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一探水泥行业低碳之路的发展趋势

一探水泥行业低碳之路的发展趋势 数智建材研究院
2023-12-01
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期我们探讨了水泥行业低碳发展之路的挑战与优势,面对短时间内碳排放量下降难度高、传统能源依赖性强、水泥行业减碳需创新技术支持等主要挑战,水泥行业精神如炬,信念如磐。依托政策支持、不断发展的低碳创新技术以及数智手段助力水泥行业节能降耗等优势,水泥行业各同仁立足中国水泥行业现状,放眼世界先进案例和技术,已逐步摸索出具有中国水泥行业特色的低碳发展趋势,即优化产业结构、减量化、技术应用三大趋势。

立足中国,基于国内水泥需求趋弱、库存过高、效益下滑等现状,优化水泥产业结构和减量化是水泥行业低碳之路的重要发展趋势。放眼世界,欧美等国家水泥行业协会为实现在2050年/前后实现碳中和的承诺,也已纷纷探索出符合自身特色的水泥行业低碳之路,为我国水泥行业降碳技术应用提供了优秀案例借鉴。下面我们将逐个探讨三大趋势下的相关降碳举措:


一、 优化产业结构

水泥行业优化产业结构主要措施可分为向内看和向外看,向内看即淘汰水泥行业自身落后产能,向外看即充分发挥与其他产业的协同效应从而降低降碳成本。

向内看,通过淘汰生产规模较小、工艺落后、环保未达标的水泥生产线,推动水泥行业竞争格局优化,从生产侧优化水泥生产量。同时,淘汰落后水泥厂有利于提高水泥行业集中度,一定程度上为降碳技术大规模推广降低了阻碍。

向外看,水泥行业可通过整合低碳环保相关产业,在推动自身降碳的同时普及推广降碳环保相关技术和业务,从而降低自身减碳成本并获得新的商业盈利增长点。


二、 减量化

从短期来看,在2030年实现碳达峰目标和时间的双重挑战下,在水泥行业产量过剩的大背景下,基于成本技术等因素考量,优化生产侧和供给侧结构,减少水泥行业生产量和需求量仍是我国水泥行业现阶段降碳的主要发力点。

从生产侧来看,在错峰生产政策指引下,水泥产量不断下降。2020年底,工业和信息化部、生态环境部发布了《关于进一步做好水泥常态化错峰生产的通知》,要求所有水泥熟料生产线错峰生产,这也意味着水泥行业错峰生产成为常态化措施。在政策指引下,各省份结合水泥供需情况相继出台错峰生产计划,不断推动水泥行业供给侧结构优化。

在需求侧,水泥是建筑主要原材料,但我国建筑平均生命周期远低于国外。其中,大面积拆除是造成这一现象的主要原因。因此,通过规范建筑拆除从而提升我国建筑生命周期是推动水泥减量化的举措之一。另一方面,可通过对水泥/混凝土提纯后进行回收与再利用从而提升水泥重复利用率实现降碳。此外,通过在建筑设计阶段减少混凝土结构的应用,使用可再生材料替代混凝土结构实现从源头降低水泥需求量。

在水泥行业供给侧和需求侧共同发力下,根据我国水泥行业协会预测,到2050年水泥产量将下降至2020年产量的1/3,将推动减少约67%的碳排放量。


三、技术路径实现降碳

—— 提升能效、燃料替代、原料替代、碳捕集封存利用

技术侧降碳措施主要分为四步:提升能效、燃料替代、原料替代和碳捕集封存利用;

提升能效阶段通过技术优化和局部改进水泥生产流程降低系统能耗,达到碳减排的目的,围绕水泥主要生产流程“两磨一烧”,通过熟料烧成节能减排技术、粉磨系统节能减排技术和水泥生产数字化技术优化水泥能耗使用;

燃料替代旨在降低工艺过程和燃料燃烧的碳排放量,通过采用垃圾衍生燃料(RDF)、生物质燃料、塑料、橡胶、皮革、废弃轮胎等替代燃料来减少燃料产生的碳排放;

原料替代主要措施之一为应用低碳水泥,低碳水泥技术旨在降低熟料间接排放所产生的二氧化碳,通过使用高贝利特硫铝酸硅酸盐(铁铝酸硅酸盐)水泥技术、低热硅酸盐水泥与中热硅酸盐水泥及其制备技术、分级分别水泥粉磨技术、高岭土煅烧生产低碳水泥以及工业副产石膏制硫酸联产水泥成套技术实现碳排放的减少;

碳捕集封存技术是实现水泥行业碳中和的必要技术,是长期推动水泥行业降碳的中流砥柱。该技术通过对水泥生产过程中产生的CO₂进行捕集提纯,将其用于其他工业领域或食品加工、化学利用或者直接封存等,直接减少了水泥企业的二氧化碳的排放量。但是目前该技术成本较高,且因我国水泥厂区位分布较为分散,大规模推广仍存在难度。


“天不言而四时行,地不语而百物生。”在全球气候变暖这一人类社会共同挑战下,中国水泥行业在行动。


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数智建材研究院是由傲林科技、中建材新材料基金、南方水泥和上峰建材共同出资成立的混合所有制公司。旨在为建材行业提供成熟的技术、产品与解决方案,让数智引领材料创造。
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