李 崇
(中國硫酸工業協會,北京 100013)
2020年注定成為被歷史銘記的一年,該年年初爆發的新冠肺炎疫情席卷全球,不僅對最近兩年全球社會和經濟造成了巨大影響,而且很可能將徹底改變人類的部分生活方式。跟其他化工行業一樣,2020年我國硫酸行業經歷了上半年疫情期間硫酸脹庫的困難,也迎來了下半年硫酸價格快速上漲的喜悅。硫酸價格的劇烈波動,既體現了疫情對市場的巨大沖擊,同時也提醒著我們,我國硫酸行業發展至今,雖然取得了一系列的成就,但是仍存在著結構性問題,抵抗風險的能力仍然很弱,原料、市場、產品結構、區域分布、環境保護等方面均面臨著巨大的挑戰。2021年,站在“兩個一百年”的交匯點,為推進我國硫酸行業高質量發展,中國硫酸工業協會組織編寫了《硫酸行業“十四五”發展規劃》,希望能夠為我國硫酸企業的發展啟發思路。
截至2019年年底,我國硫酸產能達到1.24億t/a,較“十二五”末期增長0.6%。2019年全國硫酸產量達到9 736.3萬t,較“十二五”末期增長0.7%,占世界硫酸總產量的37.6%,穩居世界第一位。
“十三五”期間,我國硫酸產能和產量增速明顯放緩,但原料結構出現了較大變化。據統計,2019年,冶煉煙氣制酸產量占硫酸總產量比例達到38.4%,較“十二五”末期增長7.2個百分點,增長明顯;硫黃制酸產量占硫酸總產量的42.8%,硫鐵礦制酸產量占硫酸總產量的17.3%,較“十二五”末期均有明顯下降;其他制酸產量占硫酸總產量的1.5%,與“十二五”末期基本持平。
“十三五”期間,我國新建硫酸裝置產能2 570萬t/a,占總產能的比例約為21%,其中新建冶煉煙氣制酸裝置產能達到1 660萬t/a,約占新建硫酸裝置產能的65%;累計退出產能約2 500萬t/a。新舊產能的高效置換,讓一些工藝落后、污染嚴重的裝置加速淘汰,同時也促進了硫酸原料結構的多元化發展,支撐了國內硫酸設計、設備制造、催化劑制造等企業的不斷進步,推動了硫酸行業裝置的迭代升級。
“十三五”期間,隨著我國硫酸產能的不斷增長,國內硫酸市場已實現自給自足。隨著沿海地區大量新建冶煉煙氣制酸裝置的投產,我國硫酸企業開始開拓國際市場,硫酸產品大量出口到東南亞、南美、非洲等地區。2019年我國出口硫酸217.5萬t,較“十二五”末期增長971.4%;進口硫酸53.1萬t,較“十二五”末期下降54.7%。
隨著我國經濟從粗放型的高速增長階段轉向高端精細化發展階段,“十三五”期間我國硫酸消費逐步進入平臺期。由于第一產業和第二產業發展節奏的變化,我國硫酸的消費結構也發生了較大的變化。2019年我國硫酸表觀消費量為9 572萬t,較“十二五”末期下降2.0%;由于化肥施用量“零增長”以及化肥出口增長乏力,化肥耗酸量不斷下降。2019年化肥行業消耗硫酸5 464萬t,較“十二五”末期下降6.3%。而以鈦白粉、氫氟酸、己內酰胺等化工產品為代表的工業耗酸行業發展迅猛,2019年消耗硫酸4 108萬t,較“十二五”末期上升4.3%。
2019年我國硫資源表觀消費量(折100%硫,下同)為3 812萬t,較“十二五”末期增長8.0%;對外依存度為51.1%,較“十二五”末期下降1.7個百分點。
從資源結構來看,國產硫黃產量增長迅猛,2019年國內硫黃產量達到765.6萬t,較“十二五”末期增長了33.4%,提高了我國硫資源的保障能力。
第二次全國污染源普查數據顯示,2017年我國硫酸行業二氧化硫總排放量為4.21萬t,與2007年第一次全國污染源普查數據相比,下降了58.7%,占全國二氧化硫總排放量的0.6%;平均每生產硫酸1 t排放二氧化硫0.44 kg,較2007年下降75.5%。我國硫酸行業的環保水平進步明顯。
2019年,我國硫酸行業閑置產能為2 750萬t,產能過剩率為22%;我國磷復肥行業閑置產能為P2O5670萬t,產能過剩率為29.8%。產能的嚴重過剩導致市場競爭激烈,企業效益不佳。
近年來,各省均在大力發展冶煉行業,尤其是銅冶煉,冶煉煙氣制酸產能隨之快速增長,尤其邊遠地區和沿海地區的冶煉煙氣制酸產能增長明顯。但由于冶煉項目落地之前,多數企業并未充分考慮副產硫酸的銷售問題,導致多數冶煉煙氣制酸產地遠離硫酸的需求地,造成冶煉煙氣制酸運輸和銷售的雙重困難。
由于硫酸產能過剩,市場持續低迷,多數硫酸企業效益不佳,普遍掙扎在盈虧平衡點附近,無力在科技創新和安全環保等領域加大投入。
整個“十三五”期間,我國硫資源對外依存度維持在50%以上。其中,2019年硫黃對外依存度為60.5%,有色金屬礦伴生硫對外依存度約為70%。
我國冶煉煙氣制酸產量大約在3 750萬t/a,加上需要外售的硫黃制酸和硫鐵礦制酸,每年市場上流通的商品硫酸總計4 500萬t左右,未來隨著冶煉煙氣制酸產能增長,商品硫酸流通量還將進一步增大。據不完全統計,目前這些商品硫酸90%左右依靠汽車運輸,火車和船運占比不足10%。按照每輛硫酸罐車的運輸量為40 t計算,每年有超過100萬輛車次的硫酸罐車行駛在公路網上,這不僅增加了硫酸運輸的成本,而且存在著極大的安全隱患。
面對“百年未有之大變局”,國際政治環境不確定性增大,世界經濟增速持續放緩,再加上新冠肺炎疫情給全球經濟帶來了更大的不確定性,經濟運行面臨的困難和風險增多,我國經濟下行壓力巨大。硫酸作為最基礎的化學原料,其市場需求量與經濟運行有極大的正向關聯性,在經濟下行壓力持續的情況下,硫酸的需求量難有增長。
盡管我國經濟增長速度放緩,但經濟結構正在全面優化。硫酸下游行業的產業布局、產品等級等都將出現不同程度的升級,落后產能的淘汰和先進產能的新建將會同時進行。如何順應下游對高純硫酸、發煙硫酸、三氧化硫、二氧化硫等高附加值產品的需求,不斷優化自身產品結構,同時發揮好硫酸副產能源的優勢,在“碳中和”的大背景下,最大程度上回收余熱,將硫酸裝置建設成為“能源工廠”,吸引硫酸下游產業聚集發展,是所有硫酸企業必須思考的共性問題。
截至2019年年底,我國硫酸總產能為1.24億t/a。2019年我國硫酸產量為9 736.3萬t,產能過剩率為22%。在2020—2023年,仍將有超過1 000萬t/a的新建硫酸產能投產,此外還有300萬t/a左右的擬建項目投產時間尚未確定。綜上,整個“十四五”期間,需求增長基本停滯,新建產能持續投產,我國硫酸行業將長期面臨產能過剩的壓力。
根據中國特色社會主義事業“五位一體”的總體布局,生態環境保護已經成為我國未來高質量發展的重要組成部分。硫酸行業尾氣中二氧化硫、硫酸霧等污染物的控制,冶煉煙氣制酸和硫鐵礦制酸的廢水處理等問題,將是“十四五”期間硫酸生產企業面臨的巨大挑戰。
我國經濟的全面升級,對硫酸行業提出了更高要求。下游企業對原材料品質的要求逐漸提高,電子級硫酸、試劑硫酸和發煙硫酸的需求量不斷增長。發展高附加值的硫酸產品既是滿足下游行業轉型升級的需要,也是硫酸企業生存的根本。
硫酸裝置的設計工藝已經較為成熟,但在節能減排方面仍有很大潛力。硫酸生產全過程均是放熱反應,各工序均有未回收的熱能。未來企業應梯級回收中低溫位熱能,將硫酸生產過程的余熱最大化回收,助力“碳中和”目標實現,真正實現硫酸裝置作為“能源工廠”的定位。
當前硫酸行業出現的很多安全、環保、經濟效益等問題,歸根結底是裝備質量差、操作水平低、裝置運行不正常導致的。在當前產能嚴重過剩的背景下,企業只有提高自身運行效率,不斷挖掘自身潛力,才能在激烈的市場競爭中贏得生存空間。清潔生產、安全穩定運行不只是環境保護的需要,更是企業生存發展的需要。
隨著近年來冶煉煙氣制酸產能的高速增長,以及未來幾年新建冶煉煙氣制酸裝置的投產,我國商品硫酸的流通量將會再上一個臺階,這對硫酸行業的物流和倉儲水平提出了極高的要求。適當發展鐵路運輸,探索“公鐵聯運”模式成為提升物流水平的方向;另外,隨著市場競爭更加激烈,擴大儲罐容量,既會給企業帶來更大的議價空間,同時也能保障生產裝置的穩定運行。
隨著環保要求的不斷提高,含硫廢物(包括廢硫酸和廢硫黃等)已成為制約相關行業發展的瓶頸。利用現有硫酸生產裝置協同處置廢硫酸等含硫廢物,既解決了廢硫酸處理的難題,又實現了硫資源的循環利用,也為硫酸生產企業帶來了新的利潤增長點。