我国是水泥生产与消费大国，2012 年水泥产量达到22.1 亿t，占世界水泥产量的56%，现有规模以上水泥生产企业约4,000 家，其中水泥熟料生产企业2,400 多家、新型干法水泥生产线1,600 多条。水泥工业在支撑国民经济快速发展的同时，也带来了严重的环境污染。水泥工业是继电力、机动车之后的第三大NOx 排放源，同时也是粉尘颗粒物（PM）和SO2 等其它污染物的重要来源。据统计，我国水泥工业NOx 排放占全国排放量的8%～10%，SO2 排放占全国排放量的3%～4%，颗粒物（PM）排放占全国排放量的15%～20%，属污染控制的重点行业。
脱硝：随着水泥行业落后产能淘汰工作的推进，新型干法窑的使用比例大幅增加并逐步替代立窑，2011 年水泥熟料产量新型干法比重达86%，比2002 年提高近70 个百分点 。由于燃烧温度高等原因，与立窑相比，新型干法窑NOx 排放强度大大增加（约为立窑的7 倍），加之水泥产量持续增长，使得水泥行业NOx 排放量显著增多。根据环保部统计数据，2013 年水泥行业NOx 的排放量达到197.9 万t，相比2006 年增加了2.3 倍，年复合增长率约18.6%。在NOx 被纳入主要污染物排放约束性指标，水泥行业NOx 排放2015 年要在2010 年基础上削减12%，控制在150 万t 的背景下，水泥行业NOx 削减面临压力巨大，脱硝已刻不容缓。
智研咨询发布的《2013-2018年中国烟气脱硫产业前景预测与投资价值分析报告》指出：目前应用于水泥行业的脱硝技术主要有炉内技术和炉外技术两种。1）炉内技术，指通过优化窑和分解炉的燃烧状态，从源头控制NOx 生成。其主要应用技术措施有，采用低氮燃烧器，以及分解炉和管道内的分段燃烧等。该类技术工程改造量不大，投入较低，见效快，但脱硝效率较低。2）炉外技术，是在还原剂（如氨水、尿素等）的作用下将烟气中的NOx 还原为氮气和水；按是否需要催化剂分为选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术，前者目前仍处于工业化试验阶段，后者则是目前脱硝的主流技术。由于低氮燃烧技术（包括低氮燃烧器和分级燃烧技术）及SNCR 技术本身脱硝效率并不高，在更严格的排放限值要求下，要实现NOx 达标排放，需要采用 “低氮燃烧器或分级燃烧+SNCR”组合方式。
水泥工业主要脱硝技术对比
技术分类 | 主要脱硝技术 | 工程造价 | 运营成本 | 脱硝效率 | 技术成熟度 |
炉内技术 | 低氮燃烧器 | 中 | 低 | 5%～20% | 成熟 |
分级燃烧 | 低 | 低 | 10%～20% | 成熟 | |
炉外技术 | SNCR | 稍高 | 高 | 40%～60% | 成熟 |
SCR | 高 | 高 | 70%～90% | 不成熟 |
资料来源：智研咨询整理
脱硫：SO2 排放主要取决于原料及燃料中挥发性硫含量。如果硫碱比合适，水泥窑排放的SO2 很少，有些水泥窑在不采取任何净化措施的情况下，SO2 排放浓度可以低于10 mg/m3。据环保部对国内153 座水泥窑的调查数据显示，水泥行业SO2平均排放浓度为59.6 mg/m3，从SO2 排放浓度的累计分布看，几乎所有水泥窑都能符合现行200 mg/m3 的标准要求，主要的原因是水泥窑本身就是性能优良的固硫装置，水泥窑中大部分的硫都以硫酸盐的形式保留在水泥熟料中，SO2 排放并不多，特别是预分解窑中因高活性氧化钙存在，能大量吸收SO2，使SO2 排放浓度相应控制在50~200 mg/m3 以下。
除尘：水泥工业颗粒物排放主要是由于水泥生产过程中原料、燃料和水泥成品储运，物料的破碎、烘干、粉麿、煅烧等工序产生的废气排放或外逸引起的。而煅烧工序所在的水泥窑则是颗粒物排放控制的关键，过去除尘大多采用电除尘器，其粉尘排放浓度较高。随着国家对大气污染治理的加强，政策要求现有的水泥窑电除尘装置需要在2011-2015 年实施电改袋除尘改造工程，以实现“十二五”末，水泥颗料物排放比2009 年降低50%的目标。
2010 年底工信部颁布《关于水泥工业节能减排的指导意见》，要求到“十二五”末，水泥颗粒物排放在2009 年基础上降低50%，氮氧化物在2009 年基础上降低25%。2011 年工信部发布《水泥工业“十二五”发展规划》，明确指出水泥行业“十二五”主要发展目标之一是将行业NOx 排放总量在2010 年基础上降低10%，新建生产线必须配套建设效率不低于60%的烟气脱硝装置，已建成的日产4,000 t 及以上熟料生产线要尽快实施烟气脱硝改造。2012 年8 月国务院发布《节能减排“十二五”规划》，要求水泥行业2015 年NOx 在2010 年基础上削减12%，控制在150 万t。
2013 年12 月新修订的《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2013）发布，新标准重点提高了NOx 和PM 的排放控制要求，对于水泥窑，NOx 排放限值由原来的800 mg/m3 收严至400 mg/m3，PM 排放限值则由原来的50 mg/m3 收严至30mg/m3；但SO2 排放限值未作修订，仍保持原200 mg/m3 不变。新建企业自2014年3 月1 日起，现有企业自2015 年7 月1 日起执行新标准。一系列的政策及新标准要求，将迅速打开水泥工业脱硝和除尘改造市场的空间。
水泥窑脱硝及除尘改造市场投资需求预测
据环保部监测数据，90%水泥生产企业的SO2 排放浓度能达200 mg/m3 标准，而新标准中SO2 的排放浓度限值未进一步收严，预计水泥脱硫市场基本不会受到影响。60%水泥生产企业的颗粒物排放可满足30 mg/m3 新标准限值，即剩余40%的企业需对除尘装置进行提效改造。而仅有10%的水泥生产企业NOx 排放浓度能达到400 mg/m3 新标准限值，这意味着90%的企业将面临实施脱硝改造的要求。
水泥窑主要污染物排放浓度累积分布情况
累积比例 | 10% | 20% | 30% | 40% | 50% | 60% | 70% | 80% | 90% | 95% | 100% | 标准限值 |
NOx(mg/m3) | 400 | 520 | 554 | 596 | 640 | 685 | 715 | 735 | 780 | 800 | 1,233 | 400 |
SO2(mg/m3) | 4.6 | 10.5 | 15 | 18.8 | 30.3 | 43 | 65 | 119 | 178 | 310 | 460 | 200 |
PM(mg/m3) | 10.8 | 15.7 | 19.6 | 23 | 25.6 | 30 | 33.6 | 39.7 | 45 | 78.9 | 108 | 30 |
资料来源：智研咨询整理
目前全国共有新型干法水泥生产线1,600 多条，90%的生产线约1,440 条需进行脱硝改造，假设每条生产线脱硝改造成本为600 万元，测算潜在存量市场的水泥脱硝改造投资需求约为86亿元；若2014-2015 年完成70%生产线脱硝改造，则2014-2015 年水泥脱硝市场投资额约60 亿元，年均30 亿元。
2014-2015 年存量市场水泥窑除尘改造投资需求约48 亿。按60%约960 条生产线的水泥窑需在2014-2015 年完成除尘改造，每条生产线水泥窑除尘改造造价500万元测算，则期间存量市场水泥窑除尘改造投资需求约为48 亿元，年均24 亿元。
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