李 崇
(中国硫酸工业协会,北京 100013)
2020年注定成为被历史铭记的一年,该年年初爆发的新冠肺炎疫情席卷全球,不仅对最近两年全球社会和经济造成了巨大影响,而且很可能将彻底改变人类的部分生活方式。跟其他化工行业一样,2020年我国硫酸行业经历了上半年疫情期间硫酸胀库的困难,也迎来了下半年硫酸价格快速上涨的喜悦。硫酸价格的剧烈波动,既体现了疫情对市场的巨大冲击,同时也提醒着我们,我国硫酸行业发展至今,虽然取得了一系列的成就,但是仍存在着结构性问题,抵抗风险的能力仍然很弱,原料、市场、产品结构、区域分布、环境保护等方面均面临着巨大的挑战。2021年,站在“两个一百年”的交汇点,为推进我国硫酸行业高质量发展,中国硫酸工业协会组织编写了《硫酸行业“十四五”发展规划》,希望能够为我国硫酸企业的发展启发思路。
截至2019年年底,我国硫酸产能达到1.24亿t/a,较“十二五”末期增长0.6%。2019年全国硫酸产量达到9 736.3万t,较“十二五”末期增长0.7%,占世界硫酸总产量的37.6%,稳居世界第一位。
“十三五”期间,我国硫酸产能和产量增速明显放缓,但原料结构出现了较大变化。据统计,2019年,冶炼烟气制酸产量占硫酸总产量比例达到38.4%,较“十二五”末期增长7.2个百分点,增长明显;硫黄制酸产量占硫酸总产量的42.8%,硫铁矿制酸产量占硫酸总产量的17.3%,较“十二五”末期均有明显下降;其他制酸产量占硫酸总产量的1.5%,与“十二五”末期基本持平。
“十三五”期间,我国新建硫酸装置产能2 570万t/a,占总产能的比例约为21%,其中新建冶炼烟气制酸装置产能达到1 660万t/a,约占新建硫酸装置产能的65%;累计退出产能约2 500万t/a。新旧产能的高效置换,让一些工艺落后、污染严重的装置加速淘汰,同时也促进了硫酸原料结构的多元化发展,支撑了国内硫酸设计、设备制造、催化剂制造等企业的不断进步,推动了硫酸行业装置的迭代升级。
“十三五”期间,随着我国硫酸产能的不断增长,国内硫酸市场已实现自给自足。随着沿海地区大量新建冶炼烟气制酸装置的投产,我国硫酸企业开始开拓国际市场,硫酸产品大量出口到东南亚、南美、非洲等地区。2019年我国出口硫酸217.5万t,较“十二五”末期增长971.4%;进口硫酸53.1万t,较“十二五”末期下降54.7%。
随着我国经济从粗放型的高速增长阶段转向高端精细化发展阶段,“十三五”期间我国硫酸消费逐步进入平台期。由于第一产业和第二产业发展节奏的变化,我国硫酸的消费结构也发生了较大的变化。2019年我国硫酸表观消费量为9 572万t,较“十二五”末期下降2.0%;由于化肥施用量“零增长”以及化肥出口增长乏力,化肥耗酸量不断下降。2019年化肥行业消耗硫酸5 464万t,较“十二五”末期下降6.3%。而以钛白粉、氢氟酸、己内酰胺等化工产品为代表的工业耗酸行业发展迅猛,2019年消耗硫酸4 108万t,较“十二五”末期上升4.3%。
2019年我国硫资源表观消费量(折100%硫,下同)为3 812万t,较“十二五”末期增长8.0%;对外依存度为51.1%,较“十二五”末期下降1.7个百分点。
从资源结构来看,国产硫黄产量增长迅猛,2019年国内硫黄产量达到765.6万t,较“十二五”末期增长了33.4%,提高了我国硫资源的保障能力。
第二次全国污染源普查数据显示,2017年我国硫酸行业二氧化硫总排放量为4.21万t,与2007年第一次全国污染源普查数据相比,下降了58.7%,占全国二氧化硫总排放量的0.6%;平均每生产硫酸1 t排放二氧化硫0.44 kg,较2007年下降75.5%。我国硫酸行业的环保水平进步明显。
2019年,我国硫酸行业闲置产能为2 750万t,产能过剩率为22%;我国磷复肥行业闲置产能为P2O5670万t,产能过剩率为29.8%。产能的严重过剩导致市场竞争激烈,企业效益不佳。
近年来,各省均在大力发展冶炼行业,尤其是铜冶炼,冶炼烟气制酸产能随之快速增长,尤其边远地区和沿海地区的冶炼烟气制酸产能增长明显。但由于冶炼项目落地之前,多数企业并未充分考虑副产硫酸的销售问题,导致多数冶炼烟气制酸产地远离硫酸的需求地,造成冶炼烟气制酸运输和销售的双重困难。
由于硫酸产能过剩,市场持续低迷,多数硫酸企业效益不佳,普遍挣扎在盈亏平衡点附近,无力在科技创新和安全环保等领域加大投入。
整个“十三五”期间,我国硫资源对外依存度维持在50%以上。其中,2019年硫黄对外依存度为60.5%,有色金属矿伴生硫对外依存度约为70%。
我国冶炼烟气制酸产量大约在3 750万t/a,加上需要外售的硫黄制酸和硫铁矿制酸,每年市场上流通的商品硫酸总计4 500万t左右,未来随着冶炼烟气制酸产能增长,商品硫酸流通量还将进一步增大。据不完全统计,目前这些商品硫酸90%左右依靠汽车运输,火车和船运占比不足10%。按照每辆硫酸罐车的运输量为40 t计算,每年有超过100万辆车次的硫酸罐车行驶在公路网上,这不仅增加了硫酸运输的成本,而且存在着极大的安全隐患。
面对“百年未有之大变局”,国际政治环境不确定性增大,世界经济增速持续放缓,再加上新冠肺炎疫情给全球经济带来了更大的不确定性,经济运行面临的困难和风险增多,我国经济下行压力巨大。硫酸作为最基础的化学原料,其市场需求量与经济运行有极大的正向关联性,在经济下行压力持续的情况下,硫酸的需求量难有增长。
尽管我国经济增长速度放缓,但经济结构正在全面优化。硫酸下游行业的产业布局、产品等级等都将出现不同程度的升级,落后产能的淘汰和先进产能的新建将会同时进行。如何顺应下游对高纯硫酸、发烟硫酸、三氧化硫、二氧化硫等高附加值产品的需求,不断优化自身产品结构,同时发挥好硫酸副产能源的优势,在“碳中和”的大背景下,最大程度上回收余热,将硫酸装置建设成为“能源工厂”,吸引硫酸下游产业聚集发展,是所有硫酸企业必须思考的共性问题。
截至2019年年底,我国硫酸总产能为1.24亿t/a。2019年我国硫酸产量为9 736.3万t,产能过剩率为22%。在2020—2023年,仍将有超过1 000万t/a的新建硫酸产能投产,此外还有300万t/a左右的拟建项目投产时间尚未确定。综上,整个“十四五”期间,需求增长基本停滞,新建产能持续投产,我国硫酸行业将长期面临产能过剩的压力。
根据中国特色社会主义事业“五位一体”的总体布局,生态环境保护已经成为我国未来高质量发展的重要组成部分。硫酸行业尾气中二氧化硫、硫酸雾等污染物的控制,冶炼烟气制酸和硫铁矿制酸的废水处理等问题,将是“十四五”期间硫酸生产企业面临的巨大挑战。
我国经济的全面升级,对硫酸行业提出了更高要求。下游企业对原材料品质的要求逐渐提高,电子级硫酸、试剂硫酸和发烟硫酸的需求量不断增长。发展高附加值的硫酸产品既是满足下游行业转型升级的需要,也是硫酸企业生存的根本。
硫酸装置的设计工艺已经较为成熟,但在节能减排方面仍有很大潜力。硫酸生产全过程均是放热反应,各工序均有未回收的热能。未来企业应梯级回收中低温位热能,将硫酸生产过程的余热最大化回收,助力“碳中和”目标实现,真正实现硫酸装置作为“能源工厂”的定位。
当前硫酸行业出现的很多安全、环保、经济效益等问题,归根结底是装备质量差、操作水平低、装置运行不正常导致的。在当前产能严重过剩的背景下,企业只有提高自身运行效率,不断挖掘自身潜力,才能在激烈的市场竞争中赢得生存空间。清洁生产、安全稳定运行不只是环境保护的需要,更是企业生存发展的需要。
随着近年来冶炼烟气制酸产能的高速增长,以及未来几年新建冶炼烟气制酸装置的投产,我国商品硫酸的流通量将会再上一个台阶,这对硫酸行业的物流和仓储水平提出了极高的要求。适当发展铁路运输,探索“公铁联运”模式成为提升物流水平的方向;另外,随着市场竞争更加激烈,扩大储罐容量,既会给企业带来更大的议价空间,同时也能保障生产装置的稳定运行。
随着环保要求的不断提高,含硫废物(包括废硫酸和废硫黄等)已成为制约相关行业发展的瓶颈。利用现有硫酸生产装置协同处置废硫酸等含硫废物,既解决了废硫酸处理的难题,又实现了硫资源的循环利用,也为硫酸生产企业带来了新的利润增长点。