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2017年中國水泥窯協(xié)同處置危廢發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢分析
發(fā)布時間:2017-12-04 來源:海螺創(chuàng)業(yè)

? ? 1、水泥窯:目前最適宜協(xié)同處置危廢的工業(yè)

? ? (1)工藝特點與危廢處置需求高度匹配

? ? 鑒于傳統(tǒng)危廢處置工藝新建產(chǎn)能選址難、阻力大、周期長,依托成熟工業(yè)窯爐協(xié)同處置,成為化解產(chǎn)能不足局面的最佳戰(zhàn)略。水泥窯作為最適合協(xié)同處置危廢的工業(yè)爐窯,已經(jīng)在海外有30年左右的成熟應(yīng)用經(jīng)驗。受益于水泥生產(chǎn)工藝環(huán)境適宜、改造耗時耗資較少、地域匹配性強(qiáng)等優(yōu)勢,該工藝適宜在國內(nèi)推廣。在14年行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)完善后,正式登上歷史舞臺,并有望與傳統(tǒng)工藝分庭抗禮,在未來兩年迎來產(chǎn)能爆發(fā)期。

? ? 堿性環(huán)境天然適宜處置危廢:水泥生產(chǎn)中,窯內(nèi)呈現(xiàn)堿性環(huán)境,有效避免酸性物質(zhì)和重金屬揮發(fā),目前可適應(yīng)約60%種類的危廢、適用范圍廣。較之專業(yè)危廢焚燒爐需要投加堿性物質(zhì),捕捉酸并固化重金屬,水泥窯天然的堿性環(huán)境有助于節(jié)約處置成本。

? ? 高溫、長停留時間、高氧氣過剩量,有效避免二次污染:水泥窯內(nèi)燃燒溫度在1300℃以上,可控制焚燒時間在5s左右(大于2s),可由在線監(jiān)控系統(tǒng)控制氧氣過剩量大于3%、尾氣CO量小于100ppm,有利于徹底分解危廢物質(zhì),避免燃燒不充分產(chǎn)生二次污染物,可徹

? ? 底分解廢物中有害有機(jī)物,如二噁英、呋喃等。殘渣和飛灰最終均成為熟料的成分,有害物質(zhì)都可全部固熔在水泥熟料的晶格中不能再逸出或析出,不對環(huán)境造成二次污染窯爐自動化控制水平高,操作難度較低:目前我國水泥熟料生產(chǎn)線中,新型干法工藝占比已接近100%,該工藝自動化水平較高、工作狀態(tài)穩(wěn)定,可精確控制溫度、含氧量、燃料投加等步驟,對各種廢物適應(yīng)能力強(qiáng),略作調(diào)整就不會影響水泥熟料的正常性能和質(zhì)量,也不會影響窯的正常操作運行。根據(jù)《水泥窯協(xié)同處置危險廢物經(jīng)營許可證審查指南》要求,不同熱值與成分的危廢摻燒比例,約為熟料生產(chǎn)能力的4-15%之間。目前5000t/d的水泥窯批復(fù)產(chǎn)能一般為10萬噸/年,危廢實際摻燒比例約7%,因此對于水泥生產(chǎn)的干擾較為可控。

? ? 協(xié)同處置危廢對水泥產(chǎn)品質(zhì)量無不良影響。大量研究表明,固體廢物中重金屬、硫、氯等物質(zhì)在水泥窯協(xié)同處置過程中能進(jìn)入水泥熟料的晶格中不再逸出或者析出(水泥窯固定重金屬的熟料礦物晶格取代理論),起到很好的固定作用,沒有二次污染隱患。

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北京水泥廠投加危險廢棄物前后熟料化學(xué)成份對比(%)表明協(xié)同處置危廢后對水泥品質(zhì)影響不大

數(shù)據(jù)來源:公開資料整理

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? ? (2)投資/運營成本,僅為傳統(tǒng)工藝1/3和1/2,盈利優(yōu)勢顯著

? ? 初始改造成本低:目前水泥窯協(xié)同處置危廢投資額小于1000元左右/噸處置產(chǎn)能,而新建或改擴(kuò)建傳統(tǒng)危廢焚燒爐設(shè)施的平均投資一般為0.3-1.6萬元/噸處置產(chǎn)能。

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傳統(tǒng)危廢焚燒項目投資

數(shù)據(jù)來源:公開資料整理

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? ? 運營成本低:根據(jù)《水泥窯協(xié)同處置危廢污染控制規(guī)范(征求意見5000-6000元/噸,而水泥窯的實際處置收費大概為2000-4000元/噸。

? ? 實際處置成本方面:由于難以將危廢處置與水泥生產(chǎn)的成本嚴(yán)格區(qū)分與分拆,經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明水泥窯協(xié)同處置危廢噸成本約在500-1000元/噸,而焚燒爐處置成本約為其2倍以上。

? ? (3)適用性強(qiáng):處置品類達(dá)總品類的80%,爐窯區(qū)域分布與危廢產(chǎn)區(qū)高度

? ? 適用危廢品類占危廢總品類的80%:水泥窯協(xié)同處置危廢工藝,可涵蓋約40大類危廢處置需求,占2016年新版國家危廢名錄50大類危廢種類的80%以上。行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制中,已經(jīng)將將輻射性廢物、醫(yī)療廢物與易爆廢物等類型排除在外。以金圓股份(000546.SZ)旗下格爾木宏揚水泥窯協(xié)同處置危廢項目為例,獲批的處置范圍涵蓋38大類,426小類危險廢物,處置能力10萬噸/年,是目前青海省規(guī)模最大、處置資質(zhì)最齊全的危廢無害化項目。

? ? 危廢在水泥窯中投加位置應(yīng)根據(jù)廢物特性從以下三處選擇:窯頭高溫段、窯尾高溫段和生料磨。其中:

? ? 窯頭高溫段中可處置:①液態(tài)或易于氣力輸送的粉狀廢物、含POPs物質(zhì)或高氯、高毒、難降解有機(jī)物質(zhì)的廢物、熱值高、含水率低的有機(jī)廢液適宜從主燃燒器投加;②各種低熱值液態(tài)廢物應(yīng)從窯門罩投加。

? ? 窯尾高溫段中可處置:①含POPs物質(zhì)和高氯、高毒、難降解有機(jī)物質(zhì)的廢物優(yōu)先從窯頭投加;若受物理特性限制需要從窯尾投加時,優(yōu)先選擇從窯尾煙室投加點;②含水率高或塊狀廢物應(yīng)優(yōu)先選擇從窯尾煙室投入。

? ? 生料磨中可處置不含有機(jī)物和揮發(fā)半揮發(fā)性重金屬的固態(tài)廢物。

? ? 區(qū)域分布與危廢產(chǎn)區(qū)高度匹配:水泥在是傳統(tǒng)意義上的“短腿”產(chǎn)品,業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為其經(jīng)濟(jì)銷售半徑為公路<300公里、鐵路<500公里。因此水泥產(chǎn)能的密度與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平和基建需求直接相關(guān)。同時,危廢來自工業(yè)生產(chǎn)過程,同樣與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相關(guān)。如下圖所示,水泥產(chǎn)能分布與危廢產(chǎn)量分布情況區(qū)域匹配度整體較高。因此,水泥窯協(xié)同處置工藝的區(qū)域適用性較強(qiáng),適于在全國范圍內(nèi)推廣,作為普適的協(xié)同處置技術(shù),填補(bǔ)全國各地傳統(tǒng)危廢產(chǎn)能供需缺口。

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工業(yè)危廢的產(chǎn)生集中度于華東、西北

數(shù)據(jù)來源:公開資料整理

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2013年我國危廢及水泥產(chǎn)能區(qū)域

數(shù)據(jù)來源:公開資料整理

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? ? 2、改造 爬坡周期短、產(chǎn)能釋放快

? ? 水泥窯協(xié)同處置的改造,主要包括工程改造和運行爬坡兩方面,整體改造周期約為8-9個月,建成之后項目爬坡周期較短,產(chǎn)能釋放速度快。而傳統(tǒng)危廢無害化處置項目一般需要2-3年建設(shè)期和1-2年的產(chǎn)能爬坡期。例如,金隅紅樹林的廣靈金隅項目自6月12日項目組進(jìn)廠服務(wù),同年11月7日即取得危廢經(jīng)營許可證,原計劃8個月的施工建設(shè) 取證周期被縮短至5個月完成,創(chuàng)造了業(yè)界最快的施工和取證速度記錄。

? ? 配套傳送、倉儲與分析檢測設(shè)施:該部分改造可以在不影響水泥窯生產(chǎn)的情況下施工,施工周期約7-8個月左右。主要包括分析檢測實驗室搭建、危廢運輸車輛配置、危廢分類倉儲構(gòu)筑物建設(shè)、預(yù)處理設(shè)施、污染控制系統(tǒng)與傳送裝置安裝。

? ? 窯體改造:對于水泥窯的改造,一般只需對投料口進(jìn)行部分改造,無需進(jìn)行大規(guī)模技改,只需幾天時間即可完成。

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新型干法水泥窯煅燒過程中的投料點

數(shù)據(jù)來源:公開資料整理

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? ? 3、協(xié)同處置危廢顯著提升盈利能力,水泥企業(yè)改造意愿強(qiáng)

? ? 近幾年水泥熟料產(chǎn)能過剩嚴(yán)重,水泥企業(yè)盈利能力不強(qiáng),企業(yè)積極尋找開源節(jié)流的手段。由于協(xié)同處置危廢①增厚企業(yè)利潤,提升熟料生產(chǎn)線盈利能力;②可一定程度上規(guī)避錯峰生產(chǎn),增加熟料產(chǎn)能利用率。③引領(lǐng)企業(yè)開啟協(xié)同處置固廢新思路。目前水泥企業(yè)改造意愿較為積極。

? ? (1)水泥行業(yè)16-17年雖呈弱復(fù)蘇、但去產(chǎn)能壓力依然大。

? ? 2015年全國水泥行業(yè)出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益嚴(yán)重下滑局面,量價齊跌。2015年全國水泥產(chǎn)量23.48億噸,水泥產(chǎn)量增速同比下降4.95%,其中華北區(qū)域市場下降14.60%。企業(yè)盈利水平嚴(yán)重下滑,全國六大區(qū)域利潤同比均呈現(xiàn)無差別化的全面大幅下滑走勢。

? ? 2016-17年水泥市場復(fù)蘇。2016年房地產(chǎn)市場回暖和基建項目加快啟動,帶動全國水泥市場需求呈現(xiàn)弱復(fù)蘇態(tài)勢;同時在積極開展行業(yè)自律措施及大面積錯峰生產(chǎn)的影響下,水泥市場走勢經(jīng)歷了前低后高的反轉(zhuǎn),一改2015年的低迷態(tài)勢。但水泥窯盈利能力,已不能與前期高景氣時期同日而語。

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水泥熟料產(chǎn)能及產(chǎn)量:去產(chǎn)能壓力仍較大

數(shù)據(jù)來源:公開資料整理

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? ? (2)水泥下行周期中的曙光,生產(chǎn)線盈利能力顯著提升

? ? 水泥行業(yè)產(chǎn)能過剩,企業(yè)盈利能力銳減:國內(nèi)水泥熟料產(chǎn)能連年增長,但國內(nèi)基建增速卻有所回落,水泥熟料開工率由巔峰時期的近150%銳降至75%,且噸水泥盈利能力從峰值階段的200元回落至目前的30-50元。

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水泥熟料產(chǎn)能利用率銳降(億/噸)

數(shù)據(jù)來源:公開資料整理

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? ? 4、行業(yè)格局::已有產(chǎn)能200萬噸,可釋放至1200-1600萬噸

? ? 14年底水泥窯協(xié)同處置危廢產(chǎn)能快速增長,截至17年5月,核準(zhǔn)產(chǎn)能超30條生產(chǎn)線、約200萬噸,約占無害化總產(chǎn)能的16%,占全國危廢核準(zhǔn)總產(chǎn)能的3%。

? ? 水泥窯協(xié)同處置工藝自2014年起快速增長:①截至14年底,我國共有16家水泥企業(yè)取得危廢經(jīng)營許可證,年核準(zhǔn)處置量103.4萬噸,實際處置量52.6萬噸,利用率50.9%。②截止17年5月,全國核準(zhǔn)水泥窯協(xié)同處置危廢項目超過30個、總產(chǎn)能約200萬噸。截至17年5月,按照無害化占總產(chǎn)能20%估算,全國無害化產(chǎn)能達(dá)到1239萬噸,其中,水泥窯協(xié)同處置危廢產(chǎn)能約占無害化總產(chǎn)能的16%。

? ? 產(chǎn)能分布已涵蓋14?。何覀兘y(tǒng)計,截至2017年5月,陜西、浙江、河南、北京、青海、山西、內(nèi)蒙、云南、福建、廣西、河北、重慶、江蘇、吉林等14省市已有核準(zhǔn)的水泥窯協(xié)同處置危廢項目共31個,對應(yīng)總產(chǎn)能197萬噸,其中陜西省水泥窯協(xié)同處置危廢核準(zhǔn)產(chǎn)能最多(79萬噸),項目個數(shù)最多(8個),占陜西總危廢處置產(chǎn)能比例接近30%。

? ? 協(xié)同處置危廢產(chǎn)能即將進(jìn)入爆發(fā)期:根據(jù)我們不完全統(tǒng)計,目前處于環(huán)評公示階段的協(xié)同處置危廢項目超過40個;根據(jù)中國循環(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會副會長、環(huán)保部原污防司巡視員李新民2017年5月在長興危廢論壇上的發(fā)言,獲得批文尚未投產(chǎn)的水泥窯危廢協(xié)同處置項目超過60個,由于建設(shè)周期短,在建產(chǎn)能將于一年內(nèi)投運,我們判斷協(xié)同處置危廢產(chǎn)能將在2019年進(jìn)入爆發(fā)期。

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部分省份有水泥窯協(xié)同處置危廢產(chǎn)能(深藍(lán))

數(shù)據(jù)來源:公開資料整理

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? ? 目前全國范圍內(nèi)新型干法生產(chǎn)線共計1769條,其中最終可進(jìn)行協(xié)同處置危廢改造的生產(chǎn)線預(yù)計將有150-200條。主要考慮以下兩點甄選因素:

? ? 客觀限制:考慮①新型干法水泥窯一般分為大小兩種窯型規(guī)模,根據(jù)我們草根的結(jié)果,小窯在實業(yè)操作中很難獲得環(huán)評批復(fù),大窯一般可批復(fù)危廢產(chǎn)能規(guī)模為6-10萬噸/年。②部分水泥廠位于水源地或居民聚居區(qū),衛(wèi)生防護(hù)距離不達(dá)標(biāo),環(huán)評難以通過。

? ? 主觀限制:①水泥窯所處區(qū)域的水泥供需格局較好,若競爭過于白熱化,熟料產(chǎn)能難以提升,危廢摻燒量小,投資回報低,則不宜改造。②當(dāng)?shù)匚U產(chǎn)能供需缺口較大,且危廢品類適宜利用水泥窯處置。以上主觀限制或進(jìn)一步排除30%-50%產(chǎn)能。

? ? 因此,最終可完成改造的生產(chǎn)線約為150-200條生產(chǎn)線,按照單線平均8萬噸/年計算,對應(yīng)產(chǎn)能約為1200萬噸/年-1600萬噸/年,未來有望依托產(chǎn)能釋放快、處置成本低等優(yōu)勢,與傳統(tǒng)危廢處置工藝分庭抗禮。