自“3060”雙碳目標提出以后,水泥行業積極響應國家政策,多方面發力推動碳減排。 水泥行業作為我國碳排放較大的行業之一,能否率先實現碳達峰碳中和,又該從哪些方面入手減碳呢?近日,筆者在與中國水泥網高級顧問賈華平交流過程中得到了顛覆性認知。
“碳達峰與碳中和是性質完全不同的兩個概念。”賈華平指出,碳中和是我們最終要達到的“碳歸零”目標,而碳達峰是在規劃方案,碳達峰值的確定要視國家發展和可能的減碳措施而定,它是在碳排放和基本建設中找一個“可以接受”的平衡點,碳達峰的時間是可以前后移動的。但是,碳達峰實現的越晚,碳中和的難度就越大。
水泥的消費總量是水泥行業碳排放量的決定性因素。賈華平表示,目前,我國水泥產量基本維持在一個穩定的水平,如果沒有很大的基建沖擊,再加上逐步采用的碳減排措施,水泥行業碳達峰的難度并不大,或者說水泥行業已經實現了達峰。然而,水泥是基礎建設的主要建筑材料,如果碳達峰值確定得過小、實現的過早,會影響到國家后續的發展。所以,如何把握國家基本建設與碳排放之間的關系非常重要。
水泥行業如何在實現碳達峰之后,進一步完成碳中和目標呢?賈華平在現有的水泥生產工藝上給出了三條減碳路徑,即:系統的節煤節電、燒成的“兩料”替代、水泥的低熟料生產。不過在他看來,這些減排方式都不能將水泥行業排放的二氧化碳中和到歸零,水泥行業若要完成碳中和目標,最終還離不開二氧化碳的ccus(捕集、利用、封存)。然而,ccus的投資和運行成本很高,水泥行業能否承受大有問題!賈華平指出,水泥行業要真正完成碳中和,如何降低ccus成本是一個關鍵!
那么,如何降低ccus成本呢,必須改變現有的水泥生產工藝。這里,賈華平指出了一種更適合碳中和的水泥熟料煅燒方式——懸浮煅燒。
賈華平在與中國水泥網交流時指出,回轉窯雖然為水泥技術的發展立下了汗馬功勞,但隨著環保要求、尤其是碳排放要求越來越高,回轉窯已經制約了行業發展。“現有的新型干法回轉窯工藝,在節煤節電、超低排放、碳減碳等方面已經沒有多大的潛力可挖了。如果不改變這種方式,水泥行業實現碳中和的難度極大”。賈華平直言,懸浮煅燒比回轉窯更能夠實現大幅度碳減排,是新形勢下較為合適的煅燒方式。
賈華平進一步表示,水泥生產的碳排放來源主要有三個:原料碳酸鈣的分解直接排放、燃料的燃燒直接排放和生產用電的間接排放。“根據理論推算和工業試驗,與新型干法預分解回轉窯工藝相比,懸浮煅燒在節煤節電方面都能提高20%左右”,這本身就是很好的碳減排措施。
賈華平透露,懸浮煅燒還有利于實現熟料的綠能(綠氫或電弧爐)煅燒,徹底解決燃燒碳排放,減小生產系統的ccus規模;更有利于實現碳酸鈣的離線分解,簡化ccus的過程,降低分解碳排放成本。
總體而言,賈華平認為,采用綠氫或電弧爐煅燒、碳酸鈣離線分解的懸浮煅燒生產的熟料,比新型干法回轉窯工藝熟料可降低50%左右的碳排放量,剩下50%的二氧化碳再通過ccus徹底解決,既實現了碳中和又不至于成本難以承受。
水泥企業節能、降碳不僅是成本問題,更是生死問題。