水泥冷暖大佬談|高長明：在保證水泥性能和降低成本的基礎(chǔ)上實現(xiàn)碳減排重任

中國水泥網(wǎng)高級顧問高長明認為，當(dāng)前水泥工業(yè)必須通過排碳數(shù)量、減碳角色這兩大轉(zhuǎn)型齊頭并進完成重大歷史責(zé)任與義務(wù)。

水泥工業(yè)碳中和的課題，歐美先進國家已經(jīng)研討探索實踐了近20年，我國也有3~4年了。如何才能有效的大幅削減單位水泥的二氧化碳排放量，既要不影響水泥的使用性能和運作方便，還要保持比較低廉的水泥生產(chǎn)成本。經(jīng)歷了約20年的探索與實踐，這個問題現(xiàn)今國際上已獲得了明確而具體的共識。在維持水泥強度和性能不變的前提條件下, 全球水泥界普遍認為有5條有效的水泥工業(yè)減碳技術(shù)路徑。下面我就以2021年我國單位水泥碳排放量610 kgCO2/t.c.為基準(zhǔn)。測算出2050年這5條減碳路徑可以達到的減碳效果。

減碳路徑1是針對水泥的工藝碳排放：就是少用碳足跡最高的熟料（935 kgCO2/t.cl.）和高標(biāo)號水泥，多用碳足跡低的32.5水泥（~600 kgCO2/t.c.）; 研發(fā)推廣采用碳足跡最低的綠色低碳新型膠凝材料 SCMs (300~500 kgCO2/t.c.) ; 降低熟料系數(shù)CF到0.50以下；32.5水泥在水泥總消費量中的占比由23%上升到40%，LC3、SCMs等占比由3%上升到25%（這個任務(wù)比較艱巨），42.5水泥占比由48%下降到20%，525水泥占比由26%下降到15%。其減碳效果可達182kgCO2/t.c. ，占2021年單位水泥總碳排放量610 kgCO2/t.c.的30%。

減碳路徑2是針對水泥的燃燒碳排放：就是采用可燃廢棄物100%替代化石燃料煆燒熟料;將熟料單位熱耗降到最低(600 kcal/kg.cl.); 研發(fā)氫能替代化石燃料。其減碳效果可達140kgCO2/t.c., 占總量的23%。

減碳路徑3是針對水泥的電耗碳排放：就是將水泥單位電耗降到最低(60kWh/t.c.); 提高余熱發(fā)電效率(40kWh/t.cl.以上); 水泥廠自備光伏電風(fēng)電+儲能系統(tǒng), 給本廠提供零碳電能。 其減碳效果可達61kgCO2/t.c.,占總量的10%。

上述減碳路徑1+2+3的實現(xiàn)必須依靠水泥工業(yè)自己的努力來完成。到2050年，預(yù)測這三條路徑的減碳效果可達383kgCO2/t.c., 占總量的63%.

減碳路徑4是計入水泥構(gòu)筑物和水泥制品的碳匯功能, 全生命周期按100年計算(100kgCO2/t.c.) 。其減碳效果可達100kgCO2/t.c., 占總量的16.4%.

減碳路徑5是采用包圓兜底的辦法，水泥廠最后排放的二氧化碳采用CCUS技術(shù)將其全部捕集利用或儲存起來。保證水泥工業(yè)達到零碳排放，實現(xiàn)碳中和。其達到碳中和所需的CCUS為127kgCO2/t.c.,占總量的20.6%。

實踐表明，這些減碳技術(shù)路徑都具有很強的針對性，雖然它們效率尚待提高成本還需要降低。但目前總體上還算比較經(jīng)濟實用可行，效果尚可接受。當(dāng)然,我們在科技研發(fā)與創(chuàng)新方面首先要付出艱苦奮斗和堅持不懈的努力，不斷的改進提高，才有可能達到上述的預(yù)期目標(biāo)。所以我們還有許多研發(fā)攻關(guān)的工作要做，豐碩的成果決不可能是輕易得來的。

其實CCUS技術(shù)和水泥工藝之間并沒有直接的關(guān)聯(lián)。最初國際上，水泥廠是從其他行業(yè)將其移植過來的。然而近幾年，成功創(chuàng)造了一種水泥廠和化工廠聯(lián)合組成的利用二氧化碳生產(chǎn)人造燃料和化學(xué)制品的碳中和聯(lián)合體CCF/CNC?，F(xiàn)在國際上和我國都在大力推進開拓二氧化碳利用的研發(fā)工作，正孕育著新的突破，把二氧化碳變害為利可以期待。

我國水泥工業(yè)在這5條減碳技術(shù)路徑領(lǐng)域，無論在科技、經(jīng)濟、人才、實力等各方面都具有較堅實的基礎(chǔ)，只要通盤科學(xué)部署得當(dāng)，水泥工業(yè)2050年實現(xiàn)碳中和是大概率事件。