效開展,將在全社會(huì)產(chǎn)生巨大的示范效應(yīng)。為使試點(diǎn)工作順利實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo),要注意選擇合適的城市和項(xiàng)目,同時(shí)要積極關(guān)注并調(diào)整試點(diǎn)工作的進(jìn)行狀況。
4.4 低碳物流人才培育
首先要進(jìn)行低碳物流人才需求預(yù)測(cè)和調(diào)查,制訂科學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)和規(guī)劃,發(fā)展多層次教育體系和在職人員培訓(xùn)體系。同時(shí),國(guó)家對(duì)各大院校的物流專業(yè)課程建設(shè)給予適當(dāng)補(bǔ)貼。還要注意加強(qiáng)與國(guó)外物流教育與培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的聯(lián)合與合作,深入學(xué)習(xí)國(guó)外低碳物流發(fā)展經(jīng)驗(yàn),培養(yǎng)高素質(zhì)物流人才。
5 結(jié) 論
本文在研究了低碳物流的概念和發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合國(guó)外發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和我國(guó)國(guó)情,從制度建設(shè)、意識(shí)培養(yǎng)、技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用和人才培育四個(gè)方面對(duì)我國(guó)低碳物流發(fā)展提出了政策建議,這些建議主要從兩個(gè)方面推進(jìn)我國(guó)低碳物流發(fā)展進(jìn)程:一是完善低碳物流體系,二是對(duì)低碳化物流企業(yè)的激勵(lì)措施。但本文尚存在不足之處,例如,低碳物流產(chǎn)品采用何種標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定、低碳試點(diǎn)的地區(qū)如何選擇、低碳物流人才的培養(yǎng)方式等問題仍有待進(jìn)一步探索。
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1.項(xiàng)目的立項(xiàng)依據(jù)
工業(yè)革命發(fā)生200多年來(lái),科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展,使地球面貌發(fā)生了天翻地覆的變化,創(chuàng)造、積累了巨大的財(cái)富,使人類進(jìn)入了工業(yè)化社會(huì)。但是,在各種產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的同時(shí),也發(fā)生了眾多的環(huán)境生態(tài)問題,引發(fā)了公害和污染,特別是溫室氣體的大量產(chǎn)生,使地球氣候發(fā)生了變化,災(zāi)難性天氣現(xiàn)象頻發(fā),給人類的生存帶來(lái)了危害。另外,由于人類對(duì)自然資源的掠奪性開采使用,地球上各種有用資源逐漸枯竭,人類本身能否持續(xù)發(fā)展也成為了問題。有鑒于此,社會(huì)發(fā)展模式在觀念上有了更新,要求產(chǎn)業(yè)部門在為人類生活提供更多更好的產(chǎn)品的同時(shí),要善待地球保護(hù)環(huán)境,合理利用能源資源,為后代留下適當(dāng)?shù)纳婵臻g,肩負(fù)起使文明社會(huì)持續(xù)發(fā)展的責(zé)任。可以這樣認(rèn)為,人類已經(jīng)從過(guò)去單純地追求工業(yè)文明逐漸地轉(zhuǎn)向了同時(shí)追求生態(tài)文明,在發(fā)展觀念上更為成熟,并且在各方面開始了大規(guī)模的有關(guān)生態(tài)文明的科學(xué)研究和工程實(shí)踐。
在追求生態(tài)文明的工程實(shí)踐中,節(jié)能減排是重要的一環(huán)。我國(guó)從上世紀(jì)七、八十年代開始,就頒布了一系列的法律法規(guī),對(duì)環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源做出了規(guī)范,引導(dǎo)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)走節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展之路。在過(guò)去30多年的大規(guī)模發(fā)展中,我國(guó)各工業(yè)部門在取得長(zhǎng)足發(fā)展的同時(shí),在環(huán)境保護(hù)和節(jié)約資源能源方面也都做出了顯著的成績(jī),但是無(wú)論從推廣實(shí)施范圍上,還是在技術(shù)水平上,與世界先進(jìn)水平都還有很大的差距,對(duì)于實(shí)現(xiàn)工業(yè)生態(tài)化還任重道遠(yuǎn)。特別是規(guī)模在世界遙遙領(lǐng)先、高能耗、高污染的產(chǎn)業(yè)部門,更有責(zé)任開發(fā)新的生產(chǎn)方法和技術(shù)推進(jìn)節(jié)能減排,為保護(hù)地球做貢獻(xiàn)。
我國(guó)鋼鐵工業(yè)在世界同業(yè)中規(guī)模最大,粗鋼產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)十幾年居世界首位,近年來(lái)已占到了全世界年產(chǎn)量的40%以上,2010年達(dá)到了6.2億噸。我國(guó)在未來(lái)的十年中還將高速發(fā)展,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求將繼續(xù)增加,因此國(guó)內(nèi)粗鋼產(chǎn)能將進(jìn)一步擴(kuò)大,產(chǎn)量也將進(jìn)一步增加。由于鋼鐵工業(yè)是高能耗、高污染產(chǎn)業(yè),在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行節(jié)能減排,對(duì)實(shí)施生態(tài)環(huán)境保護(hù)、構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)社會(huì)、促進(jìn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展都有重要的意義。鋼鐵工業(yè)是一個(gè)漫長(zhǎng)的原料加工產(chǎn)業(yè),從鐵礦石始到鋼材止,要經(jīng)過(guò)多道工序,化學(xué)物理變化和生產(chǎn)方法多種多樣。對(duì)于從鐵礦石生產(chǎn)粗鋼的長(zhǎng)流程中的轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程來(lái)說(shuō),從1856年貝塞麥酸性轉(zhuǎn)爐發(fā)明以來(lái)的150多年間,在方法、設(shè)備、技術(shù)、規(guī)模和操作上都有了翻天覆地的進(jìn)步,在國(guó)內(nèi)外技術(shù)先進(jìn)的鋼鐵企業(yè)中可以看到,轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程已形成了現(xiàn)代化的模式,體現(xiàn)出了人類的智慧和科學(xué)的力量,令人贊嘆。
但是,仔細(xì)研究轉(zhuǎn)爐煉鋼的造渣原料準(zhǔn)備和吹煉的過(guò)程,可以看出還存在著明顯的非理性或是非科學(xué)的做法。申請(qǐng)人從建立節(jié)能減排生態(tài)化工業(yè)模式的角度經(jīng)過(guò)多年的研究后發(fā)現(xiàn),在“煅燒石灰--氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼”這條工業(yè)鏈上,存在著生產(chǎn)方法上的錯(cuò)誤和大量的資源能源浪費(fèi),其主要表現(xiàn)如以下所述。
(1)邏輯理論上的誤區(qū)
1)現(xiàn)在氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼使用石灰作為造渣劑,石灰不是天然礦物,是石灰石經(jīng)煅燒生成的產(chǎn)品。從能量消耗的角度看,工業(yè)生產(chǎn)石灰的煅燒溫度一般在1200℃左右,但石灰生成后必須降至接近常溫才能往轉(zhuǎn)爐料倉(cāng)運(yùn)輸,而在轉(zhuǎn)爐內(nèi)又要升溫到煉鋼溫度,這一過(guò)程浪費(fèi)熱能增加了CO2的排放。雖然國(guó)內(nèi)外一些先進(jìn)的石灰煅燒回轉(zhuǎn)窯可以回收石灰降溫過(guò)程的放熱,但工業(yè)裝置的余熱回收效率一般都只有30~40%,而相當(dāng)多的石灰煅燒窯又根本沒有余熱回收裝置,因此可知能量的浪費(fèi)不可小視。
2)石灰煅燒出爐后會(huì)很快吸收空氣中的水和CO2,生成氫氧化鈣和碳酸鈣,在潮濕陰雨的天氣和長(zhǎng)時(shí)間堆放尤甚。石灰入轉(zhuǎn)爐后又要吸熱分解排放出所吸收的水和CO2,然后在轉(zhuǎn)爐內(nèi)升溫到1000℃左右排出爐口。這個(gè)過(guò)程也要浪費(fèi)能量增加CO2的排放。
3)煉鋼去除鐵水中的雜質(zhì)元素是一個(gè)氧化反應(yīng)過(guò)程,卻不使用具有氧化性的石灰石而使用中性的石灰去造高氧化性渣,這也不符合邏輯。對(duì)照煉鐵過(guò)程,雖然高爐內(nèi)需要還原性氣氛,但是卻使用著具有氧化性的石灰石做造渣原料,由此可見煉鋼過(guò)程沒有理由不使用石灰石來(lái)加快轉(zhuǎn)爐內(nèi)的氧化過(guò)程。
4)幾十年來(lái),煉鋼業(yè)界為加速化渣而研究如何得到高活性石灰,曾進(jìn)行了長(zhǎng)期不懈的努力,但許多工廠仍然為石灰化渣不好而困擾。石灰石顆粒的煅燒過(guò)程,從動(dòng)力學(xué)上看其應(yīng)該按照未反應(yīng)核模型所指示的規(guī)則進(jìn)行,即從表及里一圈圈地放出CO2成為石灰。石灰在生成的一瞬間活性最大,但當(dāng)從外向里的傳熱持續(xù)進(jìn)行、石灰石塊內(nèi)部都放出CO2燒成石灰的時(shí)候,表面已經(jīng)生成的石灰肯定已經(jīng)過(guò)燒,因此煅燒石灰過(guò)程很難生產(chǎn)出最高活性的石灰,石灰石塊的分解模式與獲得高活性石灰的要求有矛盾。即使是這種有限度的活性石灰,冷卻后在轉(zhuǎn)爐中再次加熱時(shí),由表及里還要再次被加熱而更加過(guò)燒。因此可以斷定,這種生產(chǎn)方式不可能得到最高活性的石灰參與化渣。
5)迄今為止的煉鋼學(xué)理論都在敘述生燒石灰不利于化渣,但卻沒有給出“為什么”的理論解釋。分析其中的緣由,其影響因素可以從相圖上得到兩個(gè)信息,一是組分,二是溫度,如果能把這兩者都控制在合適的區(qū)間內(nèi),渣系沒有理由不熔化,而與石灰是否生燒無(wú)關(guān)。因此可知,所謂生燒石灰難于熔化,只是由于其中的碳酸鈣分解時(shí)吸熱,使其周圍的溫度降低到可熔化溫度以下所致,如果爐內(nèi)有足夠的熱量,即使生燒石灰中的碳酸鈣分解時(shí)吸熱,也能夠保證石灰顆粒周圍的溫度在化渣溫度以上的話,在轉(zhuǎn)爐吹氧時(shí)劇烈攪拌的條件下,石灰顆粒表面可以急速更新受熱,則不可能會(huì)影響化渣速度。所以化渣過(guò)程更值得關(guān)注的是爐內(nèi)溫度是否足夠的問題。
6)擔(dān)心用石灰石替代石灰會(huì)影響煉鋼生產(chǎn)的理由還有,轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)間很短,而石灰石轉(zhuǎn)變成石灰需要時(shí)間,然后再化渣時(shí)間就更長(zhǎng)了。事實(shí)上,碳酸鈣在700℃之前就開始分解釋放出CO2,在升溫到達(dá)900℃之前就已經(jīng)成為氧化鈣,分解反應(yīng)不是限制性環(huán)節(jié),速度很快,因此在能夠保證爐內(nèi)前期溫度的條件下,與鐵水和熔渣接觸的固體表面就不是石灰石而應(yīng)該是石灰,不需要單獨(dú)的石灰石轉(zhuǎn)變成石灰的時(shí)間,石灰石在轉(zhuǎn)爐中邊煅燒邊化渣,表面生成石灰后會(huì)立即與渣反應(yīng),生成一圈反應(yīng)一圈,因這時(shí)的石灰活性最大,所以應(yīng)該有利于化渣而不是相反,成功化渣的時(shí)間也會(huì)縮短。
(2)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程存在的不利于操作的現(xiàn)象
1)為生產(chǎn)石灰,煉鋼廠需設(shè)石灰煅燒裝置長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn),即使外購(gòu)石灰,別的工廠也要設(shè)石灰煅燒裝置。煅燒石灰時(shí)會(huì)排放大量的粉塵和CO2,需設(shè)環(huán)保裝置減排粉塵,長(zhǎng)期消耗水、電資源;
2)煅燒石灰時(shí)很難控制石灰石的分解反應(yīng)過(guò)程,不易得到煉鋼所需要的高活性石灰,且生成的石灰要吸收燃料中的硫,降低了石灰在煉鋼中的脫硫能力;
3)石灰容易吸潮,因此在運(yùn)輸和保管過(guò)程中都需要采取特別措施防潮,因此要增加防潮設(shè)施和工作量;
4)石灰結(jié)構(gòu)疏松,在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中因摩擦碰撞會(huì)產(chǎn)生大量的粉末而不能使用,要增加篩分設(shè)備去除粉末,且石灰利用率低;
5)石灰在稱量、下料過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生粉末,投入轉(zhuǎn)爐的瞬間粉末會(huì)被爐氣帶走,加重轉(zhuǎn)爐除塵系統(tǒng)負(fù)荷,且進(jìn)一步降低石灰利用率;
6)石灰稱量后入爐,產(chǎn)生的粉末會(huì)被爐氣帶出,所含的H2O和CO2要揮發(fā),因此實(shí)際入爐的氧化鈣量不易準(zhǔn)確控制,從而影響爐渣堿度和脫磷硫效果;
7)石灰比石灰石價(jià)格高,因此煉鋼成本增高,隨著能源價(jià)格、人工費(fèi)用的上漲和碳稅、能源稅和環(huán)境稅費(fèi)的征收,石灰和石灰石的價(jià)差還會(huì)增大,這部分成本還要增加;
8)石灰對(duì)轉(zhuǎn)爐的冷卻能力不夠,因此需加入冷鐵料以求熱平衡,當(dāng)廢鋼不易采購(gòu)時(shí),要把鐵水鑄成鐵塊浪費(fèi)掉能量之后再加入轉(zhuǎn)爐,無(wú)論是自產(chǎn)鐵塊還是購(gòu)買鐵塊,本質(zhì)上都浪費(fèi)了能源。同時(shí)鑄鐵設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)也消耗能量、需要人工,因此增加了成本;
9)若采用鐵礦石增加對(duì)轉(zhuǎn)爐的冷卻強(qiáng)度,因鐵礦石中含有SiO2等,則必須增加石灰加入量和渣量,因此也增加了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)能耗和成本。
為什么迄今為止氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼前期造渣,選擇石灰作為原料而不是選擇石灰石,在煉鋼的歷史文獻(xiàn)中還沒有查到明確的說(shuō)明,只看到在空氣底吹轉(zhuǎn)爐冶煉中加入少量的石灰石,利用其分解出的CO2增氧的記載。對(duì)此合乎邏輯的推測(cè)是,在過(guò)去使用空氣(底吹或側(cè)吹)轉(zhuǎn)爐煉鋼的階段,爐內(nèi)的熱量不足,如果直接加入石灰石在爐內(nèi)分解吸熱,則難以使?fàn)t溫升高到出鋼溫度,所以只能把石灰石在煉鋼爐之外煅燒,然后再把石灰投入轉(zhuǎn)爐以減少吸熱。但轉(zhuǎn)爐煉鋼采用純氧吹煉以后,爐內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量已經(jīng)富余,為此還要加入廢鋼等冷卻劑降低爐溫,出鋼前如果溫度過(guò)高還要加入石灰石或白云石降溫,所以造渣已經(jīng)沒有理由必須使用石灰了,而應(yīng)采用氧氣轉(zhuǎn)爐可以接受的、更為合理的方法,也就是可以直接把石灰石加入氧氣轉(zhuǎn)爐,邊煅燒邊造渣,省卻浪費(fèi)熱能污染嚴(yán)重的煅燒石灰過(guò)程。即使是為了利用轉(zhuǎn)爐煉鋼中富余的熱能去熔化廢鋼,也不應(yīng)該在此之前浪費(fèi)熱能污染環(huán)境,熔化廢鋼可以使用電爐去做,在電爐煉鋼方面,已有用石灰石代替石灰造渣煉鋼的試驗(yàn)報(bào)道。
為了在氧氣轉(zhuǎn)爐中用石灰石代替石灰造渣,申請(qǐng)人經(jīng)過(guò)2年多的實(shí)驗(yàn)室研究,于2009年4月申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專利,提出了“一種在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐中用石灰石代替石灰造渣煉鋼”的新方法,一改自托馬斯轉(zhuǎn)爐發(fā)明以來(lái)的130多年、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐發(fā)明以來(lái)50多年間所采用的在石灰窯中煅燒石灰、然后把石灰送往煉鋼轉(zhuǎn)爐作造渣劑的生產(chǎn)模式,而把石灰石直接加入氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐,在爐內(nèi)燒成石灰做造渣劑,使復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單化,從而消除“煅燒石灰--氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼”過(guò)程間的資源能源浪費(fèi),并減排粉塵和CO2。不僅如此,在轉(zhuǎn)爐吹煉前期,石灰石中分解出的部分CO2會(huì)參與鐵水反應(yīng),產(chǎn)生燃料CO,因此可以增收轉(zhuǎn)爐煤氣。2010年4月、5月,在河北省的石家莊鋼鐵有限責(zé)任公司、武安鑫山鋼鐵公司分別成功地進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn),結(jié)果證明了這一煉鋼方法安全有效可行,之后為順應(yīng)市場(chǎng)變化又在武安興華鋼鐵公司和石家莊鋼鐵有限責(zé)任公司進(jìn)行了使用石灰石代替石灰,為保證冷鐵料加入量而添加焦粒升溫的工業(yè)試驗(yàn),也取得了成功。申請(qǐng)專利的“一種在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐中用石灰石代替石灰造渣煉鋼”的新方法,于2011年1月獲得了中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的專利授權(quán)。石家莊鋼鐵有限責(zé)任公司已準(zhǔn)備在2011年3、4月份采用新方法進(jìn)行正常生產(chǎn),從而將成為世界上第一個(gè)采用新煉鋼方法規(guī)模生產(chǎn)的企業(yè)。
申請(qǐng)人所提出的新方法和迄今為止的生產(chǎn)方法的區(qū)別如圖1和圖2所示。由比較可見,新方法過(guò)程短,節(jié)能減排,減少資源能源浪費(fèi),增收CO,優(yōu)越性明顯,是一種氣候友好型的先進(jìn)生產(chǎn)模式。采用這一方法將在給企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),還能夠產(chǎn)生巨大的環(huán)境和社會(huì)效益,減緩地球環(huán)境惡化,造福全人類。
圖1現(xiàn)行煉鋼方法從石灰石轉(zhuǎn)變?yōu)闊掍撛倪^(guò)程
圖2新方法從石灰石轉(zhuǎn)變?yōu)闊掍撛倪^(guò)程
上述氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐中用石灰石代替石灰造渣煉鋼相關(guān)的基本理論和實(shí)驗(yàn)室研究已經(jīng)進(jìn)行了4年多,工業(yè)試驗(yàn)也逐步開展,迄今為止已經(jīng)在以下方面取得了成果。
(1)對(duì)現(xiàn)在氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼采用石灰做造渣劑存在的邏輯理論問題和生產(chǎn)中存在的明顯矛盾進(jìn)行了深入探討,明確了用石灰石代替石灰造渣煉鋼的必要性;用比較法考察轉(zhuǎn)爐煉鋼時(shí)“石灰+廢鋼”和“石灰石”兩種投料模式吸熱量的差別,進(jìn)行了熱平衡估算,結(jié)果表明采用“石灰石”模式吹煉時(shí)爐內(nèi)的熱量足夠;在實(shí)驗(yàn)室中采用差熱分析方法,測(cè)定比較了CaO和CaCO3從室溫升溫至1400℃的吸熱量;測(cè)定了CaCO3分解成CaO后擱置在20℃、濕度為30%的條件下,重量隨時(shí)間增加的情況,確認(rèn)了石灰會(huì)吸收水分和CO2;對(duì)可能地影響因素進(jìn)行熱平衡計(jì)算,確認(rèn)了轉(zhuǎn)爐中加入石灰石的吸熱量約為加入石灰時(shí)吸熱量的2倍。
(2)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了1100℃和1400℃下石灰石的煅燒試驗(yàn)。結(jié)果表明,石灰石顆粒度為20-40mm的尺寸下,石灰石的失重隨時(shí)間延長(zhǎng)而增加,1400℃下的失重增加速度比1100℃時(shí)大得多,1400℃下石灰石中的碳酸鈣在5分鐘左右就可以分解近80%。采用靜態(tài)恒溫法研究了石灰石顆粒在1100℃下的失重現(xiàn)象,并且根據(jù)未反應(yīng)核模型原理,計(jì)算比較了不同粒度的球狀石灰石顆粒的分解速率和分解層厚度的變化情況。結(jié)果表明:在急速加熱過(guò)程中,大粒度石灰石顆粒的分解速率大于小粒度的,粒度越小單位時(shí)間內(nèi)分解掉的反應(yīng)層厚度就越大。
(3)在出鋼量分別為40噸和60噸的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐里,進(jìn)行了用石灰石代替或部分代替石灰、全鐵水或少量加入廢鋼的工業(yè)試驗(yàn),證明前期吹煉中用石灰石代替石灰化渣快、脫磷效果好,石灰石用量折合為石灰,可以減少約20%。在出鋼量分別為35噸和60噸的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐里,進(jìn)行了用石灰石代替石灰、按照現(xiàn)在生產(chǎn)模式加入冷鐵料,添加焦粒增加轉(zhuǎn)爐熱量的工業(yè)試驗(yàn),證明可以得到前述同樣的效果。
(4)采用熱力學(xué)方法計(jì)算討論了用石灰石代替石灰造渣時(shí),分解出的CO2與煉鋼初期鐵水中元素反應(yīng)生成CO的可能性。結(jié)果表明,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,在1200-1600K之間,CO2與鐵水中[C]和[Si]反應(yīng)生成CO的標(biāo)準(zhǔn)自由能的變化都呈負(fù)值,反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。這一結(jié)果在60噸氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐試驗(yàn)中得到了驗(yàn)證,從而為今后繼續(xù)研究?jī)?yōu)化,充分利用石灰石資源,利用分解的CO2為吹煉前期供氧,并生成CO加以回收奠定了基礎(chǔ)。圖3是60噸轉(zhuǎn)爐用石灰石代替部分石灰試驗(yàn)中得到的爐氣中CO隨吹氧時(shí)間變化的情況。
圖3. 轉(zhuǎn)爐吹氧冶煉過(guò)程中爐氣成分變化
(5)對(duì)于迄今為止的“煅燒石灰―氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼”方法和申請(qǐng)人提出的新方法在熱能消耗上的差別進(jìn)行了計(jì)算比較。研究結(jié)果表明,按照噸鋼消耗55kg石灰計(jì)算,后者比前者節(jié)能約86240kJ以上/噸鋼, 減排CO2約51kg/噸鋼。用新方法生產(chǎn)粗鋼,按2010年我國(guó)6.2億噸粗鋼產(chǎn)量中85%產(chǎn)自于轉(zhuǎn)爐來(lái)計(jì)算,我國(guó)煉鋼行業(yè)一年能夠節(jié)能約4.54×1013kJ以上,少排放CO2 約2.70×107噸。石灰石直接入爐造渣模式節(jié)約的能量,約占轉(zhuǎn)爐內(nèi)鐵水中元素氧化放熱的8.6%。由此可知,在市場(chǎng)正常運(yùn)行的條件下,新方法應(yīng)該給企業(yè)帶來(lái)相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益,也會(huì)產(chǎn)生可觀的環(huán)境和社會(huì)效益。
用石灰石代替石灰造渣煉鋼在工藝上的優(yōu)越可以歸納列舉如下。
1)石灰石進(jìn)貨、上料管理比石灰簡(jiǎn)單;
2)石灰石加入轉(zhuǎn)爐后分解出的CO2具有氧化性,可作為氧化劑強(qiáng)化前期爐內(nèi)供氧;
3)石灰石分解會(huì)使渣-鐵面上維持較長(zhǎng)時(shí)間的低溫,有利于吹煉初期鐵水脫磷;
4)石灰石分解的瞬間,石灰具有最大的活性,是煉鋼最理想的活性石灰原料,這時(shí)石灰與爐渣接觸,化渣速度加快;
5)石灰石比重大,塊度更小些也不必?fù)?dān)心會(huì)被轉(zhuǎn)爐爐氣帶出,入爐后急劇受熱還會(huì)開裂增大表面積,加快燒成與化渣;
6)如果鐵水成分合適,能實(shí)現(xiàn)全鐵水操作,可以減少爐前裝廢鋼鐵料等候時(shí)間3分鐘左右,提高作業(yè)率;
7)減少?gòu)U鋼使用可以減少鋼中混入有害元素的含量,有利于優(yōu)質(zhì)鋼冶煉;
8)對(duì)于原來(lái)需要自鑄鐵塊供給轉(zhuǎn)爐冷鐵料的企業(yè),可以不用再鑄鐵塊,減少相關(guān)浪費(fèi);
9)石灰石中的碳酸鈣利用程度增大,分解出的CaO參與固定渣中酸性組分,一部分CO2可參與爐內(nèi)氧化反應(yīng),與碳、硅等反應(yīng)生成的一部分CO可供回收;
10)有利于實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。
申請(qǐng)人在長(zhǎng)期的研究中,已經(jīng)把用石灰石代替石灰造渣煉鋼的設(shè)想變成了現(xiàn)實(shí),這項(xiàng)工作中國(guó)首創(chuàng),將產(chǎn)生巨大的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益,值得關(guān)注。在理論研究和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、工業(yè)試驗(yàn)中都取得了值得矚目的成果,并且很快就有鋼鐵公司采用這種方法規(guī)模化生產(chǎn),從而把這項(xiàng)研究推進(jìn)到了相當(dāng)深入的程度,也能夠借此展示出新煉鋼方法的先進(jìn)性。在已經(jīng)進(jìn)行的研究工作中,一部分研究成果已經(jīng)發(fā)表,一些成果待發(fā)表,都是世界第一次的研究工作,已經(jīng)發(fā)表的報(bào)告和在國(guó)內(nèi)的學(xué)術(shù)交流在同行中引起了很好的反響。但是由于這項(xiàng)研究開展的時(shí)間還短,還有很多理論的、實(shí)踐的問題還有待發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí),還要回答工業(yè)試驗(yàn)中所觀察到的和提出的新問題,還要對(duì)此方法的實(shí)施進(jìn)行深入的討論和探索,因此還有非常多的工作要去做,還需要各方面的支持和資助以保證這項(xiàng)氣候友好技術(shù)的研發(fā)工作能夠繼續(xù)進(jìn)行下去。
采用新方法生產(chǎn),煉鋼廠可以不添加任何設(shè)備,不需要進(jìn)行技術(shù)改造,只是進(jìn)行吹煉前期工藝的調(diào)整,在鐵水足夠的煉鋼廠可以實(shí)施全石灰石、鐵水+少部分冷鐵料煉鋼。由于許多鋼鐵公司設(shè)計(jì)之初就是考慮使用15%左右的冷鐵原料,因而現(xiàn)在實(shí)施全石灰石造渣煉鋼條件不足,那么可以采用一部分石灰石代替石灰,也可以收到可觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境減排效果。此方法的實(shí)施,對(duì)于鋼鐵業(yè)的清潔生產(chǎn)將會(huì)產(chǎn)生極大的帶動(dòng),將提高業(yè)界的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)技術(shù)水平,改變對(duì)鋼鐵廠的規(guī)劃設(shè)計(jì)思路,有利于建設(shè)資源循環(huán)性的鋼鐵行業(yè)。
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2.項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容、研究目標(biāo),以及擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題
項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容有:
(1)石灰石入爐后急速煅燒、化渣的過(guò)程機(jī)理與數(shù)學(xué)模擬
煉鋼轉(zhuǎn)爐中直接加入石灰石的化渣過(guò)程與現(xiàn)行的加入石灰化渣的過(guò)程不同,包括一個(gè)石灰急速煅燒的階段,這是研究用石灰石代替石灰造渣煉鋼過(guò)程的關(guān)鍵問題,雖然已經(jīng)在工業(yè)試驗(yàn)中取得了成功,但是在理論上和實(shí)驗(yàn)上都有更深入的工作要做,要確認(rèn)石灰石急速受熱升溫時(shí)碳酸鈣存在的極限溫度、這種條件下碳酸鈣的分解模式、分解的同時(shí)與爐渣反應(yīng)的可能性,比較石灰石分解后與爐渣反應(yīng)的速度和石灰與爐渣反應(yīng)的速度,考察碳酸鈣分解產(chǎn)生的CO2對(duì)爐渣和鐵水的氧化作用,然后用數(shù)學(xué)方法模擬這一過(guò)程進(jìn)行求解,討論石灰石和石灰入爐化渣模式的不同。
(2)用石灰石造渣煉鋼過(guò)程氧槍槍位的控制理論和操作方法研究
石灰石加入轉(zhuǎn)爐后在短時(shí)間內(nèi)需要充足的熱量進(jìn)行分解以參與造渣,一般情況下鐵水所具有的物理熱不能滿足這一要求,所以在短時(shí)間內(nèi)提供需要的化學(xué)熱就與鐵水中元素的氧化放熱速度、也就是與氧氣噴槍的槍位控制有密切的關(guān)系;另外,爐內(nèi)氧氣射流的沖擊和對(duì)渣/鐵的攪拌,可以破壞分別處于渣-鐵-氣三相中的石灰石的表面附面層,促進(jìn)熱流接觸石灰石表面以加速煅燒過(guò)程,從而可以加速生成石灰化渣。與此有關(guān)的系列理論和實(shí)際不同形狀大小的轉(zhuǎn)爐的吹煉控制方法都有待于研究。
(3)石灰石分解逸出的CO2在轉(zhuǎn)爐內(nèi)的行為解析模擬與增收轉(zhuǎn)爐煤氣的研究
石灰石顆粒在轉(zhuǎn)爐內(nèi)應(yīng)該按照未反應(yīng)核模型指示的規(guī)則一圈圈地?zé)桑珻O2的分解也是逐漸的、連續(xù)地進(jìn)行。這部分CO2在渣-鐵-氣三相中的行為和在吹煉初期產(chǎn)生的氧化作用、CO/ CO2隨溫度和時(shí)間的變化模式都值得進(jìn)行深入地研究;另外,如何控制吹煉過(guò)程,使氧化反應(yīng)過(guò)程生成的CO濃度盡可能地高,盡可能地增加轉(zhuǎn)爐煤氣回收量,還需要在理論上詳細(xì)的探討,在方法上需要細(xì)化。為了理清這其中相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系,需要采用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行模擬和解析。
(4)石灰石加入量與爐渣堿度、脫磷效果關(guān)系的調(diào)查研究
工業(yè)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),與采用現(xiàn)行方法的鐵水+大量冷鐵料、用石灰造渣煉鋼的對(duì)比爐次相比,采用鐵水+少量冷鐵料、用石灰石造渣煉鋼的爐次中,石灰石的加入量折合成石灰減少20%左右也可以取得同樣的脫磷效果,并且終渣中SiO2濃度降低,爐渣堿度升高,對(duì)此有一系列的疑問產(chǎn)生:是由于石灰所含水分并且石灰粉末被爐氣帶出導(dǎo)致這種結(jié)果,還是由別的原因造成,需要在理論上進(jìn)行深入的討論,并且需要進(jìn)一步在工業(yè)試驗(yàn)中查證,同時(shí)還要在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn)來(lái)考察石灰石煅燒-造渣過(guò)程的影響,進(jìn)行定量的研究確認(rèn)。
(5)濺渣護(hù)爐過(guò)程對(duì)采用石灰石造渣煉鋼熱平衡的影響及操作合理化研究
濺渣護(hù)爐過(guò)程會(huì)使轉(zhuǎn)爐內(nèi)喪失大量的熱能,過(guò)去對(duì)這方面研究不夠而有所浪費(fèi)。用石灰石代替石灰造渣煉鋼需要吹煉前期有足夠的熱量,而濺渣護(hù)爐過(guò)程如果耗能過(guò)多,則會(huì)減慢石灰石在轉(zhuǎn)爐內(nèi)的分解速度而于生產(chǎn)不利。為了合理地分配冶煉過(guò)程的熱能,需要對(duì)濺渣護(hù)爐過(guò)程的熱損失量進(jìn)行測(cè)定研究,明確濺渣所必須的時(shí)間與出鋼溫度的關(guān)系,爐溫上升速度與濺渣結(jié)束爐襯溫度、鐵水溫度、冷鐵料數(shù)量和成分的關(guān)系,理清它們之間的關(guān)系,建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行最優(yōu)化求解,確定最佳的控制方案,并且在工業(yè)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上制定合理的操作規(guī)程。
(6)采用石灰石造渣煉鋼前期渣-鐵反應(yīng)的物理化學(xué)過(guò)程解析模擬
用石灰石造渣煉鋼與用石灰造渣煉鋼相比,既有不同點(diǎn)也有相同點(diǎn)。為了對(duì)用石灰石造渣煉鋼的過(guò)程有深刻的理解,以及將來(lái)對(duì)這一生產(chǎn)過(guò)程實(shí)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制,需要在前人對(duì)石灰造渣煉鋼過(guò)程解析的基礎(chǔ)上,明確石灰石造渣的一系列特點(diǎn),然后用數(shù)學(xué)方法建立模型,連續(xù)地勾劃出吹煉前期爐內(nèi)渣-鐵反應(yīng)的物理化學(xué)變化的過(guò)程,揭示各組元的行為和變化規(guī)律,描繪多組元相圖中爐渣成分、溫度的變化曲線,探討最佳的運(yùn)行途徑,并由此確定合適的控制模型與要點(diǎn),以供將來(lái)實(shí)行計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)控制參考。
(7)對(duì)用石灰石造渣煉鋼方法的節(jié)能減排效果進(jìn)行分析和驗(yàn)證
如前所述,相對(duì)于“煅燒石灰―氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼”的工藝流程來(lái)說(shuō),采用石灰石造渣煉鋼的節(jié)能減排前景是顯而易見的,但對(duì)于不同的煅燒石灰方式、不同的轉(zhuǎn)爐爐型、不同成分的鐵水、不同的操作方式,還會(huì)有不同的結(jié)果,從而需要對(duì)不同模式的生產(chǎn)過(guò)程的節(jié)能減排效果進(jìn)行計(jì)算分析,以利于比較。在工業(yè)推廣中將會(huì)遇到各種各樣的生產(chǎn)模式,需要具體的分析和驗(yàn)證,其結(jié)果可作為優(yōu)化生產(chǎn)模式的參考。
研究目標(biāo)是:
在理論上,明確氧氣轉(zhuǎn)爐用石灰石造渣煉鋼過(guò)程中出現(xiàn)的一系列物理化學(xué)問題,對(duì)迄今為止人們對(duì)這一方法存在的誤解和沒有考慮過(guò)的問題進(jìn)行系統(tǒng)的解釋;在工藝上,明確用石灰石造渣煉鋼過(guò)程出現(xiàn)的工藝問題的解決方法,為實(shí)際操作提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持;對(duì)比現(xiàn)行的用石灰造渣煉鋼方法,對(duì)用石灰石造渣煉鋼方法的節(jié)能減排效果進(jìn)行分析和驗(yàn)證,作為優(yōu)化生產(chǎn)模式的參考。最終把這種先進(jìn)的生產(chǎn)模式推廣開來(lái)。
擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題有:
(1)石灰石入爐后急速煅燒、化渣的過(guò)程分析。其中確認(rèn)石灰石急速加熱升溫時(shí)碳酸鈣存在的極限溫度是一個(gè)非常重要的理論問題,在這種條件下究竟與爐渣反應(yīng)的是碳酸鈣還是氧化鈣,需要驗(yàn)證明確,還有在爐內(nèi)復(fù)雜條件下石灰石邊煅燒邊化渣的過(guò)程解析能否清楚也是關(guān)鍵問題。
(2)氧槍槍位的控制研究。嚴(yán)格地來(lái)說(shuō),不同的轉(zhuǎn)爐爐型和吹煉階段,對(duì)槍位的要求不同,槍位設(shè)定要考慮爐內(nèi)的氣-液攪動(dòng)、氧氣流速度和動(dòng)能、提高反應(yīng)速度對(duì)供氧的要求、對(duì)爐襯的保護(hù)、氧槍的特性等。為了解析這些復(fù)雜的問題,首先要取幾種典型的爐型和氧槍進(jìn)行解析,結(jié)合工業(yè)試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬,確認(rèn)氧槍槍位的控制要點(diǎn)。
(3)增加煤氣回收控制的方法。石灰石分解逸出的CO2對(duì)于提高吹煉初期爐內(nèi)的氧化性肯定有利,從而自然要產(chǎn)生反應(yīng)產(chǎn)物CO。但CO2/CO與溫度關(guān)系密切,而溫度又與氧槍槍位、吹煉方法密切相關(guān),因此在進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)、調(diào)整槍位的同時(shí),關(guān)鍵是初期吹煉溫度的控制,因此要兼顧研究對(duì)于脫磷的影響。
(4)查明渣中SiO2濃度降低的原因。工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明終渣中SiO2的濃度有所降低,原因可能是由于加入石灰石的收得率比石灰高,但也有可能是由于前期[Si]在生成SiO2的過(guò)程中以SiO的形式隨CO-CO2氣泡逸出,在穿越渣面時(shí)沒有被熔渣吸收。熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析都表明有這種可能,因此需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)以確認(rèn)是否有這種脫硅現(xiàn)象存在。
(5)建立濺渣護(hù)爐參數(shù)與轉(zhuǎn)爐熱平衡關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。濺渣護(hù)爐的操作參數(shù)是影響吹煉過(guò)程熱平衡的主要方面,不同的爐型和噴槍噴吹氮?dú)獾乃俾蕦?duì)濺渣操作結(jié)束時(shí)的內(nèi)表面溫度影響不同,擬根據(jù)典型的工業(yè)試驗(yàn)爐型和噴槍噴吹參數(shù)、實(shí)際濺渣結(jié)束時(shí)的溫度變化,結(jié)合生產(chǎn)工藝參數(shù),建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行最優(yōu)化求解。
(6)描繪多組元相圖中爐渣成分、溫度的變化曲線。吹煉初期渣中組元一直在連續(xù)的變化,擬使用三維軟件編制出能反映多組元變化的立體圖像,根據(jù)前期渣-鐵反應(yīng)的物理化學(xué)過(guò)程解析模擬,分別描繪出用石灰造渣和石灰石造渣兩個(gè)過(guò)程的變化曲線進(jìn)行比較。
3.本項(xiàng)目的特色與創(chuàng)新之處。
本項(xiàng)目的特色是:
用工業(yè)生態(tài)的觀點(diǎn)研究早已成熟的、有鏈接關(guān)系的兩個(gè)生產(chǎn)過(guò)程,發(fā)現(xiàn)了在“煅燒石灰--氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼”這條工業(yè)鏈上,存在著過(guò)程復(fù)雜化和資源能源大量浪費(fèi)、污染環(huán)境的現(xiàn)象,然后根據(jù)冶金學(xué)的基本理論,在煉鋼方法上進(jìn)行改革,提出了一種將原來(lái)的兩個(gè)生產(chǎn)過(guò)程合二為一的方法,從而能夠有效地消除上述的浪費(fèi)和污染。這一方法可有效地節(jié)省能量,減少CO2的排放,并且在煉鋼生產(chǎn)過(guò)程中把石灰石中分解出來(lái)的一部分CO2自然地加以利用,并可以生成CO當(dāng)作能源加以回收,理順了傳統(tǒng)的煉鋼生產(chǎn)過(guò)程間被扭曲的鏈接關(guān)系,科學(xué)且低碳,因此將給中國(guó)乃至世界帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益,是中國(guó)冶金界對(duì)人類文明發(fā)展的一個(gè)貢獻(xiàn)。進(jìn)一步的基礎(chǔ)理論研究,將有利于消除產(chǎn)后期以來(lái)對(duì)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼初期造渣使用石灰石的誤解,并對(duì)這一新方法的操作提供理論支持與技術(shù)指導(dǎo),從而有利于推動(dòng)煉鋼方法的轉(zhuǎn)型和生產(chǎn)過(guò)程的節(jié)能減排,減緩人類活動(dòng)對(duì)地球環(huán)境的破壞。
創(chuàng)新突破點(diǎn)如下:
(1)對(duì)托馬斯堿性轉(zhuǎn)爐煉鋼法發(fā)明130多年來(lái)的添加石灰造渣的操作方法和氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法發(fā)明50多年以來(lái)的操作方法進(jìn)行了變革;
(2)可以消除煉鋼造渣原料石灰準(zhǔn)備階段產(chǎn)生的大量粉塵污染和能源浪費(fèi),減少CO2排放,煉鋼過(guò)程中能夠有效地利用資源能源、減排粉塵,理順生產(chǎn)過(guò)程間被扭曲的相互制約的關(guān)系;
(3)可以澄清過(guò)去煉鋼學(xué)教科書中的一些不確切的觀點(diǎn)和概念,揭示石灰石用于氧氣轉(zhuǎn)爐造渣煉鋼的合理性,理清一些被扭曲的邏輯關(guān)系,完善煉鋼學(xué)的理論和煉鋼操作;
(4)發(fā)現(xiàn)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼使用石灰石代替石灰造渣能夠提高碳酸鈣的應(yīng)用價(jià)值,其中氧化鈣用于造渣,分解出的CO2會(huì)參于鐵水中雜質(zhì)元素的氧化反應(yīng),反應(yīng)生成的CO可以回收作為燃料和化工原料,因而能夠更充分地利用石灰石這種自然資源。
(5)將更新鋼鐵生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念,過(guò)去認(rèn)為氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼一定要加入大量冷鐵料作為冷卻劑,設(shè)計(jì)時(shí)煉鋼能力要比煉鐵能力大20%左右,而采用石灰石造渣煉鋼,除采用一部分自產(chǎn)廢鋼外可不用其他冷鐵料,煉鐵能力略低于煉鋼能力即可。
(二)研究基礎(chǔ)與工作條件
1.工作基礎(chǔ)
本項(xiàng)目工作已經(jīng)進(jìn)行了4年多,其間查閱了大量的文獻(xiàn)資料,對(duì)氧氣轉(zhuǎn)爐采用石灰石代替石灰造渣煉鋼節(jié)能減排的可能性進(jìn)行了深入的討論,做了大量的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和理論探索,在所有結(jié)果都證明這種方法可行后,提出了發(fā)明專利申請(qǐng)并獲得了國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的授權(quán),與一些鋼鐵公司合作進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn),在不同條件下的工業(yè)試驗(yàn)都取得了成功。在這一項(xiàng)目的研究過(guò)程中已培養(yǎng)3名本科生畢業(yè),1名碩士生畢業(yè)。近兩年多來(lái),已發(fā)表及已投稿被錄用將要發(fā)表的論文共有9篇,多次在國(guó)內(nèi)的鋼鐵冶金會(huì)議和鋼鐵公司介紹過(guò)研究進(jìn)展,在與同行的討論中,了解到不同條件的煉鋼廠的許多現(xiàn)場(chǎng)問題,然后在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究,促進(jìn)了研究工作的深入。
本人有長(zhǎng)期的現(xiàn)場(chǎng)和研究工作經(jīng)歷,對(duì)國(guó)內(nèi)外氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的發(fā)展歷史和生產(chǎn)方式都非常熟悉,并且在長(zhǎng)年的研究中積累了豐富的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn),熟悉各種高溫爐、高溫顯微鏡和電子顯微鏡以及化學(xué)分析的操作。能夠選定這項(xiàng)世界第一次進(jìn)行的、有重大意義的創(chuàng)新課題,并且在過(guò)去4年多的研究中取得令人滿意的結(jié)果,同時(shí)發(fā)現(xiàn)了一系列的可以深入研究的方向,把用石灰石代替石灰造渣煉鋼的設(shè)想變成了現(xiàn)實(shí),推動(dòng)了本項(xiàng)目的發(fā)展,充分顯示出了本人在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究?jī)煞矫娴膭?chuàng)新能力,為下一階段的深入研究奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。
2、工作條件
有2×22m2的研究室可作研究人員的工作房間,本學(xué)院公用實(shí)驗(yàn)室有各種形式的高溫爐可做各種高溫實(shí)驗(yàn),高溫顯微鏡和電子顯微鏡的操作人員經(jīng)驗(yàn)豐富。本人與國(guó)內(nèi)若干鋼鐵公司有良好的合作關(guān)系,可以推動(dòng)需要進(jìn)行的工業(yè)試驗(yàn)。已經(jīng)具備一些基本的數(shù)值模擬研究設(shè)施和模擬用商業(yè)軟件,可用于數(shù)學(xué)模型研究和編程開發(fā)。
3、個(gè)人簡(jiǎn)介
李宏,男,1954年11月生,工學(xué)博士,教授,博導(dǎo)
1970~1973年在江蘇省徐州鋼鐵廠當(dāng)煉鋼工人,1973~1976年在北京鋼鐵學(xué)院煉鋼專業(yè)學(xué)習(xí),1976~1979年在江蘇省徐州鋼鐵廠當(dāng)煉鋼技術(shù)員和爐長(zhǎng),1979~1982年在北京鋼鐵學(xué)院煉鋼專業(yè)讀研究生,畢業(yè)獲工學(xué)碩士學(xué)位留校工作。1986~1987年在日本東北大學(xué)選礦冶煉研究所進(jìn)修,1993~1994年在日本住友金屬工業(yè)株式會(huì)社波崎研究開發(fā)中心進(jìn)修,1994~2000年在日本東京三菱商事株式會(huì)社重機(jī)部從事中國(guó)鋼鐵工程項(xiàng)目的建設(shè)工作。2005年獲日本東北大學(xué)金屬前沿專攻工學(xué)博士學(xué)位。主要技術(shù)工作和科研工作經(jīng)歷如下:
1980~1994年,參加了中日兩國(guó)政府間合作項(xiàng)目“含鈮、錳、磷及其他元素生鐵冶煉技術(shù)的共同研究”和“攀枝花復(fù)合礦物中所含稀有元素有效利用的共同研究”,主要承擔(dān)的研究?jī)?nèi)容有:包頭鐵水提鈮、鐵水脫磷脫硫及渣-鐵反應(yīng)平衡、氯化揮發(fā)法和濕法處理攀枝花煉鋼爐渣提取鎵和釩、渣中微量鎵的化學(xué)分析方法等。
1994~2000年,在三菱商事株式會(huì)社重機(jī)部工作,從事國(guó)內(nèi)鋼鐵工程項(xiàng)目的技術(shù)交流、談判及建設(shè)工作,參加的主要工程項(xiàng)目有:1)寶鋼三期:焦?fàn)t三電、礦石破碎設(shè)備、原料碼頭、煉鐵中心試驗(yàn)室、1580熱軋和1550冷軋;2)武鋼2250熱軋;3)鞍鋼:1780熱軋、三煉鋼RH、礦渣公司破碎設(shè)備、大型廠改造、冷軋鍍鋅線;4)唐鋼薄板坯連鑄連軋。其中,從技術(shù)交流、談判到現(xiàn)場(chǎng)施工、試車、投產(chǎn)、驗(yàn)收,完整地參加并組織了鞍鋼1780熱軋生產(chǎn)線的建設(shè)工作。
從2000年~現(xiàn)在,在北京科技大學(xué)從事教學(xué)與科研工作。曾與國(guó)內(nèi)若干大中型鋼鐵公司合作,從事關(guān)于潔凈鋼冶煉技術(shù)和連鑄坯缺陷控制的研究;另外開展了鋼中夾雜物的凝聚理論及控制、大氣中CO2固定與利用、節(jié)能低污染冶金技術(shù)開發(fā)方面的研究工作。為了減少鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程對(duì)自然界的污染和理順煉鋼過(guò)程的邏輯關(guān)系,節(jié)能減排,于2006年開始研究在氧氣轉(zhuǎn)爐中用石灰石代替石灰造渣煉鋼的問題,迄今已經(jīng)在基本理論和工業(yè)試驗(yàn)中取得了很大的進(jìn)展,現(xiàn)正繼續(xù)進(jìn)行深入的探索。
從1987年~現(xiàn)在,在國(guó)內(nèi)外雜志、會(huì)議上發(fā)表上述相關(guān)研究領(lǐng)域的論文80余篇。其中關(guān)于轉(zhuǎn)爐冶煉、高溫狀態(tài)的渣--鋼反應(yīng)、有價(jià)金屬綜合利用、節(jié)能減排方面的文章有20余篇,這類文章大多在上世紀(jì)八十、九十年表,其中有一些是師從于我國(guó)著名冶金學(xué)家林宗彩教授、周榮章教授和世界著名冶金物理化學(xué)學(xué)家水渡英昭教授時(shí)的研究結(jié)果;2000年后,與我國(guó)著名冶金學(xué)家曲英教授合作進(jìn)行研究,發(fā)表了一些有關(guān)高溫余熱利用、生態(tài)冶金方面的文章;2010年后發(fā)表的關(guān)于氧氣轉(zhuǎn)爐中用石灰石代替石灰造渣煉鋼節(jié)能減排方面的論文已有5篇,另外還投出了4篇這方面的論文已被錄用,將在2011年內(nèi)發(fā)表。
迄今為止,已經(jīng)獲中國(guó)發(fā)明專利10余項(xiàng),中國(guó)實(shí)用新型專利4項(xiàng),其中包括已經(jīng)獲得國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授權(quán)的關(guān)于本項(xiàng)目的1項(xiàng)發(fā)明專利和1項(xiàng)技術(shù)延伸的實(shí)用新型專利。著作方面,2000年從日本歸國(guó)后受托翻譯的《鋼鐵冶煉》、《爐外精煉》,已分別于2001年和2002年由冶金工業(yè)出版社出版;其后參編高等學(xué)校教材《鋼鐵冶金-煉鋼學(xué)》,于2007年由高等教育出版社出版,在書中獨(dú)立編寫了第二章《煉鋼基本反應(yīng)》。
(2)王麗華,女,高級(jí)工程師
近年來(lái)關(guān)于氧氣轉(zhuǎn)爐用石灰石代替石灰造渣煉鋼方面的研究成果
已發(fā)表部分:
[1] 李宏,曲英.一種在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐中用石灰石代替石灰造渣煉鋼的方法.中國(guó)專利:ZL200910082071.X.申請(qǐng)日:2009.04.21,授權(quán)日2011.01.19
[2] 李宏.氧氣轉(zhuǎn)爐用石灰石代替石灰造渣煉鋼節(jié)能減排技術(shù).金屬世界,2010.7,No.4,6~8
[3] 李宏,曲英.氧氣轉(zhuǎn)爐用石灰石代替石灰造渣煉鋼節(jié)能減排初探.中國(guó)冶金,2010.9,59~62,(中國(guó)金屬學(xué)會(huì)會(huì)刊)
[4] 李宏,郭洛方,李自權(quán),宋文臣,李永卿,嚴(yán)鵬程. 轉(zhuǎn)爐低碳煉鋼及用石灰石代替石灰的研究.第十六屆全國(guó)煉鋼學(xué)術(shù)會(huì)議文集,2010.12,116~120(獲評(píng)優(yōu)秀論文)
[5] 郭洛方,李宏,李自權(quán),嚴(yán)鵬程,董大西,梁孜,王恭亮,張紅衛(wèi),李勝利.轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程CO2向CO的轉(zhuǎn)化與煤氣再生回收.2010中國(guó)可再生能源科技發(fā)展大會(huì)論文集,第Ⅱ卷,2010.12,中國(guó)北京:828~832,美國(guó)科研出版社(Scientific Research Publishing,USA)(ISTP收錄)
[6] 李自權(quán),李宏,郭洛方,嚴(yán)鵬程,董大西,梁孜,王恭亮,張紅衛(wèi),李勝利.石灰石加入轉(zhuǎn)爐造渣煉鋼過(guò)程的行為初探. 煉鋼. Vol.27(2011),No.2,33~35,55.(核心刊物)
已投稿即將發(fā)表部分:
[7] Wenchen Song,Hong Li,Luofang Guo,Pengcheng Yan,Yongqing Li,Jia Feng.Analysis on Energy-saving and CO2 Emissions Reduction in BOF Steelmaking by Substituting Limestone for Lime to Slag.2011可再生能源與環(huán)境材料國(guó)際會(huì)議-上海,已錄用待發(fā)表(EI 收錄)
[8] Hong Li,Luofang Guo, Yongqing Li, Wenchen Song,Jia Feng,Mei Liang,Dong Daxi,Wang Gongliang,Zhang Hongwei,Li Shengli and Zhang Tongfa.Industrial Experiments of Using Limestone instead of Lime for Slagging during LD-Steelmaking Process.International Conference on Chemical Engineering and Advanced Materials (CEAM 2011) , 已錄用待發(fā)表(EI 、ISTP 收錄)