水泥工业必须通过排碳数量、减碳角色这两大转型齐头并进完成重大历史责任与义务。......
中国水泥网高级顾问高长明认为，当前水泥工业必须通过排碳数量、减碳角色这两大转型齐头并进完成重大历史责任与义务。
水泥工业碳中和的课题，欧美先进国家已经研讨探索实践了近20年，我国也有3~4年了。如何才能有效的大幅削减单位水泥的二氧化碳排放量，既要不影响水泥的使用性能和运作方便，还要保持比较低廉的水泥生产成本。经历了约20年的探索与实践，这个问题现今国际上已获得了明确而具体的共识。在维持水泥强度和性能不变的前提条件下, 全球水泥界普遍认为有5条有效的水泥工业减碳技术路径。下面我就以2021年我国单位水泥碳排放量610 kgCO2/t.c.为基准。测算出2050年这5条减碳路径可以达到的减碳效果。
减碳路径1是针对水泥的工艺碳排放：就是少用碳足迹最高的熟料（935 kgCO2/t.cl.）和高标号水泥，多用碳足迹低的32.5水泥（~600 kgCO2/t.c.）; 研发推广采用碳足迹最低的绿色低碳新型胶凝材料 SCMs (300~500 kgCO2/t.c.) ; 降低熟料系数CF到0.50以下；32.5水泥在水泥总消费量中的占比由23%上升到40%，LC3、SCMs等占比由3%上升到25%（这个任务比较艰巨），42.5水泥占比由48%下降到20%，525水泥占比由26%下降到15%。其减碳效果可达182kgCO2/t.c. ，占2021年单位水泥总碳排放量610 kgCO2/t.c.的30%。
减碳路径2是针对水泥的燃烧碳排放：就是采用可燃废弃物100%替代化石燃料煆烧熟料;将熟料单位热耗降到最低(600 kcal/kg.cl.); 研发氢能替代化石燃料。其减碳效果可达140kgCO2/t.c., 占总量的23%。
减碳路径3是针对水泥的电耗碳排放：就是将水泥单位电耗降到最低(60kWh/t.c.); 提高余热发电效率(40kWh/t.cl.以上); 水泥厂自备光伏电风电+储能系统, 给本厂提供零碳电能。 其减碳效果可达61kgCO2/t.c.,占总量的10%。
上述减碳路径1+2+3的实现必须依靠水泥工业自己的努力来完成。到2050年，预测这三条路径的减碳效果可达383kgCO2/t.c., 占总量的63%.
减碳路径4是计入水泥构筑物和水泥制品的碳汇功能, 全生命周期按100年计算(100kgCO2/t.c.) 。其减碳效果可达100kgCO2/t.c., 占总量的16.4%.
减碳路径5是采用包圆兜底的办法，水泥厂最后排放的二氧化碳采用CCUS技术将其全部捕集利用或储存起来。保证水泥工业达到零碳排放，实现碳中和。其达到碳中和所需的CCUS为127kgCO2/t.c.,占总量的20.6%。
实践表明，这些减碳技术路径都具有很强的针对性，虽然它们效率尚待提高成本还需要降低。但目前总体上还算比较经济实用可行，效果尚可接受。当然,我们在科技研发与创新方面首先要付出艰苦奋斗和坚持不懈的努力，不断的改进提高，才有可能达到上述的预期目标。所以我们还有许多研发攻关的工作要做，丰硕的成果决不可能是轻易得来的。
其实CCUS技术和水泥工艺之间并没有直接的关联。最初国际上，水泥厂是从其他行业将其移植过来的。然而近几年，成功创造了一种水泥厂和化工厂联合组成的利用二氧化碳生产人造燃料和化学制品的碳中和联合体CCF/CNC。现在国际上和我国都在大力推进开拓二氧化碳利用的研发工作，正孕育着新的突破，把二氧化碳变害为利可以期待。
我国水泥工业在这5条减碳技术路径领域，无论在科技、经济、人才、实力等各方面都具有较坚实的基础，只要通盘科学部署得当，水泥工业2050年实现碳中和是大概率事件。
编辑：余丹丹
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