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水泥行业碳减排潜力及技术路径探讨

来源:徐荣 日期:2024-05-14 访问量:1052 次

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  我国二氧化碳排放量约105亿吨,主要来自于工业生产活动,其中碳排放前三大行业火电约占50%,钢铁约占15%,水泥约占14%。在国家提出2030年碳达峰,2060年碳中和的大背景下,水泥行业急需碳减排技术予以支撑。

     从行业角度来看,火电和钢铁碳排放主要来自燃料燃烧。火电通过增大风电、光伏、核电、水电等比例,钢铁通过技术革新及废旧钢铁利用实现碳减排的难度较小。而水泥行业54%的碳排放来自于石灰石的分解,碳减排难度更大。

    从3060规划角度来看,水泥行业因经济规律通过产量不增加实现碳达峰较为容易,但到2060年实现碳中和则有很长的路要走。

水泥碳排放解析

    水泥生产过程中的碳排放,能源活动排放超过35%,工业过程排放超过60%,间接排放5%以内。吨熟料二氧化碳排放量约860公斤,吨水泥二氧化碳排放量约597公斤。根据全球气候协定,将全球气温控制在较工业化前升高2℃以内的目标,吨水泥的碳排放要求值为520-524公斤,我国目前吨水泥的碳排放高了73-77公斤,减排道阻且长。

水泥行业碳减排路径

  1. 能效提升。通过提升热能利用效率及余热回收利用效率来降低单位产品能耗。
  2. 替代原燃料。包括:使用电石渣等固废替代石灰石生产熟料;利用机械、碱、水热激发扽措施制备低碳辅助性胶凝材料复合熟料制备低碳水泥甚至于零碳水泥;降低熟料比例;使用生物质、固体废物衍生燃料等替代燃料及氢能、太阳能等替代能源等。
  3. 工业流程改造。包括:智能化改造,碳捕捉、存储、利用,富氧燃烧等。
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CEMEX高温太阳能零排放新工艺水泥生产线示意图

路经评估

    目前来看,超前部署碳捕集、碳存储及CO2制烯烃等技术目前存在难度高、投资大,至少现阶段干不起且解决不了根本问题。但该技术的减排潜力最大,可占水泥行业减排潜力的66%。

    替代燃料,占整个水泥行业减排潜力的24%,能效提升和熟料替代潜力约占10%。而这两项技术领域是目前水泥企业较为容易实现的。在国内外众多企业均得到了验证。

    以“碳得先机 绿见未来”为主题的“第六届水泥窑协同处置废弃物与固废替代原燃料技术交流大会”即将于7月下旬在厦门召开。此次会议聚焦替代原燃料技术、危固废协同处置经验分享交流,主办方诚挚邀请您届时参会交流,共同探索碳减排及提质增效路径。

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