氮氧化物作为我国“十二五”污染物减排目标中新增的指标之一，面临着在“十二五”期间减少10%的约束性任务，相关企业压力巨大。而作为减少氮氧化物排放主要手段的脱硝技术则迎来了巨大的市场机遇。
火电厂是我国氮氧化物排放大户，占总排放量的35%以上。图为正冒着浓烟的火电厂。（CFP供图）
中国科学院广州能源研究所研究员冯自平近日在接受记者采访时表示，目前最高效的脱硝技术是选择性催化还原法（SCR）。在这个反应过程中，脱销钛白粉作为催化剂的主要成分，随着脱销技术迎来的市场机遇，其市场需求也在快速增长。国内企业经过多年的试验研究，已初步实现了产业化，打破了国外企业的垄断。国产脱硝钛白粉产业可谓是小荷已露尖尖角，但破土的新苗还需要更多的雨露滋润。
脱硝为产业带来大市场
众所周知，“十二五”期间，我国氮氧化物减排形势严峻。特别是2011年，我国氮氧化物排放量不降反升，为剩下4年减排10%的目标带来了巨大挑战。
面对严峻的减排形势，在第七次全国环境保护大会上，环保部与全国31个省、市、自治区人民政府和新疆生产建设兵团，以及五大发电集团、国家电网、中石油、中石化等企业主要负责人签署了“十二五”主要污染物总量减排目标责任书，对氮氧化物控制的排放量及新建火电机组脱硝设施等提出了要求。
从今年1月起实施的《火电厂大气污染物排放标准》要求：自2012年1月1日起，所有新建火电机组氮氧化物排放量不得大于100毫克/立方米；自2014年1月1日起，重点地区所有火电投运机组氮氧化物排放量不得大于100毫克/立方米，非重点地区2003年以前投产的机组不大于200毫克/立方米。
国内企业通过加大研发力度，近年来终于实现了纳米级脱销钛白粉的初步产业化，打破了国外技术的垄断。图为宣城晶瑞新材料有限公司研发中心技术人员在纳米粒径测量仪前做实验。（宣晶 提供）
“火电厂是氮氧化物排放大户，如果不脱硝的话，氮氧化物的排放量可高达四五百毫克/立方米，所以必须上脱硝设备。”宝莱尔科技（香港）有限公司脱硝部中国区总经理陶若虹表示。
中国环境保护产业协会脱硫脱硝委员会副秘书长路光杰介绍说，目前针对控制燃煤氮氧化物排放的脱硝技术主要包括低氮燃烧技术和烟气脱硝技术两类。由于低氮燃烧技术的脱硝效率仅有25%～40%，不及烟气脱硝技术的脱硝效率高，因此后者是目前世界上发达国家普遍采用的减少氮氧化物排放的方法。目前国际上成熟的烟气脱硝技术，主要有非选择性催化还原法（SNCR）和选择性催化还原法（SCR）两种。其中SCR技术的脱硝率可达90%以上，是国际上火电厂氮氧化物排放控制的主流技术。
我国火电企业在面临日益加大的环保压力下，加快了脱硝建设速度。图为中国国电正在召开氮氧化物控制技术研讨会。（中新 提供）
据了解，SCR技术的原理是在特定催化剂的作用下，用氨或其他还原剂选择性地将烟气中的氮氧化物还原，变成无害的氮气和水蒸气随烟气排放。在这个技术中，催化剂是核心，占整个脱硝成本的40%～60%。而对催化剂产品价格影响最大的因素是其原材料——纳米级的脱销钛白粉。SCR催化剂的原材料包括脱销钛白粉、三氧化钨、五氧化二钒等，其中脱销钛白粉占催化剂总量的80%～90%，占总成本的50%左右。所以，脱销钛白粉成为SCR技术成本的主要控制因素。
冯自平指出，根据环保部的预测，新标准实施后，到2015年，需要新增烟气脱硝容量8.17亿千瓦，重点地区新建机组须全部安装SCR脱硝装置，其他地区约50%须安装SCR脱硝装置。因而“十二五”期间火电厂的SCR催化剂市场需求将逐年递增，到2015年达到20.5万立方米。“十三五”期间，火电厂装机量还会增加，且脱硝催化剂的寿命约为3年，需要定期更换，因此，新装机所需的SCR催化剂加上更换的SCR催化剂，总量会超过100万立方米，平均每年16万立方米。
冯自平告诉记者，每立方米催化剂需要脱销钛白粉的量约为0.5吨，按上述需求计算，“十二五”期间平均每年对脱销钛白粉的需求为8万吨，“十三五”期间平均每年的需求将达到10万吨。按照目前进口脱销钛白粉价格约为3万元/吨，国产价格约为2.5万元/吨计算，“十二五”期间，脱销钛白粉的市场规模为100亿元，平均每年20亿元；“十三五”期间，其市场规模为125亿元，平均每年25亿元。而这仅仅是针对火电厂的需求计算的，目前国家发改委已经给各个省市下达了钢铁厂、水泥厂等工业炉窑的脱硝任务，部分炉窑也将陆续开始脱硝，预计这部分所需的脱销钛白粉数量为2万～4万吨/年。如按3万吨/年计算，将有7.5亿元/年的市场规模。
“总之，未来数年内脱销钛白粉在国内的市场规模会达到20亿～30亿元/年，加快产业发展势在必然。”冯自平表示。
冲破垄断得到下游认可
采访中，记者了解到脱销钛白粉的生产具有较高的技术壁垒，一直以来，其供应也被日本和欧洲的少数厂家所垄断，如日本的石原化工、法国的美礼联（Millenium）等几家企业。我国近70家钛白粉企业在2010年以前没有一家能够生产这种纳米级的脱销钛白粉。
可喜的是，目前国内已经有不少钛白粉厂家开始对脱硝钛白粉进行研究，其中一些企业已经初步实现了产业化，提振了行业的信心。如四川华铁钒钛科技有限公司、广安贝腾环保科技有限责任公司、重庆普源化工工业有限公司、重庆新华化工有限公司等企业已经能够生产脱硝钛白粉，但产能均不大，其中四川华铁钒钛的年产能约2万吨，广安贝腾约3000吨，重庆普源约1万吨，重庆新华约1万吨。
除了上述几家企业已经产业化外，记者从山东东佳集团股份有限公司了解到，该公司去年年底开发的脱硝催化剂专用钛白粉，在中科院化学物理所与大唐热电的脱硝催化剂中试中已获得通过，并与大唐热电达成脱硝催化剂专用钛白粉合作协议。冯自平在中科院广州能源研究所的研发团队经过多年对脱硝钛白粉的技术攻关，也已获得中试成功，下一步将和钛白粉企业开展合作，生产并销售脱硝钛白粉。
四川华铁钒钛的生产管理负责人告诉记者，公司于2008年初投资1.55亿元，分两期建设年产2万吨脱硝钛白粉生产线。随着一期5000吨级生产线于2010年建成投产，公司在国内率先实现了脱硝钛白粉的国产化。“2008年之前，国内的脱硝钛白粉全部依赖进口，导致国外的脱硝钛白粉价格居高不下，将近5万元/吨。2008年，我们一开建，国外就开始降价。2010年，我们一投产，国外的产品又降了一次价。公司目前主流产品的价格在3万元/吨左右，比国外产品的价格要低一些。”
不过这位负责人坦言，一开始公司的产品销售起来困难重重，因为下游催化剂厂家不认可，宁愿选择价格昂贵的进口钛白粉或外资企业的产品。经过不断努力，2010年6月底，公司与国内3家大型脱销催化剂生产厂家签订了首批销售合同。经过两年多市场的检验，公司的脱硝钛白粉产品质量得到了下游厂家的认可。目前，公司已经进入批量生产阶段，开始持续供应市场。
广安贝腾销售部副部长谭文中回想起开拓市场时的经历也感同身受：“2010年，我们刚开始销售产品时，也是极其困难。经过两年多的市场检验，现在的销售情况还不错。我们主流产品的价格约2万元/吨，产能正在由3000吨扩至1万吨。”
缩小差距还需多方合力
尽管国内脱硝钛白粉产业幼苗已经破土而出，少数企业能进入批量生产阶段，但记者在采访中了解到，目前我国脱硝钛白粉产业才刚起步，技术大都是在简单地模仿进口产品，在比表面积、粒径等几个性能上接近，但在脱硝效率、催化剂的寿命等关键指标上还存在较大的差距。业内人士指出，脱硝钛白粉这株产业幼苗要想茁壮成长，还需要企业自身的不断努力和政策上的支持。
一是企业自身还需不断创新提升技术。冯自平表示，国内近70家钛白粉生产企业目前只有四五家能够生产脱销钛白粉，且整体技术水平相对较为落后，后续研发能力薄弱。绝大部分脱销催化剂厂家还是采用进口的脱销钛白粉。
陶若虹告诉记者，其公司目前正在跟踪国内的脱硝钛白粉市场，为下一步计划做准备。在她看来，进口脱销钛白粉生产的催化剂吸附能力、孔隙、强度等指标上的优势无可置疑，在设计寿命上也能保证承诺的3万小时，如北京高碑店电厂2008年安装的脱硝设施用的就是进口脱销钛白粉，到目前为止，运行时间已超过3万小时尚未出现问题。
“虽然国内的脱硝钛白粉号称质量过硬，是纳米级的，但2.5万元/吨左右的价位，怎么计算，都让人怀疑其是否真的是纳米级，因为各种基础材料的价格都在那里摆着呢。我们分析了国产脱硝钛白粉，如果企业严格按配方设计的话就没利润了，可企业也不能不盈利，所以可能就会在材料方面想一些办法，如在钛白粉里面添加其他物质，而且国内已经出现了这样的例子。导致的结果就是使用国产脱硝钛白粉的催化剂设计寿命为3年，可1年多就衰减了。”陶若虹说。
二是国家要在政策上对脱硝给与大力支持。记者发现，虽然2011年以来，国家发改委、环境保护部及地方政府均出台了各种相关促进脱销的政策措施，但总体来看，我国脱硝改造进展缓慢，电厂建设运营脱硝设施积极性依旧不高。今年2月电监会公布的《关于脱硝电价政策的研究和建议》显示，全国已投运脱硝机组容量占燃煤机组装机的比重不足两成。
谈起脱销进展缓慢的原因，四川华铁钒钛的生产管理负责人指出，目前火电厂没有大规模启动脱硝的原因在于我国目前试行的0.8分/千瓦时的火电脱硝电价补贴只能在一定程度上缓解火电企业成本上涨压力，但并不能全额弥补脱硝成本。在金融危机的大背景下，只有1/3的火电企业可以盈利，2/3的企业是赚不到钱的，甚至还亏损，由此导致目前电厂上的脱硝装置不是很多，反馈到上游原材料厂家市场量也不是很大。
这位负责人建议国家针对火电脱硝电价的补贴政策应根据不同的地区、不同的电厂机组情况、不同的煤质情况来制定相应的政策。同时，为促进我国脱硝工作顺利推进，还应出台相关配套措施。首先，对于目前普遍存在的脱硝工程改造、建设及运行资金缺口较大问题，除通过价格政策逐步进行解决外，还可通过环保专项补助资金、排污权有偿调剂、脱硝电价优惠政策等多种方式予以解决；其次，还需加强火电脱硝监管，可借鉴脱硫电价经验，将脱硝设施在线监测系统接入环保部门和电力监管机构；再次，加大对脱硝关键技术如脱硝钛白粉研发的支持力度，鼓励技术创新和自主化。
