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产业/工业, 房地产
作者:黄晴淇
编辑:刘欢 2021-06-09 18:35
[亿欧导读]

中国建筑材料联合会倡议水泥行业于2023年率先实现碳达峰。因此,水泥行业作为建材子版块的碳排放大户,行业低碳转型成为未来发展的必要趋势。本文将针对水泥行业的减排路径进行详解。

水泥建筑

题图来自“收费图库”

一、水泥行业是排碳巨兽

根据中国建筑节能协会发布的《中国建筑能耗研究报告(2020)》,建筑全过程可分为以下四个组成部分:建材生产和运输、建筑施工、建筑运行以及建筑拆除。

2018年,建材生产阶段占全国能源碳排放比重达到28.3%,水泥作为建材工业子行业产生了超过80%的碳排放量。因此,商业建筑想要实现“双碳”目标,还需进行源头减量,积极采用环保材料,建立绿色供应链。同时,建筑行业也将倒逼水泥企业低碳转型:推进发展新型环保水泥,普及应用碳捕集技术,以及加快融入碳交易体系。

二、“碳中和”背景下,水泥行业面临更加严格的政策管控

对于水泥行业碳排放的政策调控,并不是近期才开始实施。早在2015年,政府就提出了行业内供给侧改革的政策。错峰生产、价格管控、产能置换等政策手段相继实施。然而,当前水泥行业的碳排放量仍然占据较大比重。

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三、水泥行业的减排路径

水泥产业(全流程)的碳排放主要来源于熟料生产的过程。根据麦肯锡数据,石灰石煅烧过程中产生的碳排放量约占全生产过程碳排放总量的55%,而化石燃料高温燃烧的过程将排放40%的二氧化碳,总计熟料生产阶段的排放量占据全生产过程碳排放量的95%。因此,想要实现2023年碳达峰的目标,时间紧任务重,水泥行业主要采用以下5类排碳途径:

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1. 严格控制产能,提升生产效率

水泥行业当前仍处于产能过剩的状态,平均产能利用率为76%。因此,去产能、控产量成为行业减排的重要抓手。《水泥玻璃行业产能置换实施办法(修订稿)》要求重点区域实施水泥熟料产能置换,置换比例为2:1,非重点区域则要求1.5:1。换言之,在环境敏感区,每建设1吨新增产能须关停退出2吨落后产能。且用于建设项目置换的产能必须在建设项目投产前关停、投产一年内拆除退出。这项政策既控制了新增产能,又一定程度地达成了总体去产能的目标,加速中国水泥行业的供给端改革。

2. 原料和燃料替代

原料替代:目前水泥行业原料替代有两种方案。

(1)采用工业废渣替代:水泥行业的主要原料为石灰石,政府鼓励采用非碳盐酸原料(电石渣、造纸污泥、脱硫石膏、粉煤灰、 冶金渣尾矿等工业废渣和火山灰)替代石灰石。依据《经济日报》数据,如果以60%的替代率进行核算,以硅钙渣替代30%左右石灰石原料,单位熟料CO排放量约为425kg/t.cl,比常规生产单位熟料碳排放量降低约95kg/t.cl;以钢渣替代15%左右石灰石质原料,单位熟料CO排放量约为475kg/t.cl,比常规生产时碳排放量降低约45kg/t.cl。众多头部企业,例如华新水泥已经积极采用工业废渣替代原料生产。

(2)积极研发推广环保水泥:例如英国Novacem公司的环保吸碳水泥,将材料中的碳酸钙或石灰岩换成镁硅酸盐,每生产一吨水泥,只排放0.5吨的二氧化碳。国内也正在绿色低碳水泥领域进行研发,南京工业大学以及湖北大学等高校已经掌握低碳水泥相关技术。但是,水泥行业整体体量大,单体规模小,绝对价格低,行业内难以承受大幅提升的减排成本。因此,环保水泥的广泛应用仍然依靠政策调控以及技术成熟降低成本。

燃料替代:现阶段,煤炭仍是石灰石煅烧使用的主要燃料源。“煤改气”虽能显著降低碳排放强度,但是企业仍然面临“高成本”的巨大压力。其他燃料替代手段例如生物质发电、城市固体垃圾发电、制取富氧助燃等方式已经被少数龙头企业采用,成为当前的重要降耗手段。

海螺水泥为例,该公司利用了余热发电技术降低能耗,并采用各类工业废渣进行熟料替代,实现了二氧化碳减排1449.7万吨/年。

3. 加大水泥窑协同处置力度

水泥窑协同处置是一种废弃物的处置手段,意指将经过预处理后满足条件的固体废物投入水泥窑并进行无害化处理。近年来,国家发布了多项利好政策鼓励水泥企业发展水泥窑协同处置项目。

例如在《建筑材料工业二氧化碳排放核算方法中》,具备该类资质的水泥企业将得到附加的环保资产的价值。因此,近几年,中国水泥窑协同处置危废项目数量呈现爆发式增长,对城市减排以及资源再利用做出了贡献。

4. 碳捕集技术

水泥行业碳排放量巨大,依据国际能源署发布的2020年水泥行业技术路线图预计,碳捕集是水泥产业减排的最终方法,到2050年,仍有剩余48%的水泥碳排放量需要依靠碳捕集技术,将生产端的高浓度二氧化碳进行捕集储存,进行二次利用。当前碳捕集技术成本较高,中国仅少部分水泥企业进行了资源投入。据悉,“泥茅”海螺水泥已于2018年10月建成了世界首个水泥窑烟气二氧化碳捕集纯化示范项目,实现了二氧化碳二次利用。未来随着技术进步,该项技术预计会实现广泛运用。

5. 水泥“碳交易”加速行业进行供给侧改革

根据《碳排放权交易管理办法(试行)》,“十四五”期间将加快碳交易市场的建设,其中水泥行业或被优先纳入。碳排放配额分配包括免费分配和有偿分配两种方式,初期将以免费分配为主,并将逐步扩大有偿分配比例。水泥企业将面临一定的成本压力。碳排放交易体系的建立有利于水泥行业中长期供给侧的把控,同时将加速水泥行业积极实施减排手段,向“双碳”推进。

结语:

紧跟国家战略步伐,建筑行业应当关注全生命周期排放,其中重点关注建材生产阶段下的水泥行业。随着水泥“碳交易”时代来临,水泥行业将加速供给端改革。未来预计水泥行业的集中度将进一步提高:头部企业提前布局产线升级,进行能效优化。同时,碳捕集技术以及碳交易将增加企业成本,加速落后企业出清。跟随“碳中和”的政策脚步,我们期待水泥行业的深度减排贡献。


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