氮氧化物作為我國“十二五”污染物減排目標(biāo)中新增的指標(biāo)之一，面臨著在“十二五”期間減少10%的約束性任務(wù)，相關(guān)企業(yè)壓力巨大。而作為減少氮氧化物排放主要手段的脫硝技術(shù)則迎來了巨大的市場機(jī)遇。
火電廠是我國氮氧化物排放大戶，占總排放量的35%以上。圖為正冒著濃煙的火電廠。（CFP供圖）
中國科學(xué)院廣州能源研究所研究員馮自平近日在接受記者采訪時(shí)表示，目前最高效的脫硝技術(shù)是選擇性催化還原法（SCR）。在這個(gè)反應(yīng)過程中，脫銷鈦白粉作為催化劑的主要成分，隨著脫銷技術(shù)迎來的市場機(jī)遇，其市場需求也在快速增長。國內(nèi)企業(yè)經(jīng)過多年的試驗(yàn)研究，已初步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，打破了國外企業(yè)的壟斷。國產(chǎn)脫硝鈦白粉產(chǎn)業(yè)可謂是小荷已露尖尖角，但破土的新苗還需要更多的雨露滋潤。
脫硝為產(chǎn)業(yè)帶來大市場
眾所周知，“十二五”期間，我國氮氧化物減排形勢嚴(yán)峻。特別是2011年，我國氮氧化物排放量不降反升，為剩下4年減排10%的目標(biāo)帶來了巨大挑戰(zhàn)。
面對嚴(yán)峻的減排形勢，在第七次全國環(huán)境保護(hù)大會上，環(huán)保部與全國31個(gè)省、市、自治區(qū)人民政府和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)，以及五大發(fā)電集團(tuán)、國家電網(wǎng)、中石油、中石化等企業(yè)主要負(fù)責(zé)人簽署了“十二五”主要污染物總量減排目標(biāo)責(zé)任書，對氮氧化物控制的排放量及新建火電機(jī)組脫硝設(shè)施等提出了要求。
從今年1月起實(shí)施的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求：自2012年1月1日起，所有新建火電機(jī)組氮氧化物排放量不得大于100毫克/立方米；自2014年1月1日起，重點(diǎn)地區(qū)所有火電投運(yùn)機(jī)組氮氧化物排放量不得大于100毫克/立方米，非重點(diǎn)地區(qū)2003年以前投產(chǎn)的機(jī)組不大于200毫克/立方米。
國內(nèi)企業(yè)通過加大研發(fā)力度，近年來終于實(shí)現(xiàn)了納米級脫銷鈦白粉的初步產(chǎn)業(yè)化，打破了國外技術(shù)的壟斷。圖為宣城晶瑞新材料有限公司研發(fā)中心技術(shù)人員在納米粒徑測量儀前做實(shí)驗(yàn)。（宣晶 提供）
“火電廠是氮氧化物排放大戶，如果不脫硝的話，氮氧化物的排放量可高達(dá)四五百毫克/立方米，所以必須上脫硝設(shè)備。”寶萊爾科技（香港）有限公司脫硝部中國區(qū)總經(jīng)理陶若虹表示。
中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會脫硫脫硝委員會副秘書長路光杰介紹說，目前針對控制燃煤氮氧化物排放的脫硝技術(shù)主要包括低氮燃燒技術(shù)和煙氣脫硝技術(shù)兩類。由于低氮燃燒技術(shù)的脫硝效率僅有25%～40%，不及煙氣脫硝技術(shù)的脫硝效率高，因此后者是目前世界上發(fā)達(dá)國家普遍采用的減少氮氧化物排放的方法。目前國際上成熟的煙氣脫硝技術(shù)，主要有非選擇性催化還原法（SNCR）和選擇性催化還原法（SCR）兩種。其中SCR技術(shù)的脫硝率可達(dá)90%以上，是國際上火電廠氮氧化物排放控制的主流技術(shù)。
我國火電企業(yè)在面臨日益加大的環(huán)保壓力下，加快了脫硝建設(shè)速度。圖為中國國電正在召開氮氧化物控制技術(shù)研討會。（中新 提供）
據(jù)了解，SCR技術(shù)的原理是在特定催化劑的作用下，用氨或其他還原劑選擇性地將煙氣中的氮氧化物還原，變成無害的氮?dú)夂退魵怆S煙氣排放。在這個(gè)技術(shù)中，催化劑是核心，占整個(gè)脫硝成本的40%～60%。而對催化劑產(chǎn)品價(jià)格影響最大的因素是其原材料——納米級的脫銷鈦白粉。SCR催化劑的原材料包括脫銷鈦白粉、三氧化鎢、五氧化二釩等，其中脫銷鈦白粉占催化劑總量的80%～90%，占總成本的50%左右。所以，脫銷鈦白粉成為SCR技術(shù)成本的主要控制因素。
馮自平指出，根據(jù)環(huán)保部的預(yù)測，新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，到2015年，需要新增煙氣脫硝容量8.17億千瓦，重點(diǎn)地區(qū)新建機(jī)組須全部安裝SCR脫硝裝置，其他地區(qū)約50%須安裝SCR脫硝裝置。因而“十二五”期間火電廠的SCR催化劑市場需求將逐年遞增，到2015年達(dá)到20.5萬立方米。“十三五”期間，火電廠裝機(jī)量還會增加，且脫硝催化劑的壽命約為3年，需要定期更換，因此，新裝機(jī)所需的SCR催化劑加上更換的SCR催化劑，總量會超過100萬立方米，平均每年16萬立方米。
馮自平告訴記者，每立方米催化劑需要脫銷鈦白粉的量約為0.5噸，按上述需求計(jì)算，“十二五”期間平均每年對脫銷鈦白粉的需求為8萬噸，“十三五”期間平均每年的需求將達(dá)到10萬噸。按照目前進(jìn)口脫銷鈦白粉價(jià)格約為3萬元/噸，國產(chǎn)價(jià)格約為2.5萬元/噸計(jì)算，“十二五”期間，脫銷鈦白粉的市場規(guī)模為100億元，平均每年20億元；“十三五”期間，其市場規(guī)模為125億元，平均每年25億元。而這僅僅是針對火電廠的需求計(jì)算的，目前國家發(fā)改委已經(jīng)給各個(gè)省市下達(dá)了鋼鐵廠、水泥廠等工業(yè)爐窯的脫硝任務(wù)，部分爐窯也將陸續(xù)開始脫硝，預(yù)計(jì)這部分所需的脫銷鈦白粉數(shù)量為2萬～4萬噸/年。如按3萬噸/年計(jì)算，將有7.5億元/年的市場規(guī)模。
“總之，未來數(shù)年內(nèi)脫銷鈦白粉在國內(nèi)的市場規(guī)模會達(dá)到20億～30億元/年，加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢在必然。”馮自平表示。
沖破壟斷得到下游認(rèn)可
采訪中，記者了解到脫銷鈦白粉的生產(chǎn)具有較高的技術(shù)壁壘，一直以來，其供應(yīng)也被日本和歐洲的少數(shù)廠家所壟斷，如日本的石原化工、法國的美禮聯(lián)（Millenium）等幾家企業(yè)。我國近70家鈦白粉企業(yè)在2010年以前沒有一家能夠生產(chǎn)這種納米級的脫銷鈦白粉。
可喜的是，目前國內(nèi)已經(jīng)有不少鈦白粉廠家開始對脫硝鈦白粉進(jìn)行研究，其中一些企業(yè)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，提振了行業(yè)的信心。如四川華鐵釩鈦科技有限公司、廣安貝騰環(huán)保科技有限責(zé)任公司、重慶普源化工工業(yè)有限公司、重慶新華化工有限公司等企業(yè)已經(jīng)能夠生產(chǎn)脫硝鈦白粉，但產(chǎn)能均不大，其中四川華鐵釩鈦的年產(chǎn)能約2萬噸，廣安貝騰約3000噸，重慶普源約1萬噸，重慶新華約1萬噸。
除了上述幾家企業(yè)已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化外，記者從山東東佳集團(tuán)股份有限公司了解到，該公司去年年底開發(fā)的脫硝催化劑專用鈦白粉，在中科院化學(xué)物理所與大唐熱電的脫硝催化劑中試中已獲得通過，并與大唐熱電達(dá)成脫硝催化劑專用鈦白粉合作協(xié)議。馮自平在中科院廣州能源研究所的研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年對脫硝鈦白粉的技術(shù)攻關(guān)，也已獲得中試成功，下一步將和鈦白粉企業(yè)開展合作，生產(chǎn)并銷售脫硝鈦白粉。
四川華鐵釩鈦的生產(chǎn)管理負(fù)責(zé)人告訴記者，公司于2008年初投資1.55億元，分兩期建設(shè)年產(chǎn)2萬噸脫硝鈦白粉生產(chǎn)線。隨著一期5000噸級生產(chǎn)線于2010年建成投產(chǎn)，公司在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了脫硝鈦白粉的國產(chǎn)化。“2008年之前，國內(nèi)的脫硝鈦白粉全部依賴進(jìn)口，導(dǎo)致國外的脫硝鈦白粉價(jià)格居高不下，將近5萬元/噸。2008年，我們一開建，國外就開始降價(jià)。2010年，我們一投產(chǎn)，國外的產(chǎn)品又降了一次價(jià)。公司目前主流產(chǎn)品的價(jià)格在3萬元/噸左右，比國外產(chǎn)品的價(jià)格要低一些。”
不過這位負(fù)責(zé)人坦言，一開始公司的產(chǎn)品銷售起來困難重重，因?yàn)橄掠未呋瘎S家不認(rèn)可，寧愿選擇價(jià)格昂貴的進(jìn)口鈦白粉或外資企業(yè)的產(chǎn)品。經(jīng)過不斷努力，2010年6月底，公司與國內(nèi)3家大型脫銷催化劑生產(chǎn)廠家簽訂了首批銷售合同。經(jīng)過兩年多市場的檢驗(yàn)，公司的脫硝鈦白粉產(chǎn)品質(zhì)量得到了下游廠家的認(rèn)可。目前，公司已經(jīng)進(jìn)入批量生產(chǎn)階段，開始持續(xù)供應(yīng)市場。
廣安貝騰銷售部副部長譚文中回想起開拓市場時(shí)的經(jīng)歷也感同身受：“2010年，我們剛開始銷售產(chǎn)品時(shí)，也是極其困難。經(jīng)過兩年多的市場檢驗(yàn)，現(xiàn)在的銷售情況還不錯(cuò)。我們主流產(chǎn)品的價(jià)格約2萬元/噸，產(chǎn)能正在由3000噸擴(kuò)至1萬噸。”
縮小差距還需多方合力
盡管國內(nèi)脫硝鈦白粉產(chǎn)業(yè)幼苗已經(jīng)破土而出，少數(shù)企業(yè)能進(jìn)入批量生產(chǎn)階段，但記者在采訪中了解到，目前我國脫硝鈦白粉產(chǎn)業(yè)才剛起步，技術(shù)大都是在簡單地模仿進(jìn)口產(chǎn)品，在比表面積、粒徑等幾個(gè)性能上接近，但在脫硝效率、催化劑的壽命等關(guān)鍵指標(biāo)上還存在較大的差距。業(yè)內(nèi)人士指出，脫硝鈦白粉這株產(chǎn)業(yè)幼苗要想茁壯成長，還需要企業(yè)自身的不斷努力和政策上的支持。
一是企業(yè)自身還需不斷創(chuàng)新提升技術(shù)。馮自平表示，國內(nèi)近70家鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)目前只有四五家能夠生產(chǎn)脫銷鈦白粉，且整體技術(shù)水平相對較為落后，后續(xù)研發(fā)能力薄弱。絕大部分脫銷催化劑廠家還是采用進(jìn)口的脫銷鈦白粉。
陶若虹告訴記者，其公司目前正在跟蹤國內(nèi)的脫硝鈦白粉市場，為下一步計(jì)劃做準(zhǔn)備。在她看來，進(jìn)口脫銷鈦白粉生產(chǎn)的催化劑吸附能力、孔隙、強(qiáng)度等指標(biāo)上的優(yōu)勢無可置疑，在設(shè)計(jì)壽命上也能保證承諾的3萬小時(shí)，如北京高碑店電廠2008年安裝的脫硝設(shè)施用的就是進(jìn)口脫銷鈦白粉，到目前為止，運(yùn)行時(shí)間已超過3萬小時(shí)尚未出現(xiàn)問題。
“雖然國內(nèi)的脫硝鈦白粉號稱質(zhì)量過硬，是納米級的，但2.5萬元/噸左右的價(jià)位，怎么計(jì)算，都讓人懷疑其是否真的是納米級，因?yàn)楦鞣N基礎(chǔ)材料的價(jià)格都在那里擺著呢。我們分析了國產(chǎn)脫硝鈦白粉，如果企業(yè)嚴(yán)格按配方設(shè)計(jì)的話就沒利潤了，可企業(yè)也不能不盈利，所以可能就會在材料方面想一些辦法，如在鈦白粉里面添加其他物質(zhì)，而且國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了這樣的例子。導(dǎo)致的結(jié)果就是使用國產(chǎn)脫硝鈦白粉的催化劑設(shè)計(jì)壽命為3年，可1年多就衰減了。”陶若虹說。
二是國家要在政策上對脫硝給與大力支持。記者發(fā)現(xiàn)，雖然2011年以來，國家發(fā)改委、環(huán)境保護(hù)部及地方政府均出臺了各種相關(guān)促進(jìn)脫銷的政策措施，但總體來看，我國脫硝改造進(jìn)展緩慢，電廠建設(shè)運(yùn)營脫硝設(shè)施積極性依舊不高。今年2月電監(jiān)會公布的《關(guān)于脫硝電價(jià)政策的研究和建議》顯示，全國已投運(yùn)脫硝機(jī)組容量占燃煤機(jī)組裝機(jī)的比重不足兩成。
談起脫銷進(jìn)展緩慢的原因，四川華鐵釩鈦的生產(chǎn)管理負(fù)責(zé)人指出，目前火電廠沒有大規(guī)模啟動(dòng)脫硝的原因在于我國目前試行的0.8分/千瓦時(shí)的火電脫硝電價(jià)補(bǔ)貼只能在一定程度上緩解火電企業(yè)成本上漲壓力，但并不能全額彌補(bǔ)脫硝成本。在金融危機(jī)的大背景下，只有1/3的火電企業(yè)可以盈利，2/3的企業(yè)是賺不到錢的，甚至還虧損，由此導(dǎo)致目前電廠上的脫硝裝置不是很多，反饋到上游原材料廠家市場量也不是很大。
這位負(fù)責(zé)人建議國家針對火電脫硝電價(jià)的補(bǔ)貼政策應(yīng)根據(jù)不同的地區(qū)、不同的電廠機(jī)組情況、不同的煤質(zhì)情況來制定相應(yīng)的政策。同時(shí)，為促進(jìn)我國脫硝工作順利推進(jìn)，還應(yīng)出臺相關(guān)配套措施。首先，對于目前普遍存在的脫硝工程改造、建設(shè)及運(yùn)行資金缺口較大問題，除通過價(jià)格政策逐步進(jìn)行解決外，還可通過環(huán)保專項(xiàng)補(bǔ)助資金、排污權(quán)有償調(diào)劑、脫硝電價(jià)優(yōu)惠政策等多種方式予以解決；其次，還需加強(qiáng)火電脫硝監(jiān)管，可借鑒脫硫電價(jià)經(jīng)驗(yàn)，將脫硝設(shè)施在線監(jiān)測系統(tǒng)接入環(huán)保部門和電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)；再次，加大對脫硝關(guān)鍵技術(shù)如脫硝鈦白粉研發(fā)的支持力度，鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新和自主化。
