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我国化肥生产耗能及消费之现状分析

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我国化肥生产耗能及消费之现状分析

  • 分类:工业节能
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  • 发布时间:2013-10-28 09:42

我国化肥生产耗能及消费之现状分析

 

  摘 要:近年来我国化肥利用率不断下滑,目前已较欧美发达国家低40%左右,化肥使用浪费现象严重。而作为高耗能产业,化肥的浪费就等于能源浪费。文中笔者通过拆解相关产品的能耗情况,详细统计2004年我国化肥生产的能耗数据,并最终测算出去年我国因化肥利用率低而间接浪费煤炭2673.268万吨,天然气45.484亿立方米,重油167.94万吨,电158.204亿度。

  随着世界经济的快速发展,能源供应呈现越来越紧张的局面。去年以来,全球能源价格大涨,在此背景下,笔者认为,政府部门要从可持续发展的角度采取切实可行的措施,以破解这一痼疾。

  我国是世界上最大的化肥生产国和消费国,化肥年产量约占全球的四分之一。但占化肥总量七成以上的氮肥生产所需的原料和燃料均直接来自于能源,且能源成本占其总生产成本的70%左右,所以化肥产业是典型的高耗能产业。随着全球能源需求大增和价格飞涨,我国化肥生产的能源供应也面临着日益严重的捉襟见肘状况。据了解,2004年我国化肥企业的能源使用量只能满足需求的70%左右。

  然而,在我国农业生产中,化肥使用的总体利用率却非常低,这无疑间接造成我国能源的巨大浪费。下面我们就以2004年为例,具体分析一下化肥利用率低所导致的能源浪费情况。

  2004年我国高耗能化肥产品的生产情况

  2004年,我国化肥总产量达到4577.17万吨,同比增长16.2%。其中占化肥总量逾73%的氮肥产量达到3352.96万吨(折纯),同比增长14.6%。氮肥是高耗能化肥产品,主要包括尿素和碳酸氢铵两种。二者分别占氮肥总产量的60%和25%。由此可知,2004年我国尿素和碳酸氢铵的产量分别为2011.78万吨和838.24万吨。

  上述两种氮肥产品的产量均为折纯数据,所谓折纯即是指化肥产品含氮的百分量。尿素的折纯系数为0.46,碳酸氢铵的折纯系数为0.17(见表1),以此计算,2004年我国尿素和碳酸氢铵的实物量分别为4373.43万吨和4930.82万吨。

  表1:2004年我国主要氮肥产量情况

  单位:万吨

  品 种折纯量折纯系数实物量

  尿 素2011.78 0.46 4373.43

  碳酸氢铵838.24 0.17 4930.82

  数据来源:新华社多媒体数据库

  我国氮肥生产能耗情况分析

  氮肥生产所需的原料和燃料均严重依赖各种能源。在国外,80%以上的氮肥生产企业是以天然气为原料的。但由于我国的能源储备特点是“缺油、少气、有煤”,所以我国尿素生产有62%源自煤炭,26%源自天然气,另有12%为重油或石脑油。下面我们就来测算一下去年我国尿素生产对能源的消耗情况:

  由上面的比重可知,在我国尿素中,有4373.43万吨×62%=2711.53万吨为煤基尿素;4373.43万吨×26%=1137.09万吨为气基尿素;4373.43万吨×12%=524.81万吨为油基尿素。

  我国碳酸氢铵生产厂家规模普遍不大,基本上都是小型化肥厂在生产,而且几乎全部为煤基企业。

  一、我国尿素生产能耗总体情况:

  1、煤基尿素能耗:

  (1) 煤耗情况:

  表2:中型煤基尿素企业产品单耗情况

  吨氨单耗 吨尿素单耗

  原料煤(kg) 1017 氨(kg) 590

  (2级)燃料煤(kg) 94 燃料煤(kg) 900

  电(kwh) 1423 电(kwh) 193

  由表2可知,我国吨尿素单耗0.59吨氨,而0.59吨氨的煤炭消耗量为:0.59吨氨×1017公斤原料煤=600.03公斤原料煤;0.59吨氨×94公斤燃料煤=55.46公斤燃料煤。

  因此可推算出,吨尿素煤耗为:600.03公斤+55.46公斤+900公斤燃料煤=1555.49公斤煤/吨尿素。则2004年我国尿素生产用煤:2711.53万吨煤基尿素×1.55549吨煤/吨尿素=4217.76万吨煤。

  (2)耗电情况:

  因设计工艺不同,目前我国煤基尿素企业用电情况大不相同,大型化肥厂的吨电耗只有60度左右,中小型企业的吨电耗则高达1000度以上。而大型厂家的尿素产量约占全国总产量的60%左右。

  0.59吨氨电能消耗为:0.59吨氨×1423kwh电=839.57 kwh电(见表2)。则中小型煤基尿素每生产一吨尿素需耗电:839.57kwh+193kwh=1032.57度。可见:中小煤基尿素厂电耗:2711.53万吨煤基尿素×40%×1032.57度/吨尿素=1119937.81万度电;大型煤基尿素厂电耗:2711.53万吨煤基尿素×60%×60度/吨尿素=97615.08万度电

  小结:2004年我国煤基尿素生产电耗总量为121.76亿度电。

  2、气基尿素能耗:

  (1)耗气情况:

  我国以天然气为原料的尿素生产企业,无论大、中、小型企业,吨尿素消耗天然气均为1000立方米左右。因此去年我国气基尿素企业总耗用天然气:1137.09万吨尿素×1000立方米/吨=1137090万立方米。

  (2)耗电情况:

  以天然气为原料的化肥企业电耗情况与用煤企业相似。目前我国大型气基尿素企业单位电耗为60度左右,而中小型气基企业单位电耗则高达800-1000度。则:中小气基尿素厂电耗:1137.09万吨尿素×40%×900度/吨(均值)=409352.4万度;大型气基尿素厂电耗:1137.09万吨尿素×60%×60度/吨=40935.24万度。

  小结:2004年我国气基尿素生产电耗总量为450287.64万度电。

  3、油基尿素能耗:

  (1)

  耗油情况:国内油基尿素企业所占比重不大,目前每生产一吨尿素约耗重油0.8吨,因此2004年我国生产尿素共约消耗重油:524.81万吨尿素×0.8吨=419.85万吨。

  (2)

  耗电情况:国内油基尿素企业目前每生产一吨尿素约耗电600度,因此2004年我国生产油基尿素共约消耗电能:524.81万吨尿素×600度=314886万度。

  综上,2004年我国生产尿素共约消耗煤炭4217.76万吨,天然气113.71亿立方米,重油419.85万吨,电198.28亿度。

  二、我国碳酸氢铵生产能耗消费情况:

  (1)耗煤情况:

  我国碳酸氢铵生产以单一煤耗计:目前每吨碳酸氢铵需耗煤0.5吨,因此,2004年我国碳酸氢铵共约耗煤:4930.82万吨碳酸氢铵×0.5吨煤/吨碳酸氢铵=2465.41万吨煤。

  (2)耗电情况:

  目前我国每吨碳酸氢铵约需用400度电,因此,2004年我国碳酸氢铵共需耗电:4930.82万吨碳酸氢铵×400度=197.23亿度。

  综上所述,2004年我国尿素和碳酸氢铵两项氮肥生产合计约需煤6683.17万吨,天然气113.71亿立方米,重油419.85万吨,电395.51亿度。

  化肥利用率低,导致能源浪费情况分析

  目前,我国化肥利用率平均只有35%左右,而欧美等国家的化肥平均利用率则高达75%,利用率水平超过我国40%。可见,与发达国家相比,我国的化肥使用浪费情况非常惊人。具体氮肥生产年浪费能源数量如表3:

  表3:2004年我国氮肥使用浪费统计一览

  种类 2004年总能耗 平均浪费率 实际浪费数量

  煤 6683.17万吨 40% 2673.268万吨

  天然气 113.71亿立方米 45.484亿立方米

  重油 419.85万吨 167.94万吨

  电 395.51亿度 158.204亿度

  由表3可见,我国仅2004年一年,因化肥利用率低下所导致的煤、天然气、重油和电的浪费量分别占全国总产量的14.1%、13.3%、0.96%和0.72%。

  在全球能源供应紧张,煤、气、油、电价格持续高涨的情况下,我国化肥利用率低间接导致能源巨量浪费的现象则显得更为突出。能源供应紧张已成为抑制我国经济发展的瓶颈问题。另外,化肥的超量使用,还在影响农产品品质、污染地下水和破坏农业生态环境等多方面造成诸多不利后果。

  当然,提高化肥使用的利用率,不仅可以直接减少能源消耗,同时,又可缓解国内化肥市场供应紧张、化肥价格不断上涨的突出问题。这在减轻农民负担和实现经济的可持续发展等方面也有着极大的经济效益和社会效益。

  借鉴国外经验,倡导科学施肥,提高化肥利用率

  我国土壤类型复杂,土壤养分变化相当大,化肥利用率低,且当前我国氮磷钾化肥使用存在施用比例严重失调的状况,普遍氮肥施用量过高,磷钾肥不足,导致化肥的增产效果和使用效益明显下降。在我国,化肥利用率低下是众所周知且长期得不到解决的事实,但此事一直以来都未能引起各界的普遍重视,这是因为一方面农民在化肥的使用意识上存在施肥越多越好的误区,另一方面,缺乏政府部门合理科学的引导。

  所以,若要真正在提高化肥利用率上取得实效,首先是政府要提高对此问题的重视程度,加大宣传力度,在全国范围内开展科学施肥的普及教育。特别是针对许多农户盲目追求高产出,偏施和过量施肥的现象;其次,提高有机肥投入比例,改善投肥比例严重失调的状况。目前,世界上广泛使用的比较先进适用的科学施肥技术――测土配方施肥技术,即为达到平衡施肥的目的而开展的土壤测试、肥料试验、专用肥料配制、施肥技术指导等一整套综合性的科学施肥技术,应该从上到下,广泛推广;再者,改进施肥方法。根据作物的需肥规律,在作物生长的各个阶段合理地分期施肥,以满足作物整个生育期的养分供应,达到经济施肥的目的。

  当然,各地应该根据自身的特点,如针对土壤的微量元素含量、作物对营养成分的需求特性、气候等情况,来具体调整化肥的使用配方和施投方法,不可搞“一刀切”。但笔者相信,要真正做到全国范围内提高化肥的利用率,离不开政府的重视程度,并要在宏观政策指引和加大培训推广方面的投入。只有这样,才有可能转变我国多年来化肥利用率不断下滑的不利局面,也才符合我国政府提出的建设节约型社会的全新社会发展战略。

  新华社经济分析师冯莽

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