我國能源形勢與水泥工業(yè)的節(jié)能任務能源的供給和消費是關系著國民經(jīng)濟和社會發(fā)展、國家安全和可持續(xù)發(fā)展的重大問題。我國是一個正處于經(jīng)濟社會快速發(fā)展且人口眾多的發(fā)展中國家。2006年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值21.0871萬億元，比上年同期增長11.1%，居世界第四位，但GDP僅占世界的5.5%.同年能源生產(chǎn)總量19.82億噸標準煤，同比增長10%，能源消費總量為24.6億噸標準煤，同比增長9.61%，而能源消費卻占世界的13.8%.我國經(jīng)濟的高速增長在某種意義上講是依靠巨大的能源消耗來維持的，這樣的經(jīng)濟增長方式和能源的巨大消耗不論從現(xiàn)在還是長遠看，都是不可持續(xù)的。在全國總能耗中，建材工業(yè)能耗約占9%，占全國工業(yè)能耗的13%左右。水泥制造業(yè)是建材工業(yè)中的耗能大戶。有關統(tǒng)計資料顯示，2005年水泥制造業(yè)能源消耗總量占建材工業(yè)能源消耗總量的75.5%.為實現(xiàn)我國國民經(jīng)濟又好又快發(fā)展，實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，我們必須對我國的能源形勢有一個清醒的認識，主動調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構，改變經(jīng)濟增長方式，全面開展節(jié)能降耗工作。水泥工業(yè)作為國民經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)和高耗能產(chǎn)業(yè)，應當責無旁貸地加大節(jié)能降耗的工作力度，為實現(xiàn)水泥產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)在“十一五”期間萬元GDP產(chǎn)值能耗降低20%和污染物排放總量減少10%的目標，作出不懈努力。我國能源資源狀況和能源結(jié)構根據(jù)2006年“中國統(tǒng)計年鑒”，我國2005年主要能源基礎儲量（注1）煤炭3326.4億噸、石油24.8972億噸、天然氣28185億立方米。2005年我國人口為13.0756億，按人均計算，我國每人擁有254.39噸煤炭、1.90噸石油、2155.54立方米天然氣的基礎儲量，.除去上述煤炭、石油、天然氣3種化石能源資源之外，我國還有水能、核能資源及風能、太陽能、地熱能、生物質(zhì)能等可再生能源。我國的能源資源具有品種齊全、分布廣泛、總量豐富、人均擁有量較少等幾個基本特點。煤炭、石油、天然氣這些主要能源資源所擁有的儲量豐度也不盡一樣。根據(jù)BP石油公司（英國石油公司）2003年統(tǒng)計的資料，我國最為豐富的煤炭資源，在全球中占11.67%，居世界第三位；石油占1.7%，居世界第十二位；天然氣占1.00%，居世界第二十位。我國人口眾多，人均擁有的探明能源儲量并不多，有的品種遠低于世界平均水平。根據(jù)BP石油公司2003年的統(tǒng)計資料，我國人均煤炭資源占世界人均水平的55.67%，石油占11.14%，天然氣占4.38%.除煤炭資源較為豐富外，石油、天然氣等能源資源均不能滿足我國當前和長遠發(fā)展的需要。根據(jù)我國能源資源的條件，我國一次能源生產(chǎn)供應長期以來是以煤炭為主，其次是石油，第三位是水電及核電、其他動力能（包括風能、地熱能等），最后是天然氣提供的能源，（注2）。我國能源生產(chǎn)是世界上為數(shù)不多的以煤炭為主的國家；我國自己生產(chǎn)的石油產(chǎn)品，由于資源儲量和開采技術水平的原因，在整個能源生產(chǎn)總量中的比重逐年降低，自給率下降；而水電、核能、風能、地熱能等可再生能源，隨著國民經(jīng)濟對能源需求的增大和環(huán)保要求的日益嚴格，科學技術的進步，他們在能源生產(chǎn)中的比重日益加大，也是我們今后研究開發(fā)的重點。我國能源消耗和對環(huán)境的影響改革開放以來我國國民經(jīng)濟取得巨大的發(fā)展，而與此同時能源消耗也隨之大幅度增加。以1990年與2005年相比，國內(nèi)生產(chǎn)總值從18718.3億元增加到183956.1億元（均以當年價格計），增加到9.8倍；能源消費總量也從98703萬噸標準煤增加到223319萬噸標準煤，能源消費也增加到2.26倍。研究國家國民經(jīng)濟增長速度與能源消耗之間的關系，通常用能源消費彈性系數(shù)來表示，.即：從能源消費彈性系數(shù)的概念出發(fā)，該系數(shù)越小，表明用較少的能源消費增長，得到較大的國民經(jīng)濟增長；反之，系數(shù)越大，表明用較大的能源消費，得到較低的國民經(jīng)濟的增長。若該系數(shù)大于1，則表明能源消費的增速大于國民經(jīng)濟增長的速度。從我國國民經(jīng)濟發(fā)展實際看，“十五”期間，從2002年起，鋼鐵、有色金屬、化工和建材等重化工業(yè)的超常規(guī)發(fā)展，使得能源消費總量和增長速度大幅度增加，這期間能源消費彈性系數(shù)增大，超過1或接近1.由于能源消耗的迅猛增加，使得在一段時期內(nèi)，煤、電、油、運高度緊張，形成瓶頸，制約國民經(jīng)濟的平穩(wěn)、健康發(fā)展。按照“十一五”規(guī)劃的要求，國內(nèi)生產(chǎn)總值年均增長7.5%，實現(xiàn)人均國內(nèi)生產(chǎn)總值比2000年翻一番的目標。按此計算，到2010年國內(nèi)生產(chǎn)總值將達到26.1萬億元（2005年價格）。若不改變經(jīng)濟增長方式和產(chǎn)業(yè)結(jié)構調(diào)整，預計能源消費總值將達到32億噸標準煤。如此數(shù)量巨大的能源消耗和因此帶來的能源資源和環(huán)境問題是我們必須要認真考慮的。從另一個角度看，盡管我國能源消費總量很大，但由于我國人口數(shù)量大，實際人均能源消費只有世界平均水平的74%.詳見圖表1.按照我國發(fā)展戰(zhàn)略，我國將要在本世紀中葉進入中等發(fā)達國家的行列，那時人均GDP將達到1萬美元，人均能源消費量的值約為4噸標準煤（以日本、韓國進入人均GDP為1萬美元的能源消費為參考）。以那時人口控制在15億左右來計算，能源消費總量將達到60億噸標準煤。這種數(shù)量巨大的能源消耗實際上是不可能實現(xiàn)的。與此同時，這樣巨大的能源消耗也帶來了嚴重的環(huán)境問題。我國是世界上最大的煤炭消費國之一。2005年煤炭消費量為21.4億噸，占能源消費總量的69%，遠遠高于世界28%的平均水平。煤煙型污染成為我國大氣污染的一大特征。據(jù)估計，大約全國煙塵排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的67%、二氧化碳排放量的70%來自于燃煤。有資料介紹，能源消耗特別是化石燃料的消耗是二氧化碳排放的主要來源，大體上占到二氧化碳排放的75%左右。能源生產(chǎn)和消費產(chǎn)生的環(huán)境問題日趨嚴重。2005年工業(yè)廢氣排放量達到268988億立方米，比上年增加了13%，其中因燃料燃燒產(chǎn)生的工業(yè)廢氣排放量為155238億立方米，比上年增加了16%.2005年二氧化硫排放量為2549萬噸，比上年增加了13%.2005年煙塵排放量達到1183萬噸，比上年增加了8%.除了傳統(tǒng)的因燃煤而引起的污染尚未解決外，由于以汽油、柴油、天然氣為燃料的機動車保有量大幅度增加，機動車尾氣排放對大氣環(huán)境的污染在一些大城市日趨嚴重。據(jù)有關單位測算，2003年全國機動車碳氫化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）排放量分別達836萬噸、639萬噸和549萬噸，比1995年增加了2.5、2.1和3.0倍。在北京和廣州，80%以上的一氧化碳、40%以上的氮氧化物來自汽車的尾氣排放。在2005年監(jiān)測的319個城市中，近45%的城市大氣環(huán)境質(zhì)量不到二級標準（主要污染物是二氧化硫和顆粒物）。全國527個市（縣）中，出現(xiàn)酸雨的城市298個，占統(tǒng)計城市的56%.20世紀末世界銀行的一項研究表明，由于大氣污染，中國每年約17.8萬人過早死亡，大氣污染致病造成的工作日損失達740萬人年。我國每年大氣污染造成的經(jīng)濟損失大約占GDP的2%~3%.我國節(jié)能降耗的形勢為了實現(xiàn)國民經(jīng)濟快速平穩(wěn)的發(fā)展和滿足人民生活水平不斷提高的需求，我們必須由于我國正處于經(jīng)濟高速增長周期，加上人口增長和生活水平不斷改善等原因，盡管采取了對宏觀經(jīng)濟的結(jié)構調(diào)整，但在未來的10年或更長的時期內(nèi)，水泥的總需求量仍然會有所增長。在這種形勢下，我們必須更加重視提高水泥、混凝土的實物質(zhì)量，延長建筑物、構筑物的使用壽命，避免由于水泥、混凝土的實物質(zhì)量不高而導致的建筑物、構筑物壽命縮短，不得不進行加固或推倒重建，形成“重復建設”。水泥是配制混凝土的重要原材料。我國在建筑上多使用C20、C30混凝土，而國際發(fā)達國家多采用C50、C60等高標號混凝土，并充分注意到混凝土骨料的質(zhì)量，避免發(fā)生堿骨料反應，從而提高了建筑物、構筑物的使用壽命。由于我國建筑物、構筑物混凝土的標號低，也使我國水泥生產(chǎn)以標號32.5級和42.5級為主。其中32.5級及以下標號水泥占80%.我國建筑領域“肥梁胖柱”現(xiàn)象沒有得到根本改變。有資料顯示，我國建筑業(yè)對水泥的使用與發(fā)達國家相比，每立方米混凝土多耗水泥近80千克。國家建筑管理部門要修訂建筑工程規(guī)范和標準，全面提高混凝土、水泥制品和構件的性能和質(zhì)量，提高工程的耐久性，延長建筑物、構筑物的使用壽命，從而減少對水泥的實物消耗，達到節(jié)約資源和降低能耗的效果。我國建筑體系是以鋼筋混凝土結(jié)構和砌塊混凝土結(jié)構為主體的，但從可循環(huán)利用和可再生角度出發(fā)，鋼結(jié)構和鋼、木結(jié)構的建筑物和構筑物是一種可以考慮的方案。事實上，國際上一些發(fā)達國家已經(jīng)把上述兩種建筑體系作為其重點發(fā)展的方向。這樣做，客觀上減少了對水泥產(chǎn)品總量的需求，降低了能耗需求和對環(huán)境的負荷。我國也應根據(jù)國情，在這方面進行分析研究、綜合比較，采取必要的措施，逐步擴大鋼結(jié)構、鋼木結(jié)構在我國建筑體系中的比重。3.加快水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構調(diào)整步伐。淘汰落后生產(chǎn)能力，促進新型干法水泥健康有序發(fā)展。2006年全國水泥產(chǎn)量為12.4億噸，其中新型干法水泥產(chǎn)量為5.7億噸，已占總產(chǎn)量的46%，比2005年的40%提高了6個百分點。但是，我們也清楚地看到，我國水泥總產(chǎn)量中仍有6.7億噸是用落后生產(chǎn)方法生產(chǎn)的。這將給資源和能源消耗帶來巨大的影響。為此，國家發(fā)改委制定了“水泥工業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃”和“水泥工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策”來規(guī)范、引導我國水泥工業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展。當前我們的主要任務是各地區(qū)要在上述2個文件的指導下，結(jié)合本地區(qū)的實際情況，把文件精神和政策要求落到實處。政府、企業(yè)和行業(yè)協(xié)會組織要正確把握好各自的職責定位，既不能缺位，也不能越位，更不能錯位。在淘汰落后生產(chǎn)能力的問題上，主要依據(jù)質(zhì)量、環(huán)保、安全等市場準入標準，淘汰那些質(zhì)量低劣、環(huán)境污染嚴重、生產(chǎn)安全存在巨大隱患的落后生產(chǎn)企業(yè)；對其他采用落后生產(chǎn)方法的企業(yè)，主要通過市場競爭的方式，必要時可以輔之于行政手段。政府應積極引導，并在政策上支持這些企業(yè)改變生產(chǎn)工藝采用先進生產(chǎn)方法，做到依法行政。在發(fā)展新型干法水泥時也要重視市場調(diào)研，注意做好區(qū)域和企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃。技術總是在不斷進步的，新型干法水泥生產(chǎn)技術發(fā)展在我國已有20多年的歷史，上世紀八九十年代，甚至本世紀初建立的新型干法水泥生產(chǎn)線也存在不同程度的技術水平低、規(guī)模小、能耗高、環(huán)保指標低的問題，必須引起我們的高度重視，并采取積極措施適時加以提升改造。4.大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，努力發(fā)揮水泥工業(yè)節(jié)能利廢的優(yōu)勢，為全社會節(jié)能降耗多做貢獻。眾所周知，在水泥生產(chǎn)工藝中可以利用各種其他工業(yè)產(chǎn)生的廢渣、廢料作為混合材。例如：鋼鐵工業(yè)的高爐礦渣、鋼渣；電廠排出的粉煤灰等。利用這些廢渣、廢料與水泥熟料及緩凝劑（石膏）混合粉磨制成相應品種的水泥成品。這樣就相應減少了對水泥熟料的需求，相當于節(jié)省了煅燒熟料所需的能源。統(tǒng)計計算表明，僅此一項每年就可節(jié)省約1500萬噸標準煤。在水泥生產(chǎn)工藝中經(jīng)過必要的處理，合理利用各種工業(yè)廢渣、廢料作為水泥原料使用已經(jīng)取得了很大的成績。例如：鋁冶煉工業(yè)的赤泥，化工企業(yè)的電石渣、硫酸鐵渣、磷肥渣，煤礦的煤矸石，電廠的粉煤灰等，都已經(jīng)成功地大量用作生產(chǎn)水泥原料。這樣可以大量節(jié)省天然原料，客觀上既節(jié)省了資源也節(jié)省了寶貴的能源。根據(jù)2006年“中國水泥年鑒”統(tǒng)計，2005年水泥制造業(yè)固體廢物利用量達22905萬噸。2005年全國工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量為134449萬噸，其中工業(yè)固體廢物綜合利用量為76993萬噸。由水泥制造業(yè)綜合利用的固體廢物量為全國工業(yè)固體廢物利用量的30%左右，占全國當年工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量的17%左右。近年來我們借鑒國外先進經(jīng)驗，開始探索利用工業(yè)廢棄物和生活垃圾作為生產(chǎn)水泥的替代燃料的工作。這方面工作我國僅僅是處于起步階段，不論在科學技術研究、工藝裝備的開發(fā)、政府政策法規(guī)制定、公眾環(huán)保意識的提高等方面都有許多工作需要我們?nèi)ネ黄疲プ鲆恍╅_創(chuàng)性的工作，使這項有著廣闊前景的節(jié)能環(huán)保技術扎扎實實、有序地在我國推廣。目前，在北京市政府的大力支持下，“北京市處置固體廢棄物示范工程”已經(jīng)投入運行，并取得了一些十分寶貴的經(jīng)驗。國內(nèi)不少設計研究單位都在積極開展這個領域的研究工作，政府有關職能部門也在制定相應的技術、質(zhì)量、安全、環(huán)境標準和相關法規(guī)、條例來支持這項技術的推廣。對這項技術的相關問題，本人有專文進行過論述，在此不再贅述（詳見中國建材報2007年4月30日《大力推廣水泥回轉(zhuǎn)窯處置和利用廢棄物技術的應用發(fā)展》）。5.優(yōu)化設計，積極推廣節(jié)能環(huán)保技術，采用節(jié)能環(huán)保裝備。強化管理，努力降低水泥單位產(chǎn)品能耗。不論是新建或是改擴工程，設計工作的水平對水泥生產(chǎn)線建成之后技術經(jīng)濟指標都是決定性的。為了把水泥企業(yè)建設成節(jié)能環(huán)保型企業(yè)，必須在生產(chǎn)線的設計中積極推廣和采用先進實用的節(jié)能環(huán)保技術和產(chǎn)品。當前須重點關注以下幾項節(jié)能環(huán)保技術的推廣與應用。水泥窯余熱發(fā)電技術。經(jīng)過“八五”、“九五”、“十五”科技攻關和工程實踐的不斷完善，利用水泥回轉(zhuǎn)窯余熱純低溫發(fā)電技術日趨成熟，并且已經(jīng)成為當前水泥行業(yè)節(jié)能減排工作的重點。在推廣這項技術中應特別注意幾個問題：一是盡量做到余熱發(fā)電項目與水泥生產(chǎn)項目同時設計、同時建設、同時投產(chǎn)，最起碼要做到同時設計，留有今后建設余熱發(fā)電項目的可能性；二是當?shù)卣毮懿块T要協(xié)調(diào)好有關水泥廠余熱發(fā)電項目上網(wǎng)方式和上網(wǎng)電價的問題；三是要重視關于如何評價水泥回轉(zhuǎn)窯余熱發(fā)電的效能和技術指標問題上存在的某些誤區(qū)。有些項目單純比較“噸熟料發(fā)電量”的大小，而忽視整體水泥熟料燒成熱耗的比較，存在某些片面性。節(jié)能粉磨技術。電力消耗占水泥制造業(yè)能源消耗總量的9.59%.2005年全國水泥制造業(yè)共消耗電能918億千瓦時，同比增長12.68%，而同年水泥年產(chǎn)量106885萬噸，同比增長9.85%.這2個數(shù)字的比較說明當前水泥制造業(yè)節(jié)約電能的任務是十分緊迫的。新型干法水泥生產(chǎn)方法，由于裝備的機械化、電氣化程度高，全員勞動生產(chǎn)率高等原因，在單位產(chǎn)品電能的消耗上并不比其他落后生產(chǎn)方法有明顯的優(yōu)越性。因此，我們必須在降低新型干法水泥的電耗方面開展深入的研究，努力降低單位產(chǎn)品的電耗，從而降低單位產(chǎn)品的能耗成本，以顯示其更大的優(yōu)越性，提高產(chǎn)品競爭力，有利于加快新型干法生產(chǎn)方法的推廣應用和水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構調(diào)整步伐。在水泥單位產(chǎn)品的電耗中，有60%~70%是消耗在對原料、固體燃料和水泥熟料的粉磨工藝過程上。因此，必須改變以球磨、管磨為主的粉磨工藝，大力采用性能先進的、以料層擠壓粉磨工藝為主的輥式磨、輥壓機及輥筒磨技術裝備。通過采用節(jié)能粉磨技術，通常能使粉磨工藝節(jié)電30%~40%，水泥單位產(chǎn)品的電耗降低20%~30%，甚至更高。若水泥行業(yè)普遍采用節(jié)能粉磨技術，估算全年可節(jié)電150億~250億千瓦時的電能，相當節(jié)省0.375億~0.625億噸標準煤。優(yōu)化設計，注重細節(jié)，全方位為節(jié)能工作奠定基礎。在設計工作中要確立貫徹“技術先進、生產(chǎn)可靠、經(jīng)濟實用、節(jié)能環(huán)?！钡睦砟睢?.水泥生產(chǎn)線的總圖和流程的設計是決定性的環(huán)節(jié)，要在滿足工藝要求、廠內(nèi)交通和設備檢修空間的要求下，盡量做到工藝流程簡單、布置緊湊，減少各類管道和電路的損耗，達到節(jié)能的目的。2.不斷研究開發(fā)高效節(jié)能的水泥熟料燒成系統(tǒng)，特別是預熱器、分解爐、燃燒器和熟料冷卻機等關鍵設備。3.合理選擇風機、泵類的設備能力及其拖動電機的額定功率。避免此類裝置及其電機經(jīng)常處于非額定工作狀態(tài)，使電機效率降低，功率因數(shù)下降，增加電力消耗，增大電網(wǎng)的無功功率的需求。必要時可以采取加裝電機的調(diào)速裝置的措施，提高設備的效率。在新型干法水泥生產(chǎn)線，風機和泵類的電力消耗約占水泥單位產(chǎn)品電耗的25%~35%左右，要充分重視此類設備的節(jié)能潛力。4.對粉狀物料的輸送，要盡量采用機械輸送的方案，減少采用空氣動力的使用，從而降低設備電耗。5.重視新型電氣領域節(jié)電技術和設備的推廣應用。當前應特別關注以下幾個技術：一是變頻節(jié)能設備的推廣應用。近年來我國的變頻節(jié)能設備不斷取得技術突破，高壓、低壓不同電壓等級的越來越大容量的節(jié)電設備開發(fā)成功。這項技術可廣泛運用在容量較大、系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量大或設備對啟動規(guī)程有特殊要求的設備，實現(xiàn)變頻軟啟動，減少對電網(wǎng)的沖擊，還可節(jié)電25%左右。這項技術還廣泛運用在交流電機的變頻調(diào)速裝置上，其節(jié)電效果要根據(jù)電機所拖動的不同類型負荷特性和調(diào)速范圍而決定。二是全方位地采用高、低壓無功功率的就地補償裝置，包括自動調(diào)節(jié)的靜電電容器組和進相機組的應用。通過這些技術措施，大大改善水泥企業(yè)用電的功率因數(shù)，減少對無功功率的需求，從而減少輸入電能的有功電能損失。三是注重低壓電機全相控技術的推廣運用。這項節(jié)電技術可在拖動負荷輕載和重載時自動調(diào)整電動機的輸出功率