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[独家]实干谦诚!水泥工业如何向低碳转型

2019/03/26 中国水泥网高级顾问高长明

2018年3月,国际能源署IEA、水泥可持续发展倡议行动组织CSI和世界可持续发展工商理事会WBCSD三家非营利性咨询机构发布了《2050水泥工业低碳转型技术路线图》(以下简称《路线图》)。这是继2009年三家第一次联合发布这种展望性预测报告以来的第二份报告,其重点内容为水泥工业应对全球气候变化的需要,如何向低碳转型的课题。......

  2018年3月,国际能源署IEA、水泥可持续发展倡议行动组织CSI和世界可持续发展工商理事会WBCSD三家非营利性咨询机构发布了《2050水泥工业低碳转型技术路线图》(以下简称《路线图》)。这是继2009年三家第一次联合发布这种展望性预测报告以来的第二份报告,其重点内容为水泥工业应对全球气候变化的需要,如何向低碳转型的课题。《路线图》对2030年和2050年,世界水泥工业技术发展的方向,及其低碳转型的技术途径与措施进行了详尽的分析研究,提出了向低碳转型的四大技术途径,预测了届时可能达到的结果。低碳转型的四大技术途径是:

  (一)提高水泥生产效率,降低水泥单位能耗(热耗+电耗),削减水泥单位碳足迹15%~20%。

  (二)大力发展协同处置技术,将各种可燃废弃物用作水泥窑的替代燃料,争取早日实现熟料生产对化石燃料的“零消耗”,使替代燃料对化石燃料的热量替代率TSR达到或接近100%,削减熟了单位碳足迹30%~40%。

  (三)降低水泥的熟料系数,研发混合材深加工技术,发挥混合材替代部分熟料的功能,少用熟料,多生产使用32.5水泥;同时研发各种新型混凝土外加剂,保障32.5水泥同样可以配制出高性能的和C30混凝土,削减混凝土的碳足迹15%~20%,并增强混凝土构筑物的吸碳效能。

  (四)研发应用碳捕集CCS技术。现今欧美水泥工业,已经兴起了对CCS技术争相研发,你追我赶的局面,以期进一步提高其效率,降低成本,早日达到可以投入商业运行的程度。预期在欧美2030年前这将能付诸实现,之后再向各国推广应用。2050年世界水泥工业碳捕集回收量将达到其总排放量的30%以上。意即单纯CCS这一项措施,将使水泥工业的二氧化碳排放量减少30%以上,加上前面三项措施后,其综合效果将会使全球水泥工业的碳足迹削减50%~60%。

  笔者的研究认同,《路线图》所提出的世界水泥工业低碳转型的大方向和技术途经是正确的,现实可行的,效果可期。唯其中第三项,建议多生产使用32.5水泥这个技术途径,虽然它适用于世界许多国家,但唯独完全不适用于中国。因为我国32.5水泥的用量占比已高达65%以上,不是像欧洲的20%和美国、日本的10%~13%那么低。所以从水泥工业技术发展大方向大趋势来考量,我国应该将32.5水泥用量占比大幅削减到30%左右为宜,而不是还要生产应用更多的32.5水泥。相反地,欧美国家则应逐步将32.5水泥用量占比,提升到30%左右的建议是正确的。。

  这是《路线图》的”失误”,似乎完全忽略了占世界水泥总产量58%的中国水泥工业的实际情况。作为一个补充或校正,在《路线图》原有数据的基础上,加上笔者所掌握的世界主要水泥生产国家的信息和技术资料,以及中国水泥工业的具体情况,通过审慎的分析研究和预测计算。兹将2030年和2050年,世界及中国水泥工业的八项重要指标的发展变化趋势及其结果数据,逐项预测,如F.1~F.8所示。

  1)水泥产量或消费量(F.1)

  2030年和2050年,世界水泥总产量将分别为42.5亿吨和46.9亿吨,2050年比2017年增加12.2%;中国则分别为15亿吨和7.5亿吨,相应地减少68.8%。因为这段时期在全世界范围内,水泥需求仍处于缓慢上升阶段,但是中国自2018年开始,水泥需求将逐渐趋于下行。

  F1 水泥产量的变化

  2)吨水泥二氧化碳排放量(F.2)

  2030年和2050年,世界水泥工业吨水泥二氧化碳排放量,将分别为0.471吨,和,0.348吨,2050年比2017年减少40.9%;中国则分别为0.433吨和0.267吨,相应地减少46.7%。可以看出,2050年,中国的这项指标,比世界均值先进不少,主要是得益于CCS技术在中国的发展应用较广。

  F2 最终吨水泥CO2排放量的变化

  3)熟料单位热耗(F.3)

  2030年和2050年,世界水泥工业熟料单位热耗,将分别为3845 kJ/kg和3619

  kJ/kg,2050年比2017年降低15.2%; 中国则分别为3360 kJ/kg和3110 kJ/kg,,相应地降低13.6%。同样2050年,中国的熟料单位热耗比世界均值先进不少,低13.9%,主要是熟料烧成技术装备已处于领先水平。

  F3 熟料单位热耗的变化

  4)水泥综合电耗(F.4)

  2013年和2050年,世界水泥综合电耗分别为88 kWh/t和80.5 kWh/t,2050年比2017年降低13.4%; 中国则分别为80 kWh/t和75 kWh/t,2050年比2017年降低16.7%。同样水泥综合电耗中国也处于世界领先水平。

  F4  水泥综合电耗的变化

  5) 水泥窑燃烧废弃物,对煤的热量替代率TSR% (F.5)

  2030年和2050年,世界TSR分别为15% 和30%,2050年比2017年增加24.4个百分点; 中国的TSR分别为25% 和70%,  2050年比2017年增加68.8个百分点。TSR比世界均值先进得多。

  F5   TSR %的变化

  6) 32.5水泥用量占比 (F.6)

  2030年和2050年,世界32.5水泥用量占比分别为21%和27%,2050年比2017年上升10.7个百分点;中国则分别为40%和30%,相应的下降35个百分点。这是中国逐步向国际先进看齐的结果。

  F6   32.5水泥用量占比变化

  7)二氧化碳捕集总量(F.7)

  2030年和2050年,世界水泥工业二氧化碳捕集总量分别为3吨和7吨,中国则分别为0.5吨和1.5吨。两者都是临近2030年才开始规模化商业化运行的,但中国发展较快,应用较广。

  F7  CO2捕集总量的变化

  8)二氧化碳捕集量占总排放量的比例(F.8)

  2030年和2050年,世界水泥工业二氧化碳捕集量占总排放量的比例,分别为13%和30%,中国分别为7%和43%。同样,中国比世界均值先进得多。

  F8  CO2捕集占总排放量%的变化

  根据上述八项指标的预测,并考虑到大型先进成套水泥装备制造供应等方面的性能质量和能力全面提升等因素后,可以预见,中国水泥工业达到世界领先水平,跻身世界一流水泥强国的时间,很可能介于2025~2030年之间。届时无需我们自我宣扬,世界也会心悦诚服地公认中国为水泥强国。

  但是,在这些预计指标正在逐步变成事实的过程中,我们不宜急于自我宣称,已经达到世界领先水平。有些话说得太过太早太频,笔者颇有察觉,其实这样说对我国水泥行业的国际声誉和形象,其整体与无形的效果,往往是适得其反,事与愿违的。顺便举一例为证:不知大家想过没有,例如在《路线图》撰写专家团队中,何以一位中国专家也没有?《路线图》提出多生产使用32.5水泥的建议时,怎么可能会“忽略”了中国的实际情况?如此权威的国际机构,众多专家在搜集资料、调研、编著、定稿的一年多整个过程中,难道竟然会把向中方咨询一声这事全都“遗忘”了?这能自圆其说吗?其中或有什么隐情与奥妙,岂不发人深思?所以我们需要全盘长远谋略,实干谦诚是根本,防止急躁。

  笔者坚信,我国届时一定能够将上述各项指标,以及装备制造水平方面的显著提升,圆满的付诸实现,用过硬的数据说话,胜利完成预测的目标。这是我国好几代水泥工作者,历时70~80年艰苦奋斗的硕果,更是中国水泥工业的百年凤愿!

(责任编辑:周程)

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