水泥行業減碳新賽道：從被動減排到主動“碳”尋商機
【谷騰環保網訊】當我們談水泥時，我們在談些什么？
“是環保。”在金隅集團黨委宣傳部負責人看來，在“雙碳”目標的推動下，水泥行業正經歷從環境壓力源頭到綠色低碳轉型踐行者的角色轉變。
而這一轉變，在水泥行業納入全國碳排放權交易市場（以下簡稱全國碳市場）管控范圍之后，在減碳這條新賽道開啟了加速鍵。
圖為天津金隅振興環保科技有限公司。資料圖
關鍵：原料燃料端減碳
“納入全國碳市場后，預計未來水泥企業的原燃料（原料和燃料的簡稱）替代比率將顯著提升。”金隅集團環境保護管理部雙碳管理人員孫立勛在接受本報記者記者采訪時預測道。
以替代燃料為例，過去水泥企業應用替代燃料的主要考量因素是煤炭價格。當煤炭價格較高時，替代燃料具有較高的經濟性，水泥企業應用替代燃料的積極性則會更高，反之亦然。納入全國碳市場之后，企業會綜合考慮碳價因素，即使在煤炭價格較低時，面對替代燃料的節煤和降碳雙重收益，企業對替代燃料的接受度也會進一步提高。
據了解，水泥企業的二氧化碳排放主要來源于熟料生產過程，全國碳市場核查也主要聚焦水泥熟料生產過程中的化石燃料燃燒排放和過程排放。可以說，水泥熟料生產過程，不僅是降碳的核心所在，更是水泥行業具有“環保”底色的原因。
《企業溫室氣體排放核算與報告指南 水泥行業》（以下簡稱《指南》）明確了水泥熟料生產階段原燃料替代的來源。其中，在熟料生產中被用作熱源以替代傳統化石燃料的可燃物，主要來源為城市固體廢物、工業廢物及副產物、生物質等。
通過技術和裝備的升級改造，水泥企業可在資源化處置危廢、固廢的同時，更充分地利用其潛在熱量，減少生產過程中的煤炭使用量，實現燃料替代。
2024年，天津金隅振興環保科技有限公司（以下簡稱金隅振興）就通過廢紡和生物質燃料替代原煤，實現了25.13%的燃料替代率，年可減少碳排放1.74萬噸，降低燃料成本700萬元。
圖為天津金隅振興環保科技有限公司水泥窯協同處置固廢生產線。資料圖片
在原料替代方面，據金隅振興經理郭清芳介紹，公司主要使用粉煤灰渣替代鋁礬土、赤泥替代鐵礦石、氟化鈣污泥替代石灰石。2024年，實現原料替代率6.18%，年降低原料成本400萬元。
根據《指南》，生產一噸硅酸鹽水泥熟料的過程碳排放是0.535噸。如果一家水泥企業按照一萬噸硅酸鹽水泥熟料計算，過程碳排放為5350噸。假如其中使用了400噸氟化鈣污泥作為替代原料，按照氟化鈣污泥扣減系數0.375計算，可減少碳排放150噸。這家水泥企業總體的過程碳排放就變為5200噸，減碳效益明顯。
突破：技術創新升級
通過原燃料替代，2024年，金隅振興在天津碳交易市場出售天津市碳配額21萬噸，獲得收益694.78萬元。不過，對那些附近沒有太多替代原燃料資源的水泥企業來說，以這兩種方式減碳，還要對比購碳成本，綜合衡量其經濟性。
“現在的水泥生產工藝，決定了煤炭和石灰石的消耗在短期內不可避免。因此，對替代資源稟賦差以及達到規定替代量限度的企業，會整體面臨減碳瓶頸期。”孫立勛說，長期來看，水泥行業要想持續減碳，還要在技術創新、能源結構優化和產業升級改造等方面作出更大努力。
以技術創新為例，在安徽海螺水泥股份有限公司（以下簡稱海螺水泥）的白馬山水泥廠，利用水泥熟料生產過程中產生的二氧化碳作為氣肥，種植的桃太郎番茄外觀靚麗、果實均勻，而且吃起來皮薄肉厚、沙瓤多汁，酸甜可口。在水泥窯碳捕集純化利用示范項目技術的加持下，當地水泥廠的員工時常能品嘗到古早沙瓤番茄的美味。
圖為安徽海螺集團旗下白馬山水泥廠建成了世界首條水泥窯煙氣二氧化碳捕集裝置。裝置依托廠區日產5000噸新型干法生產線，對水泥窯煙氣進行二氧化碳捕集純化，可年產5萬噸液態二氧化碳（其中食品級3萬噸，工業級2萬噸）。黃勇攝
據海螺水泥黨委宣傳部負責人黃勇介紹，白馬水泥廠這一項目已穩定運行多年。項目主要采用化學吸收法這一核心技術，通過工藝加工和精餾，可得到純度為99.9％工業級二氧化碳產品和99.99％食品級二氧化碳產品，年可捕集純化二氧化碳達5萬噸，用于園區內桃太郎、紅櫻桃等各類番茄品種種植。
金隅集團也在北京金隅北水環保科技有限公司建成并投運一套復雜煙氣條件下10萬噸/年二氧化碳捕集、封存及資源化利用科技示范項目。可通過水泥窯煙氣捕集生產純度為99.99%的食品級液態二氧化碳產品和食品級干冰產品。
據悉，金隅集團還在多個水泥廠進行產能置換，能源利用水平大幅提高。“一般日產2000噸左右的水泥窯，生產一噸水泥熟料的煤耗一般在110千克標煤以上，我們通過產能置換之后，新建的水泥窯產線熟料標煤耗大約在80千克—90千克。”孫立勛說，“煤耗下降了，碳排放自然也會減少。”
布局：新能源廣泛應用
在水泥熟料企業的總體成本中，能源成本占比一般在50%以上。
以金隅振興為例，2024年，公司用電量達4690.388萬kW·h，平均電價0.718元/kW·h（含輸配容需量電費與功率因數調整電費）。郭清芳說：“公司用電成本高，對公司利潤空間造成較大擠壓。”
如何在降本的同時能夠實現降碳？新能源已成為水泥企業的必然選擇。
走進海螺水泥濟寧有限公司（以下簡稱濟寧水泥），只見道路干凈整潔，廠內果樹、杏樹、桃樹等綠樹成蔭，宛如公園又似果園。在廠區中心，還聳立著一座100多米高的風電機組，其下方成片的太陽能光伏板被綠樹環繞。園區內還配套建有一座垃圾焚燒發電廠和一座生物質氣化補充熱能發電廠。
圖為海螺水泥濟寧有限公司內部的新能源設備。中環報記者喬建華攝
“公司布局了光伏、風電、垃圾焚燒發電、生物質發電、余熱發電。這五大發電方式可以確保整個工廠用的電都是綠色的。”濟寧水泥一位負責環保工作的人員告訴本報記者，由于光伏、風電發電波動大，濟寧水泥還設計了一套可實現自我調控負荷、保護和管理的智慧系統，通過參數分析、設計合理的負荷平衡控制系統，可自動有效對各種電力進行調峰。因企業實現了用電自由，被中國建筑材料聯合會評為首個零外購電水泥廠。
目前，濟寧水泥通過使用綠色能源，不僅節省了購電支出，每年還可減少二氧化碳排放4萬噸—5萬噸。這些環境和經濟效益對水泥熟料生產企業來說，是看的見的實實在在的收益。
據介紹，目前，金隅振興也已引入第三方投資建設新能源項目，希望采用自發自用、余電上網模式，打造綠色零碳園區，為實現全綠電、零購電廠區的目標筑牢基礎。預計2026年項目建成后，每年風力發電量預計達2400萬千瓦時，有效降低外購電比例，在節約用電成本的同時，年可減少碳排放量1.45萬噸。
金隅集團黨委宣傳部負責人感慨道：“無論是原料燃料替代、技術創新升級，還是新能源的廣泛應用，其共同指向都愈發清晰——越是環保低碳，越能降本增效。未來，碳市場還將釋放‘碳價值’紅利。這無疑是水泥企業加速綠色低碳轉型征程的強勁東風。水泥企業應積極把握‘雙碳’目標帶來的機遇，加速綠色低碳轉型，實現經濟效益與環境效益的雙贏。”
值得注意的是，目前，碳市場核算不包括間接排放。也就是說，新能源的使用帶來的減排不計入碳核算內。
“盡管目前間接排放不納入碳核算，但如果相關政策改變，綠電、綠證可以進入碳市場交易，對水泥企業來說，布局新能源不僅是企業未來碳履約成本的潛在變量，更是提升綠色低碳競爭力的重要舉措。”中國建筑材料聯合會科技總監、副秘書長石紅衛在接受本報記者采訪時說。
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