水泥行業(yè)推動(dòng)碳中和需多措并舉——訪《水泥》雜志副主編王新頻

推動(dòng)建材行業(yè)碳達(dá)峰、碳中和已是業(yè)內(nèi)共識(shí)，如何做好產(chǎn)業(yè)碳達(dá)峰，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)碳中和是行業(yè)下一步要探討的問題。為此，記者專訪《水泥》雜志副主編王新頻，請他談?wù)勊嘈袠I(yè)在碳達(dá)峰、碳中和領(lǐng)域的情況，以及未來如何做好水泥行業(yè)碳達(dá)峰、碳中和工作。

 

記者：2020年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議將做好碳達(dá)峰、碳中和工作確定為2021年重點(diǎn)任務(wù)之一。在“十四五”時(shí)期乃至未來的很長一段時(shí)間，減排降碳、低碳發(fā)展都將是我國環(huán)境治理甚至國家治理的一個(gè)重要主題。水泥行業(yè)是建材工業(yè)的重要產(chǎn)業(yè)，您如何看待當(dāng)下水泥行業(yè)的碳達(dá)峰情況？水泥行業(yè)的碳達(dá)峰又受到哪些方面的影響？

 

王新頻：水泥行業(yè)二氧化碳排放與熟料產(chǎn)量和熟料碳排放因子有關(guān)。熟料產(chǎn)量與市場需求、政策因素等相關(guān)，碳排放因子與生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)技術(shù)、裝備水平等有關(guān)。我國目前的熟料碳排放因子為0.8534t CO2/t熟料，水泥碳排放因子約為0.8853t CO2/t水泥。近幾年，熟料產(chǎn)量基本穩(wěn)定在16億噸左右。如果要早日達(dá)到碳達(dá)峰，就要從兩個(gè)方面統(tǒng)籌考慮，一方面控制熟料產(chǎn)能、產(chǎn)量；另一方面要進(jìn)一步降低碳排放因子值。水泥行業(yè)的發(fā)展受到國家有關(guān)政策的影響較大，從當(dāng)前情況來看，只要保持現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)政策的連續(xù)性，從某種角度看，水泥行業(yè)或?qū)⒒緦?shí)現(xiàn)碳達(dá)峰。

 

近期，工業(yè)和信息化部就《水泥玻璃行業(yè)產(chǎn)能置換實(shí)施辦法（修訂稿）》公開征集意見，并印發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步做好水泥常態(tài)化錯(cuò)峰生產(chǎn)的通知》等文件。從有關(guān)政策看，國家嚴(yán)控產(chǎn)能新增的初衷始終未變，堅(jiān)持做好錯(cuò)峰生產(chǎn)也成為常態(tài)化機(jī)制確立下來。在政策引導(dǎo)下，水泥熟料產(chǎn)能總量得到有效控制，熟料產(chǎn)量也控制在合理范圍內(nèi)。當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策對水泥行業(yè)的碳達(dá)峰來講是個(gè)利好，政策從源頭入手，掐斷了水泥行業(yè)碳排放繼續(xù)上升的根源。

 

記者：生態(tài)環(huán)境部近日印發(fā)《關(guān)于統(tǒng)籌和加強(qiáng)應(yīng)對氣候變化與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相關(guān)工作的指導(dǎo)意見》，其中也提出，積極推動(dòng)部分地區(qū)和行業(yè)先行先試。支持有條件的地方和行業(yè)率先達(dá)到碳排放峰值，推動(dòng)已經(jīng)達(dá)峰的地方進(jìn)一步降低碳排放，支持基礎(chǔ)較好的地方探索開展近零碳排放與碳中和試點(diǎn)示范。選擇典型城市和區(qū)域，開展空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)與碳排放、碳達(dá)峰“雙達(dá)”試點(diǎn)示范。在鋼鐵、建材、有色等行業(yè)，開展大氣污染物和溫室氣體協(xié)同控制試點(diǎn)示范等。您認(rèn)為對于水泥企業(yè)來說，當(dāng)下做好碳達(dá)峰、碳中和工作的重點(diǎn)是什么？具體應(yīng)怎樣做？

 

王新頻：與碳達(dá)峰不同，碳中和將更關(guān)注峰值拐點(diǎn)之后如何有效減少碳排放，這也是水泥行業(yè)當(dāng)前要著重解決的。

 

水泥行業(yè)的碳中和主要從碳減排、碳吸收和碳捕集上考慮，其中碳減排對水泥企業(yè)來說是目前的重點(diǎn)。碳吸收方面，國家在相關(guān)的政策文件中也有體現(xiàn)，主要是綠色礦山建設(shè)，它是綠色工廠建設(shè)中的重要一項(xiàng)，開采后的礦山如何恢復(fù)植被、護(hù)坡、道路等是很重要的，這對實(shí)現(xiàn)碳中和的作用不可忽視，我們要把綠色礦山建設(shè)的有關(guān)工作堅(jiān)持做下去，這是利在千秋的事情。

 

要做好水泥行業(yè)的碳中和，一方面要重視環(huán)境保護(hù)，另一方面要從碳減排上下功夫，而如何做好碳減排，其中又有哪些新技術(shù)？這也是業(yè)內(nèi)關(guān)注的問題。當(dāng)前的技術(shù)方式在能源使用效率上還有較大的提升空間。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)，水泥生產(chǎn)過程中，熱耗、電耗可以降低20%的二氧化碳排放。

 

在提高能源效率方面，我建議，一是做好余熱利用工作，積極發(fā)揮余熱價(jià)值，可用于如發(fā)電、取暖、烘干等，目前水泥廠基本采用。二是采用富氧燃燒技術(shù)，該技術(shù)能夠有效提高煅燒溫度、增加替代燃料使用比例、降低化石燃料消耗、提高能源利用率，而且有利于碳捕集，是一項(xiàng)非常不錯(cuò)的實(shí)用技術(shù)。目前該技術(shù)在新疆等地區(qū)和電石渣富產(chǎn)地區(qū)已有采用。三是采用高效冷卻技術(shù)。據(jù)了解，如采用十字棒式篦冷機(jī)，其熱效率可達(dá)80%，熱損失小于400kJ/kg。四是采用高效粉磨技術(shù)和設(shè)備。如采用“立磨+輥壓機(jī)”聯(lián)合粉磨系統(tǒng)、輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)等，其產(chǎn)量高、能耗低，而且細(xì)度完全能夠滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求，對有效降低間接二氧化碳排放作用不可小覷。五是升級自動(dòng)化、智能化控制系統(tǒng)。如采用能源管理系統(tǒng)、高耗能產(chǎn)品能耗大數(shù)據(jù)分析及對標(biāo)節(jié)能服務(wù)平臺(tái)等。貴州省已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了能源的統(tǒng)一管理，統(tǒng)籌安排能源使用，大家也可借鑒學(xué)習(xí)。

 

除了提升能源效率，注重研發(fā)使用替代能源、替代原料，重視熟料替代等也是碳減排的重要方式。替代燃料方面，有國外資料報(bào)道統(tǒng)計(jì)，使用10%的替代燃料，每噸熟料生產(chǎn)中會(huì)使二氧化碳直接排放減少80kg至200kg。在我國替代燃料的使用比例還不高，前幾年的資料表明才2%左右，歐美發(fā)達(dá)國家有的已高達(dá)近80%，目前我們協(xié)同處置在全國范圍內(nèi)遍地開花，品種多樣，各種先進(jìn)的處置技術(shù)、設(shè)備、系統(tǒng)都開始完善。

 

此外，清潔能源的利用也是重要的碳減排手段。對水泥企業(yè)而言，比較實(shí)用可行的是光伏發(fā)電。據(jù)海螺設(shè)計(jì)院透露，他們基本通過余熱發(fā)電和光伏發(fā)電可以達(dá)到工廠的用電需求，基本不用外購電，這說明先進(jìn)企業(yè)已經(jīng)開始在為節(jié)能減排作長遠(yuǎn)考慮。

 

在替代原料上，我們知道水泥生產(chǎn)的主要原料是石灰石，而石灰石正是二氧化碳排放的主要來源，因此如果采用電石渣、石粉、鎂渣、硅鈣渣、石灰石尾礦等高鈣劣質(zhì)工業(yè)廢渣代替石灰石，將是一種很好的減排措施，有專家統(tǒng)計(jì)，采用15%?；郀t礦渣和20%磚渣作為水泥生產(chǎn)混合材，生產(chǎn)每噸水泥可以減少90千克二氧化碳。另外，因?yàn)槭炝仙a(chǎn)會(huì)導(dǎo)致二氧化碳排放，如果水泥中少用熟料，或混凝土中少用水泥，采用高活性的混合材或集料，無疑對減排是一種貢獻(xiàn)。國外有資料表明，水泥中摻入30%至70%的高爐礦渣，則生產(chǎn)一噸水泥則可以減少60千克至380千克二氧化碳，若摻入25%至35%粉煤灰，則生產(chǎn)一噸水泥可以減少20千克至100千克二氧化碳。國外CEMⅢ/C型水泥中可以摻入80%至95%礦渣。

 

記者：據(jù)了解，歐盟在上世紀(jì)90年代二氧化碳排放達(dá)到45億噸的峰值，美國在2007年達(dá)到59億噸左右的峰值，預(yù)測中國二氧化碳排放峰值將達(dá)到106億噸左右，是歐盟的2.4倍，美國的1.8倍；按照歐盟本世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，其碳達(dá)峰至碳中和歷經(jīng)60年，而我國從碳達(dá)峰到碳中和僅有30年。對我們來講，可以說是時(shí)間緊任務(wù)重，那當(dāng)前推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和比較高效的方式有哪些呢？

 

王新頻：剛剛提到的碳捕集就是比較高效的碳減排方式，例如CCS（碳捕集與封存）、CCUS（碳捕集、利用和封存）等，碳捕獲與封存（carbon capture and storage,CCS）技術(shù)是指將二氧化碳從工業(yè)或相關(guān)排放源中分離出來，輸送到封存地點(diǎn)，并長期與大氣隔絕的過程。CCUS（Carbon Capture，Utilization and Storage）碳捕獲、利用與封存也是應(yīng)對全球氣候變化的關(guān)鍵技術(shù)之一。

 

這些技術(shù)目前在全世界水泥行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用很少，歐美雖較早開始研究，但現(xiàn)階段也幾乎都停留在實(shí)驗(yàn)室和中試階段。從其碳減排貢獻(xiàn)上說，碳捕集與碳封存是高效的，而很多如碳交易等方式都只是一種限排措施。目前我國海螺蕪湖白馬山水泥廠是我國第一個(gè)采用化學(xué)吸收法進(jìn)行碳捕集的水泥廠，捕集的二氧化碳基本作為商用，如生產(chǎn)干冰、食品添加劑等。就水泥行業(yè)可行的碳捕集工藝來說，個(gè)人認(rèn)為有MEA化學(xué)吸收法、純氧燃燒法、膜分離法、鈣循環(huán)法等，我比較看好化學(xué)吸收法和鈣循環(huán)法，其對水泥工業(yè)的適應(yīng)性更好，可行性更高。而碳封存是一個(gè)系統(tǒng)工程，可行的技術(shù)有地質(zhì)封存、深海封存和礦物碳化。前兩者相對好實(shí)現(xiàn)。地質(zhì)封存一般用在廢棄的油田，采用高壓注射，再用特用水泥柱封堵油井，其缺點(diǎn)是有泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。此外，地質(zhì)封存也用在正在采油的油井中，高壓二氧化碳具有驅(qū)油作用，有助于采油，采出的部分二氧化碳以氣態(tài)形式回收；深海封存是因?yàn)橐簯B(tài)二氧化碳在2500米深海中其密度大于海水，可以自然沉入海底形成二氧化碳湖泊，如果沒有地質(zhì)變動(dòng)是很安全的。需要注意的是，盡管技術(shù)上已經(jīng)相對成熟，但礦物碳化適合于單條生產(chǎn)線，小型小排量企業(yè)。而碳封存的前提是二氧化碳捕集量足夠大，這可能就不是一個(gè)企業(yè)、一個(gè)行業(yè)的事，可能要跨行業(yè)、跨領(lǐng)域協(xié)作。

 

另外，碳利用也是一種減碳方法，但在碳利用過程中有些應(yīng)用又會(huì)導(dǎo)致二氧化碳返入大氣，如人工降雨用的干冰幾乎全回到大氣，食品添加劑的制作過程也會(huì)有相當(dāng)一部分返回大氣中。但如果用來合成化學(xué)工業(yè)試劑，用在礦物碳化領(lǐng)域則是不可逆的。目前我國已有商業(yè)公司在其他領(lǐng)域采用該技術(shù)捕獲二氧化碳，并準(zhǔn)備進(jìn)軍水泥行業(yè)。