加強資源保護 聚焦工藝創新
——中國磷復肥協會理事長修學峰談磷銨行業節能降碳
今年,國家發展改革委等4部門聯合發布了《高耗能行業重點領域節能降碳改造升級實施指南(2022年版)》(以下簡稱《實施指南》),圍繞煉油、乙烯、PX、合成氨、現代煤化工、燒堿、純堿、磷銨、黃磷等多個行業,提出了較為具體的節能降碳改造升級工作方向和2025年的具體目標。
磷銨是現代農業的重要支撐,對保障國家糧食生產、食品安全等具有重要作用。經過多年發展,我國磷銨生產技術已追趕上國際先進水平,磷銨行業目前能耗水平和生產情況如何?在推進節能降碳工作中存在哪些難點?未來將如何推動行業達到能效標準?帶著這些問題,近日本刊記者采訪了中國磷復肥協會理事長修學峰。
《中國石油化工》:請您簡要介紹一下目前磷銨行業布局、生產情況和能耗的基本情況。
修學峰:目前磷銨總產能共4000萬噸/年,主要分布在云南、貴州、湖北和四川4省。磷銨服務于農業的有兩個產品—磷酸二銨和磷酸一銨,為主要的磷肥產品。磷銨生產分為傳統法與料漿法兩種工藝。傳統法是由磷礦和硫酸反應制得磷酸后,先將磷酸進行濃縮再用氨中和,并將料漿進行造粒干燥制得產品;料漿法是將未經濃縮的磷酸直接用氨中和,然后將中和料漿進行濃縮,濃縮后料漿送去造粒干燥制得粉狀或粒狀產品。傳統法和料漿法的工藝區別在于濃縮磷酸和濃縮料漿,傳統法能耗高于料漿法。
我國生產磷酸二銨的企業有20多家,總產能高于2000萬噸/年,且產業的集中度很高,2020年產量前10名企業產量總計1405.5萬噸,占全國總產量的96%,采用傳統法生產磷酸二銨的企業更是占絕大多數。相反,生產磷酸一銨的企業中采用料漿法工藝的占比更高,其相應產量占比90%以上,2020年磷酸一銨產量前10名企業產量總計1032.5萬噸,占總產量的68.3%。云南云天化集團有限責任公司是國內第一大磷肥生產企業,其次是貴州磷化(集團)有限責任公司和湖北祥云化工股份有限公司,其產量分別占全國總產量的20.1%、15.0%和6.8%。
磷銨能耗主要由燃料消耗、蒸汽消耗和電力消耗組成。在磷銨的生產工藝中,主要能耗分兩方面:一是磷酸和料漿的濃縮過程;二是產品最后的造粒干燥部分。
《中國石油化工》:目前我們了解到行業中能效達到標桿水平的產能占20%,達到基準水平的產能約占55%。您剛才提到了磷銨行業集中度高,基本都是龍頭企業,那么能效低于基準水平的產能未來會如何發展?
修學峰:由于降低能耗和碳排放與企業成本有著密切聯系,能耗降低了,成本就會降低,所以企業自身非常有動力去做相關工作。磷銨用能主要存在生產工藝落后、余熱利用不足、過程熱集成水平偏低、耗電設備能耗偏大等問題。企業可以通過對濃縮和造粒兩大能耗較高的工藝進行改進:對濃縮過程進行工藝改進,采用品質更好的磷礦,以及通過控制反應的溫度來控制酸的濃度、通過不同萃取工藝的結合等措施,以降低濃縮能耗;造粒過程要在干燥部分降低能耗,可以通過使用清潔能源,減少返料,以及改進工藝來降低能耗。
能效低于基準水平的產能未來具體如何存活要交給市場決定,比如6年前行業產能產量均達到了頂峰,經過市場自身調控,這幾年年產能下降了300多萬噸,一些企業沒有生存空間自然就淘汰掉了,這與企業配套條件、區域位置以及成本都有關系。未來沒有資源優勢、區域優勢,運輸成本高又不靠近市場的企業可能仍會面臨淘汰的問題。
《中國石油化工》:《實施指南》提出“到2025年,磷銨行業能效標桿水平以上產能比例達到30%,能效基準水平以下產能低于30%”,您認為完成這一目標有哪些挑戰?
修學峰:2021年磷銨行業產能發揮率接近80%,達到一個相對穩定的正常水平,我認為完成指南所提出的目標問題不大。
現在磷銨行業面臨的主要挑戰是國內磷銨生產受國外制約因素較大,磷資源約束性增強;磷石膏成為制約行業發展的主要因素;行業“三廢”排放存在不少的問題,部分企業環保設施缺乏深度處理的能力,亟待升級改造。因此,強化磷銨工藝技術升級,從產品生命周期過程推進成熟綠色技術工藝普及和推廣、提升技術裝備水平,抓快能量系統優化,實現進一步節能降耗,加大技術創新力度,實現固廢綜合利用等成為保障磷銨行業健康持續發展的必由之路。大部分企業還面臨著生產裝置是在十多年前建設的,基本都到了服役年限的問題,未來新建或改造的投入可能將會增加,無形中加大了企業成本。
《中國石油化工》:近幾年原礦品質和價格是不是給企業造成了一定壓力,企業是如何應對的?未來磷礦價格會繼續上漲嗎?
修學峰:是的。磷是經過億萬年才能從有機體變成無機物磷,再經過富集形成,對于磷的使用和開發是從分散到集中,再由集中到分散的過程,其中再集中過程是很艱難的,所以磷資源非常寶貴。在經過多年大量開采之后磷礦的整體品質有所下降,對磷資源的保護開發就變得尤為重要。這在磷礦的價值上便要有所體現,不能和最開始一樣無論品質好壞價格都低,現在提供給企業的磷資源按單質價格計算比以前提高了很多。
因為涉及到資源價值和開采成本,所以靠近原材料的企業有先天的競爭優勢。目前磷礦供給和下游需求基本持平,隨著采礦工藝的不斷提升,企業已經可以把原來認為品質比較低的礦全部采集回來利用,大大提高了原礦的采集率和利用率,同時緩解了壓力。
現在磷礦價格穩定在高位運行,我認為會持續一段時間。今年漲價有多方面因素:一是國際動蕩,全球貨幣貶值,資源性產品的價格都漲了;二是國內大力發展新能源,磷礦可以用來做電池材料中的磷酸鐵,所以企業建設了大量相關裝置,導致需求上升;三是這幾年礦的供應和消費基本匹配,如果某個礦突然停產便會造成供應緊張,影響價格。
展望后市,目前磷礦資源全球供需平衡,繼續大幅漲價的可能性不大。
《中國石油化工》:我們看到相關解讀中提出“加強前沿引領技術開發,培育標桿示范企業”,接下來協會在這方面會有哪些具體工作推動落實呢?
修學峰:磷銨企業最初也是引進國外的技術進行吸收再利用,像料漿法就是通過引進俄羅斯的技術進行二次吸收改進出來的。未來我們將鼓勵企業提升自主研發能力,推動其和相關科研院所合作以及在藥劑選擇方面和各大高校合作。由于磷銨行業的集中度很高,企業間可以互相學習借鑒最新的技術和裝置,我們將把握好標桿企業的帶動能力,建議其余企業借鑒他們的管理方法,同時推動各企業提高自身的管理能力。
隨著化工企業搬遷入園政策的深入實施,磷銨企業集中從長江經濟帶搬遷,我們也相應提出了《行業綠色發展指南》,在里面給企業提出了明確指導。2012年我們曾制定過一版行業能耗標準,經過這兩年的發展產業整體能耗有了明顯下降,新的行業標準也即將發布。
