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        水泥行业碳达峰、碳中和实现路径
        2021-4-23

        水泥行业碳达峰、碳中和实现路径

        更新日期: 2021年01月08日 来源: 数字水泥网 



          4月22日晚,应美国总统拜登邀请,国家主席习近平在北京以视频方式出席领导人气候峰会,并发表题为《共同构建人与自然生命共同体》的重要讲话。


        习近平主席说:“中华文明历来崇尚天人合一,追求人与自然和谐共生。中国以生态文明思想为指导,贯彻新发展理念,坚持走生态优先、绿色低碳的发展道路。中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。中国承诺实现从碳达峰到碳中和的时间,远远短于发达国家所用的时间,需要中方付出艰苦努力。”中国正在制定碳达峰行动计划,广泛深入开展碳达峰行动,支持有条件的地方和重点行业、重点企业率先达峰。中国将严控煤电项目,“十四五”时期严控煤炭消费增长、“十五五”时期逐步减少。

        习近平主席指出,气候变化带给人类的挑战是现实的、严峻的、长远的。我坚信,只要心往一处想、劲往一处使,人类必将能够应对好全球气候环境挑战,把一个清洁美丽的世界留给子孙后代。


               碳达峰、碳中和成了2021开年热词。所谓“碳达峰”,简言之就是二氧化碳的排放不再增长,达到峰值之后再慢慢减下去;针对排放的二氧化碳,要利用能源革命、节能减排、植树绿化等各种方式全部抵消掉,这就是“碳中和”。


        2020年9月,在第七十五届联合国大会上,中国向世界郑重宣布将提高国家自主减排贡献力度,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。2020年12月,中央经济工作会议确定2021年要抓好八项重点任务,其中就包括做好碳达峰、碳中和工作。在做好碳达峰、碳中和工作方面,会议从根本和源头上做出部署,明确加快调整优化产业结构、能源结构,以及大力发展新能源,继续打好污染防治攻坚战等。

        10年实现碳排放达峰、40年实现碳中和,任务艰巨、时间紧迫。对标欧盟在上世纪90年代二氧化碳排放达到45亿吨的峰值、美国在2007年达到59亿吨左右的峰值,预测中国二氧化碳排放峰值将达到106亿吨左右,是欧盟的2.4倍,美国的1.8倍;按照欧盟本世纪中叶实现碳中和目标,其碳达峰至碳中和历经60年,而我国从碳达峰到碳中和的时间仅有30年。

        “十四五”新建的高碳项目,其排放将延续到2050年前后,给实现2060年碳中和目标带来巨大压力,还会压缩未来20年至30年低碳技术的发展空间。我国面临比发达国家时间更紧、幅度更大的减排要求。由此可预见,各地和各相关重点行业主管部门在研究部署“十四五”规划方案把落实碳达峰工作作为重要任务,把应对气候变化作为推动实现高质量发展的重要抓手,将成为大概率事件。

        近日,生态环境部部长黄润秋明确表示已启动碳达峰行动方案的编制工作。2021年1月5日,生态环境部发布了《碳排放权交易管理办法(试行)》。2021年,我国10年碳达峰,40年碳中和的履诺征程已经开启。

        工业是碳排放重要领域,工业低碳减排对全国实现碳达峰的目标至关重要。火电、钢铁、水泥、有色、石化、化工、煤化工等行业的二氧化碳排放量占全国总排放量的80%左右,受到碳达峰目标的约束具有必然性。近期工信部就做出从2021年开始,围绕碳达峰、碳中和目标节点,坚决压缩粗钢产量,确保粗钢产量同比下降的决定。全国碳排放交易市场发电行业第一个履约周期也已正式启动。

        2021年针对钢铁、电力行业的碳达峰行动已经开始,那么水泥行业迎来碳达峰目标约束则只是时间问题。数字水泥网从工业和信息化部获悉,根据我国碳达峰、碳中和目标节点,工信部今年将实施工业低碳行动和绿色制造工程,并制定钢铁、水泥等重点行业碳达峰行动方案和路线图。

        为了更好更快适应已经在路上的相关政策要求,水泥企业如何在“稳增长、调结构、促创新、增效益”的供给侧结构性改革中,通过科学制定适合本单位并适配于行业碳达峰、碳中和目标约束的行动方案和路线图,为自身实现降低排放和能耗的技术改造争取时间,为未来发展做好充分准备,则显得尤为必要。

        据有关资料介绍,2015年巴黎协议的摄2度协议(2DS)约定,全球水泥业必须在2050年达到碳中和的目标,也就是2030年必须要达成减碳百分之四十。据中国水泥协会副秘书长范永斌介绍,目前,我国水泥熟料碳排放系数(基于水泥熟料产量核算)约为0.86,即生产一吨水泥熟料将产生约860公斤二氧化碳,折算后我国水泥碳排放量约为597kg。与巴黎协议的摄2度(2DS)协议要求相比仍然偏高,巴黎协议的摄2度(2DS)协议要求每生产一吨水泥,二氧化碳排放量必须降到520到524公斤之间。因此,要完成巴黎协议2050年的终极目标,我国水泥行业需要抓紧时间并为此付出巨大努力。

        水泥碳达峰首先要预判达峰时间点和峰值,水泥碳达峰的峰值主要取决于水泥熟料产量。据预测,我国水泥行业碳达峰时水泥熟料年产量为16亿吨左右,按照当前的行业平均碳排放量系数折算,预测年碳排放量为13.76亿吨,占当前全国碳排放总量约(约102亿吨)13.5%。范永斌认为我国水泥碳排放峰值会在“十四五”期间到来。

        另外碳达峰和碳中和这两个目标要统筹考量。碳达峰峰值高低,取决于熟料产量峰值和当时的熟料排放系数,碳达峰峰值越低,则未来碳中和目标更容易实现,所以在碳达峰过程中,水泥行业整体对碳排放总量的控制力度决定了行业未来实现碳中和难度的高低。

        对此范永斌提出建议,根据我国水泥行业发展现状和未来发展趋势,应首先推动我国东部地区尽快达峰,为西部地区达峰腾出空间,这是由我国东西部地区不同经济发展水平决定。换句话说,我国东部和西部地区水泥行业,通过“错峰”达峰的方式,可以使得我国水泥行业碳排量曲线更加平缓,峰值总量保持相对低位,可为接下来行业实现碳中和打下较好基础。

        针对水泥行业碳达峰、碳中和实现路径问题,范永斌表示,就行业目前情况而言,较为可行的实现路径有六条:一是使用替代燃料,提高燃料替代率,有效减少化石能源;二是提高能效水平,通过节能减排技术进步和应用推广实现减排目标;三是提升水泥产品利用效率、减少水泥用量;四是开发低碳水泥,推广应用低碳水泥;五是优化调整水泥产品原材料结构,实现熟料替代,减少熟料用量;六是CCS、CCUS(碳捕集、利用、封存)技术推广应用及发展。

        能源替代方面,近期可以借助于我国大力施行的垃圾分类措施,用有热值的垃圾或生物质燃料替代传统化石燃料。未来也可以期待清洁能源技术的持续发展,推动水泥行业能源使用结构调整,从而降低碳排放。另外水泥企业也可以通过分布式光伏项目,在企业用电方面实现减碳目的。

        节能减排技术推进和应用推广方面,水泥企业可以依托二代水泥技术标准来提升改造生产线,提升能效实现减碳排放,其中包括高效粉磨技术推广(辊压机终粉磨技术),高效低阻旋风预热器、高能效分解炉及第四代冷却机技术装备的使用。相关研究结果显示,该路径从每吨熟料热耗、电耗方面,可帮助水泥行业降低约20%的碳排放,所以单凭我国水泥行业规模和生产线在国际上的领先地位便认定我国水泥行业减碳空间不大的判断是片面的。

        水泥产品利用效率的提升,可有效减少水泥产品的使用。目前我国建筑领域有关混凝土的现行标准规范还存有不科学的地方,应在保证混凝土性能的基础上,尽可能减少水泥用量,因此需要对相关的技术规范、施工规范、设计规范做进一步修订,提高水泥产品使用效率。另外,在工程管理上也需要在水泥利用效率上加强控制,通过更优、更细的管理促使水泥用量下降,这会给予水泥碳中和直接支持。

        CCS、CCUS(碳捕集、利用和封存)是国际公认的大规模直接减排技术,也被认为是我国碳中和目标实现的重要支撑。作为水泥熟料生产环节碳减排的“兜底”手段,未来,CCS、CCUS应会因为充当重要技术路径,为水泥行业碳中和做出重要贡献,为之前能够对其给予重视的企业提供价值回报。

        另外,水泥行业正在推动绿色智能化,这一过程将会催生许多不同的智能化能源管理辅助手段,比如通过智能化技术,来减少孰料煅烧过程的波动性,提高稳定性,从而达到减排效果。就碳达峰、碳中和而言,有效果但潜力有限。

        一直以来,水泥行业为国家经济发展做出了重要贡献,在基础原材料方面为国家建设提供重要支撑,但在实际发展过程中,也必须考虑生态环境问题,推动水泥行业绿色发展,需要水泥行业共同努力。水泥碳达峰、碳中和的目标压力势必会释放到各地方行业主管部门及各水泥企业,尤其作为目标落实末端的水泥企业,需继续强化减排意识,尽早制定企业减碳计划,以实际行动为水泥碳达峰、碳中和做出贡献。数字水泥网相信水泥行业可以完成好这份历史答卷。



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