我國環(huán)保領(lǐng)域的市場空間巨大，但總體來看，我國環(huán)保行業(yè)起步較晚，市場機(jī)制暫時(shí)不太成熟。煙氣治理是環(huán)保行業(yè)的重要組成部分，SCR煙氣脫硝是國內(nèi)外火電廠普遍采用的煙氣脫硝技術(shù),而作為煙氣脫硝的核心--SCR催化劑的應(yīng)用我國滯后于西方國家很多年。1999年，大陸首次引入SCR脫硝催化劑用于火電行業(yè)的煙氣治理，隨后10年不斷推廣和普及。“十一五”期間，我國NOx排放總量呈逐年上升趨勢，2011年高達(dá)2405萬噸（工業(yè)源占71.9%）；而《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223—2011）的嚴(yán)格執(zhí)行及SCR脫硝機(jī)組滿負(fù)荷投運(yùn)，NOx排放總量逐年降低，2017年的排放量已降至1700萬噸左右。
2018年7月份，國務(wù)院公開發(fā)布《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》，提出了打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的時(shí)間表和路線圖。之后各省市相繼出臺(tái)地方藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)行動(dòng)計(jì)劃，對各生產(chǎn)行業(yè)提出了更高的排放要求。
催化劑市場不斷擴(kuò)大
2015年以來，“2+26”城市區(qū)域內(nèi)大型燃煤電廠開始實(shí)施超低排放改造，SCR脫硝工藝是火電廠的主流煙氣脫硝技術(shù)，催化劑是SCR脫硝工藝的核心。隨著各電廠超低排放的不斷實(shí)現(xiàn)，電力行業(yè)SCR脫硝催化劑普及率已接近飽和。面對依然嚴(yán)峻的環(huán)保壓力，在電力行業(yè)減排能力有限的情況下，非電行業(yè)煙氣治理將成為重點(diǎn)，而NOx的減排成為其中重要一環(huán)。
我國早期的SCR脫硝催化劑配方與生產(chǎn)線均為購買和引進(jìn)其他國家技術(shù)，2006年之前，國內(nèi)的催化劑供應(yīng)基本依賴國外。隨著脫硝產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)，國內(nèi)公司建立起相應(yīng)的催化劑生產(chǎn)基地，來不斷滿足日益增長的需求。目前國內(nèi)催化劑公司核心技術(shù)（配方和成型工藝）主要源于國外，所以對于傳統(tǒng)釩鈦系催化劑的發(fā)展，首要任務(wù)是盡快實(shí)現(xiàn)完全自主國產(chǎn)化，并節(jié)省生產(chǎn)成本，增加市場競爭力，同時(shí)加快傳統(tǒng)催化劑的改性研究，拓寬適用范圍，延長使用壽命。
催化劑在非電行業(yè)的應(yīng)用遠(yuǎn)不及火電行業(yè)成熟，加上非電行業(yè)煙氣與火電行業(yè)煙氣的巨大差別，非電行業(yè)SCR脫硝催化劑的研發(fā)成為非電脫硝的重點(diǎn)與難點(diǎn)。北京華電光大環(huán)境股份有限公司正是在這種背景下，開展了大量特種催化劑的研發(fā)工作，以滿足不同生產(chǎn)行業(yè)的脫硝需求。
針對目前行業(yè)面臨的眾多問題，在第二屆工業(yè)煙氣深度治理高峰論壇上，北京華電光大環(huán)境股份有限公司（以下簡稱“華電光大”）常務(wù)副總經(jīng)理喬凱榮提到：由于非電行業(yè)煙氣治理的興起，我國的脫硝市場還將不斷擴(kuò)大，SCR催化劑需求缺口也將擴(kuò)大。
脫硝效率成難題
相關(guān)報(bào)告指出，隨著環(huán)保治理標(biāo)準(zhǔn)越來越高，相應(yīng)的脫硝治理技術(shù)需要向高端化方向發(fā)展，高溫脫硝、全負(fù)荷脫硝、耐高濃度二氧化硫低溫脫硝、聯(lián)合脫硝脫汞、聯(lián)合脫硝脫二噁英已成世界性難題。
目前，燒結(jié)煙氣脫硝效率不高的問題一直是困擾行業(yè)的難點(diǎn)，鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硝有氧化法脫硝、中低溫SCR脫硝、活性炭脫硝等多個(gè)技術(shù)工藝。其中，中低溫SCR脫硝方法，很難直接使用中高溫SCR催化工藝對NOx排放進(jìn)行控制。對此，喬凱榮介紹，燒結(jié)行業(yè)的脫硝不同于火電行業(yè)的脫硝，燒結(jié)煙氣的脫硝主要難點(diǎn)在于他的煙氣條件比較復(fù)雜，有些業(yè)主或工程公司沒有意識(shí)到這個(gè)問題，完全照搬火電行業(yè)的脫硝來設(shè)計(jì)，相比電廠的脫硝，燒結(jié)機(jī)煙氣溫度低，水含量氧量高，最主要的是煙氣中含有大量的堿金屬，有些地區(qū)的燒結(jié)煙氣中還含有很高的砷含量，這些對催化劑來說是致命的，會(huì)導(dǎo)致催化劑的性能和壽命大幅度降低和縮短，所以鋼鐵燒結(jié)機(jī)脫硝催化劑的設(shè)計(jì)，除了考慮溫度還要考慮催化劑的堿金屬中毒問題，如果煙氣中有砷的話，催化劑還得具備抗砷功能。
新型SCR脫硝催化劑的研發(fā)
煙氣脫硝行業(yè)客戶主要分為兩大類，一類是火力發(fā)電行業(yè)，另一類是非電行業(yè)，包括鋼鐵、水泥、石化、煤化工等行業(yè)。但不同行業(yè)的煙氣溫度和組成差別很大。喬凱榮表示，中溫SCR脫硝催化劑的適用領(lǐng)域有限，因此亟待開發(fā)針對不同煙氣的新型SCR脫硝催化劑。例如，針對燃?xì)廨啓C(jī)、垃圾焚燒爐所排放的高溫(>500℃)煙氣，需要開發(fā)高溫催化劑；針對鋼鐵燒結(jié)機(jī)所排放的低溫(<300℃)煙氣且含有堿金屬的，需要開發(fā)低溫抗堿金屬催化劑;針對使用富砷煤的煙氣，需要開發(fā)抗砷中毒催化劑；針對含有大量堿金屬的生物質(zhì)電廠、高堿煤電廠等，需要開發(fā)抗堿金屬中毒催化劑。
面對這個(gè)問題，喬凱榮介紹說，華電光大依托華北電力大學(xué)生物質(zhì)發(fā)電成套設(shè)備國家工程實(shí)驗(yàn)室的核心團(tuán)隊(duì)，自主研發(fā)的系列化特種平板式SCR脫硝催化劑，實(shí)現(xiàn)了催化劑關(guān)鍵配方以及連續(xù)生產(chǎn)工藝的突破，形成了國內(nèi)唯一具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套技術(shù)和裝置，在多個(gè)行業(yè)獲得了大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。2013年光大平板式脫硝催化劑獲得了“第十五屆中國國際工業(yè)博覽會(huì)銅獎(jiǎng)”是煙氣脫硝領(lǐng)域唯一獲得此殊榮的產(chǎn)品，2018年獲得國家教育部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，2019年獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。截至目前，公司產(chǎn)品涵蓋了從低溫到高溫的全溫區(qū)催化劑，包括低溫、中低溫、寬溫、中溫和高溫SCR脫硝催化劑，另外針對不同行業(yè)不同煤質(zhì)還有專門的特種催化劑如抗堿金屬中毒、抗砷中毒、超強(qiáng)耐磨催化劑等。
催化劑市場同質(zhì)化競爭愈演愈烈
隨著國家對大氣污染治理步伐的加快，各種技術(shù)的變革與行業(yè)革新確實(shí)對脫硝催化劑行業(yè)也帶來了一定的影響。未來脫硝催化劑的市場會(huì)必然會(huì)有變化。喬凱榮表示，對于脫硝催化劑來說，未來主要是要根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)開發(fā)出投資成本更低、運(yùn)行耗能更低的產(chǎn)品，真正做到節(jié)能、環(huán)保。
目前，國內(nèi)企業(yè)進(jìn)入脫硝催化劑生產(chǎn)領(lǐng)域的技術(shù)門檻相對較低，加之生產(chǎn)催化劑的鈦白粉、偏釩酸銨等原料載體獲取相對容易，導(dǎo)致市場同質(zhì)化競爭局面愈演愈烈。
如何應(yīng)對這種局面，對于未來的發(fā)展與創(chuàng)新，喬凱榮提到，華電光大作為國家高新技術(shù)企業(yè)，不僅依托于華北電力大學(xué)，并且與清華大學(xué)、航天動(dòng)力研究所、東南大學(xué)、瑞典皇家理工學(xué)院等研究單位建立了良好的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系。在產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合過程中，華電光大充分利用高校及科研院所的高科技人才、強(qiáng)大的研發(fā)能力和先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)施，與企業(yè)科研人員合作進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)和新產(chǎn)品開發(fā)，從而不斷提高企業(yè)的創(chuàng)新能力。并且，針對產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題，可以從更深層次上分析和解決，有助于技術(shù)的優(yōu)化和創(chuàng)新。
目前，我國煙氣脫硝技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用上還存在理論研究不成熟，運(yùn)行管理不完善等方面的問題?，F(xiàn)階段要不斷推進(jìn)催化劑的技術(shù)研究，積極開發(fā)并推廣具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的脫硝催化劑，不斷探索新技術(shù)，提高催化劑的制造工藝。這對推進(jìn)我國脫硝技術(shù)的進(jìn)展，節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用具有重要的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。
