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【轉載】水泥行業碳達峰、碳中和實現路徑

瀏覽次數: 發布時間:2021-01-12 15:20:22

摘要:針對水泥行業碳達峰、碳中和實現路徑問題,范永斌表示,就行業目前情況而言,較為可行的實現路徑有六條:一是使用替代燃料,提高燃料替代率,有效減少化石能源;二是提高能效水平,通過節能減排技術進步和應用推廣實現減排目標;三是提升水泥產品利用效率、減少水泥用量;四是開發低碳水泥,推廣應用低碳水泥;五是優化調整水泥產品原材料結構,實現熟料替代,減少熟料用量;六是CCS、CCUS(碳捕集、利用、封存)技術推廣應用及發展。

碳達峰、碳中和成了2021開年熱詞。所謂“碳達峰”,簡言之就是二氧化碳的排放不再增長,達到峰值之后再慢慢減下去;針對排放的二氧化碳,要利用能源革命、節能減排、植樹綠化等各種方式全部抵消掉,這就是“碳中和”。

2020年9月,在第七十五屆聯合國大會上,中國向世界鄭重宣布將提高國家自主減排貢獻力度,二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。2020年12月,中央經濟工作會議確定2021年要抓好八項重點任務,其中就包括做好碳達峰、碳中和工作。在做好碳達峰、碳中和工作方面,會議從根本和源頭上做出部署,明確加快調整優化產業結構、能源結構,以及大力發展新能源,繼續打好污染防治攻堅戰等。

10年實現碳排放達峰、40年實現碳中和,任務艱巨、時間緊迫。對標歐盟在上世紀90年代二氧化碳排放達到45億噸的峰值、美國在2007年達到59億噸左右的峰值,預測中國二氧化碳排放峰值將達到106億噸左右,是歐盟的2.4倍,美國的1.8倍;按照歐盟本世紀中葉實現碳中和目標,其碳達峰至碳中和歷經60年,而我國從碳達峰到碳中和的時間僅有30年。

“十四五”新建的高碳項目,其排放將延續到2050年前后,給實現2060年碳中和目標帶來巨大壓力,還會壓縮未來20年至30年低碳技術的發展空間。我國面臨比發達國家時間更緊、幅度更大的減排要求。由此可預見,各地和各相關重點行業主管部門在研究部署“十四五”規劃方案把落實碳達峰工作作為重要任務,把應對氣候變化作為推動實現高質量發展的重要抓手,將成為大概率事件。

近日,生態環境部部長黃潤秋明確表示已啟動碳達峰行動方案的編制工作。2021年1月5日,生態環境部發布了《碳排放權交易管理辦法(試行)》。2021年,我國10年碳達峰,40年碳中和的履諾征程已經開啟。

工業是碳排放重要領域,工業低碳減排對全國實現碳達峰的目標至關重要。火電、鋼鐵、水泥、有色、石化、化工、煤化工等行業的二氧化碳排放量占全國總排放量的80%左右,受到碳達峰目標的約束具有必然性。近期工信部就做出從2021年開始,圍繞碳達峰、碳中和目標節點,堅決壓縮粗鋼產量,確保粗鋼產量同比下降的決定。全國碳排放交易市場發電行業第一個履約周期也已正式啟動。

2021年針對鋼鐵、電力行業的碳達峰行動已經開始,那么水泥行業迎來碳達峰目標約束則只是時間問題。數字水泥網從工業和信息化部獲悉,根據我國碳達峰、碳中和目標節點,工信部今年將實施工業低碳行動和綠色制造工程,并制定鋼鐵、水泥等重點行業碳達峰行動方案和路線圖。

為了更好更快適應已經在路上的相關政策要求,水泥企業如何在“穩增長、調結構、促創新、增效益”的供給側結構性改革中,通過科學制定適合本單位并適配于行業碳達峰、碳中和目標約束的行動方案和路線圖,為自身實現降低排放和能耗的技術改造爭取時間,為未來發展做好充分準備,則顯得尤為必要。

據有關資料介紹,2015年巴黎協議的攝2度協議(2DS)約定,全球水泥業必須在2050年達到碳中和的目標,也就是2030年必須要達成減碳百分之四十。據中國水泥協會副秘書長范永斌介紹,目前,我國水泥熟料碳排放系數(基于水泥熟料產量核算)約為0.86,即生產一噸水泥熟料將產生約860公斤二氧化碳,折算后我國水泥碳排放量約為597kg。與巴黎協議的攝2度(2DS)協議要求相比仍然偏高,巴黎協議的攝2度(2DS)協議要求每生產一噸水泥,二氧化碳排放量必須降到520到524公斤之間。因此,要完成巴黎協議2050年的終極目標,我國水泥行業需要抓緊時間并為此付出巨大努力。

水泥碳達峰首先要預判達峰時間點和峰值,水泥碳達峰的峰值主要取決于水泥熟料產量。據預測,我國水泥行業碳達峰時水泥熟料年產量為16億噸左右,按照當前的行業平均碳排放量系數折算,預測年碳排放量為13.76億噸,占當前全國碳排放總量約(約102億噸)13.5%。范永斌認為我國水泥碳排放峰值會在“十四五”期間到來。

另外碳達峰和碳中和這兩個目標要統籌考量。碳達峰峰值高低,取決于熟料產量峰值和當時的熟料排放系數,碳達峰峰值越低,則未來碳中和目標更容易實現,所以在碳達峰過程中,水泥行業整體對碳排放總量的控制力度決定了行業未來實現碳中和難度的高低。

對此范永斌提出建議,根據我國水泥行業發展現狀和未來發展趨勢,應首先推動我國東部地區盡快達峰,為西部地區達峰騰出空間,這是由我國東西部地區不同經濟發展水平決定。換句話說,我國東部和西部地區水泥行業,通過“錯峰”達峰的方式,可以使得我國水泥行業碳排量曲線更加平緩,峰值總量保持相對低位,可為接下來行業實現碳中和打下較好基礎。

針對水泥行業碳達峰、碳中和實現路徑問題,范永斌表示,就行業目前情況而言,較為可行的實現路徑有六條:一是使用替代燃料,提高燃料替代率,有效減少化石能源;二是提高能效水平,通過節能減排技術進步和應用推廣實現減排目標;三是提升水泥產品利用效率、減少水泥用量;四是開發低碳水泥,推廣應用低碳水泥;五是優化調整水泥產品原材料結構,實現熟料替代,減少熟料用量;六是CCS、CCUS(碳捕集、利用、封存)技術推廣應用及發展。

能源替代方面,近期可以借助于我國大力施行的垃圾分類措施,用有熱值的垃圾或生物質燃料替代傳統化石燃料。未來也可以期待清潔能源技術的持續發展,推動水泥行業能源使用結構調整,從而降低碳排放。另外水泥企業也可以通過分布式光伏項目,在企業用電方面實現減碳目的。

節能減排技術推進和應用推廣方面,水泥企業可以依托二代水泥技術標準來提升改造生產線,提升能效實現減碳排放,其中包括高效粉磨技術推廣(輥壓機終粉磨技術),高效低阻旋風預熱器、高能效分解爐及第四代冷卻機技術裝備的使用。相關研究結果顯示,該路徑從每噸熟料熱耗、電耗方面,可幫助水泥行業降低約20%的碳排放,所以單憑我國水泥行業規模和生產線在國際上的領先地位便認定我國水泥行業減碳空間不大的判斷是片面的。

水泥產品利用效率的提升,可有效減少水泥產品的使用。目前我國建筑領域有關混凝土的現行標準規范還存有不科學的地方,應在保證混凝土性能的基礎上,盡可能減少水泥用量,因此需要對相關的技術規范、施工規范、設計規范做進一步修訂,提高水泥產品使用效率。另外,在工程管理上也需要在水泥利用效率上加強控制,通過更優、更細的管理促使水泥用量下降,這會給予水泥碳中和直接支持。

CCS、CCUS(碳捕集、利用和封存)是國際公認的大規模直接減排技術,也被認為是我國碳中和目標實現的重要支撐。作為水泥熟料生產環節碳減排的“兜底”手段,未來,CCS、CCUS應會因為充當重要技術路徑,為水泥行業碳中和做出重要貢獻,為之前能夠對其給予重視的企業提供價值回報。

另外,水泥行業正在推動綠色智能化,這一過程將會催生許多不同的智能化能源管理輔助手段,比如通過智能化技術,來減少孰料煅燒過程的波動性,提高穩定性,從而達到減排效果。就碳達峰、碳中和而言,有效果但潛力有限。

一直以來,水泥行業為國家經濟發展做出了重要貢獻,在基礎原材料方面為國家建設提供重要支撐,但在實際發展過程中,也必須考慮生態環境問題,推動水泥行業綠色發展,需要水泥行業共同努力。水泥碳達峰、碳中和的目標壓力勢必會釋放到各地方行業主管部門及各水泥企業,尤其作為目標落實末端的水泥企業,需繼續強化減排意識,盡早制定企業減碳計劃,以實際行動為水泥碳達峰、碳中和做出貢獻。數字水泥網相信水泥行業可以完成好這份歷史答卷。

來源:數字水泥 網


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