（环境工程专业论文）利用cdm促进水泥行业资源综合利用的研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第t 页 摘要 水泥行业一直是高污染、高耗能行业，也是二氧化碳排放大户。水泥行业开发 申请c d m 项目，将会为其带来良好的环境效益和显著的经济效益。但目前国内水泥 行业c d m 项目绝大多数为余热发电项目，鲜有资源综合利用项目，如燃料替代、原 料替代、添加混合材。项目数量偏少且减排类型单一。因此，我国对水泥企业开发 资源综合利用领域c d m 项目的研究工作还处于起步阶段。 在对水泥行业c d m 项目开发现状进行研究的基础上，基于水泥行业的自身特点， 探讨了水泥企业参与c d m 项目的意义、水泥行业c d m 项目的开发潜力，得出燃料替 代、原料替代、添加混合材方向的c d m 项目开发潜力巨大，从而为水泥企业选择项 目类别，开发适合自身条件的c d m 项目提供理论指导。 针对水泥行业的特点，按余热发电、燃料替代、原料替代、添加混合材，分类 归纳出适于水泥行业c d m 项目开发的相关方法学，同时结合具体的方法学a c m 0 0 1 5 “水泥窑水泥熟料生产中使用不含碳酸盐的原料 ，探讨了水泥行业c d m 方法学中基 准线设置、额外性论证等关键问题，给出了合理的设置方法和论证步骤，为水泥企 业选择适合自身特点的方法学进行c d m 项目的开发提供建议。 本文以“四川某建材集团有限公司利用电石渣替代石灰石生产水泥熟料”c d m 项目为例，系统讨论了c d m 应用于水泥行业资源综合利用领域的关键问题，从基准 线和监测方法学应用、项目活动期限减排额计入期、环境影响等方面进行了详细的 分析与讨论。通过e x c e l 编写的减排量计算程序软件，得出该原料替代c d m 项目年 减排c o 。2 8 5 万吨，每年消纳电石渣共计6 3 2 万吨，节约石灰石8 4 6 8 万吨。通 过该案例的应用研究，为我国水泥企业利用c d m 项目促进资源综合利用提供了实际 参考，同时从项目开发流程，选择方法学等方面，为水泥企业如何开展c d m 提供指 导和借鉴。 关键词：清洁发展机制；资源综合利用；水泥行业；方法学 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 1 页 a b s t r a c t c e m e n ti n d u s t r yh a sb e e nah i g hp o l l u t i o n ，h i g he n e r g y - c o n s u m i n gi n d u s t r ya sw e l l a sal a r g ec a r b o nd i o x i d ee m i t t e r c d mp r o j e c td e v e l o p m e n ti nt h ec e m e n ti n d u s t r yw i l l b r i n ge n v i r o n m e n t a lb e n e f i t sa n ds i g n i f i c a n te c o n o m i cb e n e f i t st ot h i si n d u s t r y b u tm o s t o ft h ed o m e s t i cc d m p r o je c t si nt h ec e m e n ti n d u s t r ya r et h ew a s t eh e a tp o w e rg e n e r a t i o n p r o je c t s ，o n l yf e w a r er e s o u r c e c o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o np r o je c t s ，s u c ha sf u e la n dr a w m a t e r i a ls u b s t i t u t i o n i n c r e a s i n gt h eb l e n d t h en u m b e ro ft h e s ep r o j e c t si sr e l a t i v e l y s m a l la n dt h et y p eo fe m i s s i o nr e d u c t i o ni sv e r yl i m i t e d t h e r e f o r e ，t h er e s e a r c ho nc d m p r o je c td e v e l o p m e n ti nt h ef i e l do fc o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no f r e s o u r c e si nt h ec e m e n t i n d u s t r yi nc h i n a i ss t i l li ni t si n f a n c y 1 1 1 i sa r t i c l ed i s c u s s e st h es i g n i f i c a n c eo fc e m e n te n t e r p r i s e st op a r t i c i p a t ei nc d m p r o je c t sa n dt h ep o t e n t i a lo fc d mp r o je c td e v e l o p m e n ti nt h ec e m e n ti n d u s t r y , b a s e do n t h er e s e a r c ho nt h es t a t u so ft h ec d mp r o je c td e v e l o p m e n ti nc e m e n ti n d u s t r ya n dt h e c e m e n ti n d u s t r y so w nc h a r a c t e r i s t i c s i tc o n c l u d e st h a tt h ec d m p r o j e c td e v e l o p m e n ti n t h ef i e l d so ff u e ls u b s t i t u t i o n 、r a wm a t e r i a ls u b s t i t u t i o na n di n c r e a s i n gt h eb l e n di sf u l lo f p o t e n t i a lr o o mf o rg r o w t h i nt h i sw a y , i tp r o v i d e st h et h e o r e t i c a lg u i d a n c ef o rc e m e n t e n t e r p r i s e st os e l e c tp r o p e rt y p eo fp r o j e c t sa n dd e v e l o pc d mp r o j e c t sb a s e do nt h e i r o w nc o n d i t i o n s w i t ht h er e g a r dt ot h ed i s t i n c tc h a r a c t e r i s t i c so ft h ec e m e n ti n d u s t r y , t h i sa r t i c l e s u m m a r i z e st h er e l a t e dm e t h o d o l o g i e si n c l u d i n gw a s t eh e a tp o w e rg e n e r a t i o n 、f u e l s u b s t i t u t i o n 、r a wm a t e r i a ls u b s t i t u t i o na n di n c r e a s i n gt h eb l e n d ，w h i c ha r es u i t a b l ef o rt h e c d mp r o j e c td e v e l o p m e n ti nt h ec e m e n ti n d u s t r y i nc o m b i n a t i o nw i t ht h es p e c i f i c m e t h o d o l o g ya c m 0 0 15 “c o n s o l i d a t e db a s e l i n ea n dm o n i t o r i n gm e t h o d o l o g yf o rp r o j e c t a c t i v i t i e su s i n ga l t e r n a t i v er a wm a t e r i a l st h a td on o tc o n t a i nc a r b o n a t e sf o re l i n k e l m a n u f a c t u r i n gi nc e m e n tk i l n s ”t h ea r t i c l ed i s c u s s e st h ek e yi s s u e s o ft h ec d m m e t h o d o l o g i e si nt h ec e m e n ti n d u s t r y , s u c ha sb a s e l i n es e t t i n ga n dd e m o n s t r a t i o no f a d d i t i o n a l i t y , a n dg i v e sr e a s o n a b l es e t t i n gm e t h o d sa n da s s e s s m e n ts t e p s ，i ta l s op r o v i d e s a d v i c ef o rc e m e n te n t e r p r i s e st os e l e c tp r o p e rm e t h o d o l o g i e sa c c o r d i n gt ot h e i ro w n c h a r a c t e r i s t i e s w i t ht h ee x a m p l eo f “o n eo fc d mp r o je c t sr e f e r r i n gt ot h ec e m e n tc l i n k e r p r o d u c t i o nu s i n gc a l c i u mc a r b i d er e s i d u ea sr a wm a t e r i a ti ns i c h u a np r o v i n c e ”，t h e a r t i c l es y s t e m a t i c a l l yd i s c u s s e st h ek e yi s s u e so ft h ec d mu s e di nt h ef i e l do f c o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no fr e s o u r c e si nc e m e n ti n d u s t r y t h ea p p l i c a t i o no ft h e b a s e l i n ea n dm o n i t o r i n gm e t h o d o l o g y 、d u r a t i o no ft h ep r o j e c ta c t i v i t y c r e d i t i n gp e r i o d a n de n v i r o n m e n t a li m p a c t sa n ds oo na r ea n a l y z e di nd e t a i l s t h r o u g ht h ee x c e l c o m p u t e rp r o g r a m ，i tc a nc o n c l u d et h a tt h ec d mp r o j e c ti nt h ef i e l do fr a wm a t e r i a l 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i i 页 i i 一曼i 曼曼曼曼曼曼舅鼍曼曼曼曼曼曼曼皇曼曼蔓曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼蔓 s u b s t i t u t i o nc a l lr e a c ha na n n u a lc a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nr e d u c t i o no f 2 8 5m i l l i o n t o n e s ， c o n s u m e6 3 2t h o u s a n dt o n so fc a l c i u mc a r b i d er e s i d u e sa n ds a v e8 4 6 8t h o u s a n dt o n so f l i m e s t o n e t h r o u g ht h i sc a s es t u d y , t h ea r t i c l ep r o v i d e sp r a c t i c a li n f o r m a t i o nf o rc e m e n t e n t e r p r i s e s t ou t i l i z ec d mt o p r o m o t ec o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no fr e s o u r c e s m e a n w h i l e ，i ta l s op r o v i d e sag u i d a n c ea n dr e f e r e n c ef o rc e m e n te n t e r p r i s e si nt h ec d m p r o j e c td e v e l o p m e n tf r o mt h ep r o c e s so fp r o j e c td e v e l o p m e n tt ot h em e t h o d o l o g y s e l e c t i o n k e yw o rds ：c l e a nd e v e l o p m e n tm e c h a n i s m ；c o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no fr e s o u r c e s ； c e m e n t i n d u s t r y ；m e t h o d o l o g y 西南交通大学曲南父遭大字 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密影使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名：陈趣l 日期：劫力易3 指导老师签名：吾习阵乎 f t 期：劲勿b 3 西南交通大学硕士学位论文主要工作( 贡献) 声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 1 、基于我国水泥行业生产的工艺、能源及资源消耗等特点，对该行业c d m 项目的开发现状和方法学应用进行了分析和总结，阐明了水泥行业c d m 项目 的开发潜力以及相关的基谁线方法学，可为水泥企业选择合适的项目类型和方 法学，开发适合自身条件的c d m 项目提供指导。 2 、以“四川某建材集团有限公司利用电石渣替代石灰石生产水泥熟料 c d m 项目为案例，详细探讨了c d m 在水泥行业资源综合利用领域原料替代方向 的应用，提出了水泥行业开发c d m 项目的流程、方法和注意事项；阐述了水泥 行业如何利用c d m 项目促进资源综合利用以实现自身的节能减排，为水泥企业 开发适合自身条件的c d m 项目提供借鉴；同时，利用e x c e l 程序软件编写减排 量计算程序，将繁杂的计算简化，有利于水泥行业资源综合利用领域c d m 项目 开发基础数据的积累。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体 己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本 人承担。 学位论文作者签名：黟扛速也 日期：c 珈肜易3 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 曼曼曼曼曼曼曼曼曼寡曼曼鼍曼皇曼曼曼量量曼舅舅曼曼皇曼皇_ i i i i 一_ 一- - 第1 章绪论 1 1 研究背景 1 1 1 我国的资源综合利用 1 1 1 1 资源综合利用的含义 资源综合利用主要是指在矿产资源开采过程中对共生、伴生矿进行合理利用； 对生产过程中产生的废渣、废水( 液) 、废气、余热、余压等进行回收和合理利用； 对社会生产和消费过程中产生的各种废旧物资进行回收和再生利用。根据资源综 合利用目录，资源综合利用主要包括以下几方面内容： ( 1 ) 在矿产资源开采加工过程中综合利用共生、伴生资源进行生产； ( 2 ) 综合利用“三废”进行生产，包括固体废弃物、废水( 液) 、废气； ( 3 ) 回收、综合利用再生资源进行生产； ( 4 ) 综合利用农林水产废弃物及其他废弃物进行生产。 1 1 1 2 我国资源综合利用现状 近几年，我国工业固体废物的综合利用情况如下表所示： 表1 - 1 全国工业固体废物利用现状 由表1 - 1 可以看出，固体废物综合利用和固体废物处置两种方式逐渐成为我国 工业固体废物处理的主要方式，尤以前者为最【2 1 。 由表1 - 2 可以看出，我国工业固体废弃物主要集中在冶炼废渣、粉煤灰、炉渣、 煤矸石、尾矿、脱硫石膏，且各自均有很大的利用空间【3 1 。 表1 - 22 0 0 6 年按行业分重点调查工业固体废物产生及处置利用情况( 单位：万吨) 1 1 1 3 我国资源综合利用相关政策 资源的综合利用不仅能减少废物的产生量，在资源综合利用的过程中，还能节 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 约大量的不可再生资源。因此，国家鼓励资源的综合利用，并为此颁布了诸多优惠 政策。例如：“国务院批转国家经贸委等部门关于进一步开展资源综合利用意见的通 知”( 国发 1 9 9 6 3 6 号) ；资源综合利用目录( 国经贸资 1 9 9 6 8 0 9 号) ；国家经济 贸易委员会国家税务总局关于印发资源综合利用认定管理办法的通知( 国经贸资 源 1 9 9 8 7 1 6 号) ；“关于资源综合利用企业所得税优惠政策”( 财税字( 9 4 ) 0 0 1 号) ； “关于部分资源综合利用产品增值税的优惠政策”等。 1 1 2 清洁发展机制 二十世纪以来，随着全球工业化的进程，大气中的温室气体排放量逐渐增多， 全球气候变暖，人类及其生存环境都受到了严重的威胁。二十世纪七八十年代，国 际社会意识到气候变化问题的严重性和紧迫性，要求对气候变化进行研究并制定相 应政策的呼声越来越高【4 】。 联合国第4 5 届大会于1 9 9 0 年1 2 月2 1 日，决定设立气候变化框架公约政府间 谈判委员会。该委员会于1 9 9 2 年5 月9 日在纽约通过了联合国气候变化框架公约 ( u n f c c c ) 。该公约的目标是将大气中温室气体的浓度稳定在防止气候系统受到危险 的人为干扰的水平上，同时明确规定发达国家与发展中国家之间负有“共同但有区 别的责任”，即各缔约方均有义务采取行动应对气候变化。 1 9 9 7 年1 2 月，公约第三次缔约方会议在日本京都举行，这次会议制定了京 都议定书。京都议定书为公约附件一所列缔约方国家( 主要是发达国家) 规定了有法律约束力的量化减排目标。按照规定，附件一国家应该个别的或共同的 确保温室气体排放总量在2 0 0 8 年 - 2 0 1 2 年的承诺期内比1 9 9 0 年水平至少减少 5 2 。京都议定书还确定了“联合履行”( j i ) 、“清洁发展机制”( c d m ：c t e a n d e v e l o p m e n tm e c h a n i s m ) 、“国际排放贸易”( i e t ) 三种机制，来帮助发达国家实现 减排。三种机制的核心在于，发达国家可以通过这三种机制在本国以外的地区以较 低的成本实现减排目标。 2 0 0 1 年公约第七次缔约方会议达成的马拉喀什协议对“清洁发展机制” 的实施规则做了具体阐述。“清洁发展机制”的设立具有双重目的：一方面促进发展 中国家的可持续发展；另一方面协助发达国家缔约方实现其在京都议定书中的 温室气体减排承诺。因此，c d m 是一种“双赢”机制。 1 1 3 水泥行业资源综合利用领域的c d m 机遇 水泥行业是资源和能源消耗型工业，水泥生产需要消耗大量的石灰石、煤碳原 料以及电力。与电力、钢铁等其它部门相比，水泥行业温室气体排放的一个显著特 点是，其排放的c o ：不仅来源于燃料燃烧，而且也来源于原料的分解。生产1 吨普 通硅酸盐水泥大约排放1 吨c o ：【5 】，如按2 0 0 9 年水泥总产量为1 6 5 亿吨计算，则 2 0 0 9 年水泥行业排放约1 6 5 亿吨c 0 ：。因此水泥行业是工业部门中排放c o ：的大户， 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 开发c d m 项目的潜力很大。 从已有的方法学来看，废热利用、可燃废弃物替代燃料、替代原料及无熟料或 少熟料水泥等都可以开发成为c d m 项目，这正能促进水泥行业的资源综合利用。水泥 行业的资源综合利用也符合国家相关的鼓励政策。 截止2 0 1 0 年3 月2 0 日，国家发展和改革委员会已批准的c d m 项目共计2 4 4 3 个，其 中水泥行业c d m 项目为1 9 7 个，占项目总数的8 1 。在1 9 7 个水泥项目中，9 3 均为余 热发电项目，替代原料项目仅占4 ，添加混合材项目占3 ，尚无替代燃料领域的c d m 项目开发。在联合国注册成功的项目为2 4 个，均为余热发电项目。由此可以看出， 目前我国水泥行业c d m 项目存在的主要问题是项目数量偏少，且类型过于单一。 综上所述，无论从减排量还是从项目开发类型及国家相关鼓励政策来看，水泥 行业资源综合利用领域c d m 项目开发的潜力巨大。 1 1 4 问题的提出 我国目前水泥行业c d m 项目主要以余热发电为主，而在资源综合利用领域方面 起步较晚，技术较为落后，对水泥企业开发资源综合利用领域的c d m 项目的研究工 作还处于起步阶段，对于此的系统研究以及方法学的实际应用十分鲜见。因此，对 于水泥行业资源综合利用相关方法学的研究与实际应用，理应成为迫切需要解决的 问题，这将有利于水泥企业开发资源综合利用领域的c d m 项目，以便充分借助c d m 带来的资金和技术支持，以此促进资源在水泥生产中的综合利用，实现经济效益和 环境效益的双丰收，而且也有助于其他行业领域c d m 项目的研究与应用，促进节能 减排行动的广泛开展。 本文以“四川某建材集团有限公司利用电石渣替代石灰石生产水泥熟料”c d m 项目为案例，通过现场调研，详细研究了c d m 在水泥行业资源综合利用领域的应用， 提出了水泥行业开发c d m 项目的流程、方法和注意事项，并阐述了水泥行业如何利 用c d m 项目促进资源综合利用以实现自身的节能减排。 1 2 国内外研究现状 1 2 1c d m 国内外研究现状 在国际上研究c d m 相关问题比较知名的机构有o e c d 与i e a ( 经济合作与发展组 织与其下属的国际能源机构) 、w r i ( 世界资源研究所) 、l b l ( 劳伦斯伯克力实验室) 、 c c a p ( 清洁空气政策中心) 、r f f ( 未来资源研究所) 、w b c s d ( 世界可持续发展商业 理事会) 的能源与气候变化小组、以及印度的t a t a 能源研究所等单位【6 】。 在c d m 项目基准线确定方法研究中，o e c d 与i e a 的研究人员通过对发电、水泥、 节能等案例进行研究，提出了一系列c d m 项目基准线的确定方法。同时，也对c d m 项目有关的其他问题进行了一定程度的研究。c c a p 对c d m 的研究比较综合，但其也 对巴西等国的电力部门进行了c d m 项目基准线的案例研究工作，发现了一些对研究 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 工作较有启发性的问题，这些问题还得到了o e c d 研究人员的重视。w b c s d 的能源与 气候变化小组的研究工作主要侧重于c d m 的经济机制方面，他们对增量成本的理论 方法在c d m 项目中的应用问题进行了详细深入的讨论，并提出了相关建议。t a t a 能 源研究所是发展中国家中从事c d m 问题研究的重要机构之一，对印度国内的一些项 目进行了c d m 基准线的案例研究，完全采用西方学者的理论方法，但一定程度上强 调了技术转让问题【7 1 。 国内最早研究c d m 的单位有清华大学核能技术研究院、国家计委能源研究所、 国家科技部、国家环保总局和中国人民大学环境经济研究所等r 7 1 。目前全国各省已 经具有相应的c d m 开发机构和相关单位，例如四川地区的四川省c d m 中心。 国内c d m 领域的研究较国际上的研究整体相对落后，但也在逐渐发展中，主要 包括以下几个方面： ( 1 ) c d m 政策研究 1 9 9 8 年5 月中国在联合国总部签署了京都议定书，并于2 0 0 2 年8 月3 1 日正式核 准京都议定书，这意味着中国全面启动c d m 运作。为充分利用清洁发展机制，加 强中国政府对清洁发展机制项目的有效管理，保证清洁发展机制项目有序进行，中 国政府于2 0 0 4 年6 月颁布了清洁发展机制项目运行管理暂行办法，2 0 0 5 年1 0 月又 对该暂行办法进行了修订，颁布了清洁发展机制项目运行管理办法。该办法规定 了项目申报、许可程序等政策规定，为清洁发展机制项目的广泛开展奠定了基础。 目前的政策研究主要集中在项目合格性、项目开流程、开发模式等方面。秦克 从国际规则、我国政府的相关规定与操作实务的结合上阐述了项目开发的基本流程， 分析了项目开发的主要模式和适用对象【8 】。曾少军等对中国c d m 项目提交注册阶段的 常见审查问题进行了分析并提出相应的对策【9 】。 ( 2 ) c d m 促进中国可持续发展的研究 张永毅对清洁发展机制能否实现可持续发展做了深入探讨【1 0 】。李荣刚等探讨了 c d m 与环境经济可持续发展的关系，详细阐述了c d m 在生态保护和减轻农村贫困方 面的重要作用【1 1 1 。陈坤以c d m 项目与基准线项目相比较作为构建模型的基本方法， 以多目标决策理论建立评价矩阵，以层次分析法建立指标体系，运用效用函数对可 持续发展能力作了相应分析【l2 1 。潘朝辉对c d m 与我国西部地区的可持续发展进行了 系统研究【1 3 】。 ( 3 ) c d m 方法学的研究 c d m 方法学的研究主要集中在基准线方法学、监测方法学和额外性分析这三个 方面。朱海玲等以北京某燃气蒸汽联合循环热电冷联产项目为案例，着重论述了c d m 项目基准线的设置原则和方法，并据此为本项目设置了不同的基准线，在此基础上 计算了各基准线对应的项目温室气体减排量【1 4 】。崔成根据项目基准线和c e r s 获得 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 的时间期限，将c d m 项目划分为5 种类型，并对每种类型的基准线的特点与适用范 围进行了分析【1 5 】。齐娜对掺烧生物质c d m 项目的基准线方法学进行了研究 1 6 】。王仙 对煤层气发电c d m 项目基准线方法学做了详细阐述【l 7 1 。 而对于监测方法学的研究主要集中在碳汇项目领域，如朱向辉等对杉木林的碳 汇监测方法学作了深入研究【1 8 】。 清华大学现代管理研究中心刘德顺和段茂盛对c d m 的额外性问题研究比较深刻 细致，提出了额外性的层次等重要概念。他们的研究成果己编写成许多学术专著， 如清洁发展机制在中国、清洁发展机制方法学指南等。 ( 4 ) 有关c d m 具体实施问题的探讨 c d m 具体实施问题的研究主要针对具体c d m 项目的开发，主要集中在垃圾焚烧发 电、风电、水电、煤层气等领域。郑霞等以内蒙古某风电项目为例，从方法学、基 准线和额外性等方面对风电c d m 项目的开发过程进行了研究总结【l9 1 。蒋波以四川省某 水电站c d m 项目开发为例，对水电项目c d m 项目的开发进行了系统研究【2 0 1 。 ( 5 ) c d m 潜力分析方面 c d m 潜力分析一方面是指全球碳市场的潜力。如余慧超等从中国c d m 项目市场 占全球份额的角度，在假设2 0 1 0 年所有非附件i 国家c d m 项目实施率为7 0 的情景 下，分析得出2 0 1 0 年中国基于c d m 开发碳市场的规模和相应的碳市场潜力，同时认 为可再生能源发电、城市生活垃圾处理处置、造林与再造林领域是中国基于c d m 开 发碳市场的主要领域【2 1 1 。另一方面是针对某一领域的c d m 项目开发潜力分析。例如 汪澜【2 2 】定量分析了中国水泥工业的c 0 ：的减排，阐述了水泥行业c d m 项目的开发潜 力。 ( 6 ) c d m 风险研究方面 余裕平等分析了c d m 项目开发与实施过程中存在的各种风险及控制措施【2 3 1 。刘 铮等阐述了c d m 的局限性，并对系统风险作了提示【2 4 】。 1 2 2 水泥行业c d m 研究现状 目前，水泥行业的c d m 研究主要集中在以下几个方面： ( 1 ) 项目开发现状及开发潜力研究 何宏涛分析了水泥企业参力d c d m 项目的重要意义、必要性和可行性，从国际规则 的制定、系统研究、能力建设、机构和法规建设、水泥企业c d m 项目开发和实施等方 面介绍我国水泥企业c d m 项目研究和开发现状，并得出“水泥生料替代项目的年减 排量最大，故其最具开发潜力【2 5 1 。冯世钧就水泥行业开展c d m 项目的重点领域进行了 阐述，指出目前我国水泥行业c d m 项目类型偏少，主要集中在余热发电领域，而水泥 燃料部分替代、水泥生料替代和水泥熟料替代是今后的发展方向【2 6 1 。 ( 2 ) 方法学研究 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 熊建华对水泥行业开发c d m 项目的潜力及其相应的方法学和适用条件进行了详 细介绍 2 7 1 。刘伟等对基准线设置方法在水泥行业内的运用进行了研究，探讨了不同 基准线类型对实际减排量的影响【28 1 。目前，对于方法学的研究主要都是停留在对已 有方法学的研究，鲜有新方法学的开发。 ( 3 ) c d m 项目研究 目前针对水泥行业c d m 项目的研究主要集中在余热发电领域。如崔素萍【2 8 】通过对 华北地区某5 0 0 0 t d 的水泥窑纯低温余热发电项目进行研究，探讨了余热发电c d m 项 目的开发流程及相关方法学运用。而鲜有水泥生产燃料替代、原料替代和添加混合 材领域的c d m 项目研究。仅有李琪【6 】以“四j | l 宜宾某电石渣制水泥项目”为例，定量 探讨了该项目的c 0 ：减排。但是其未利用方法学对该项目进行分析研究。其他的相关 文章也只对电石渣替代石灰石生产水泥的优势、潜力进行了阐述，而对于运用具体 的c d m 方法学来进行c d m 项目的开发还未见文献报道。 综上所述，由于清洁发展机制仅有十年的发展历史，对c d m 的研究无论在国际 还是国内都处于比较初级的阶段，尤其是c d m 在水泥行业的燃料替代、原料替代以 及添加混合材替代熟料的资源综合利用领域。本文以此为切入点，将水泥行业作为 研究对象，通过对项目的现场实地调研，资料收集，采用c d m 替代原料领域的相关 方法学，定量对c d m 如何促进水泥行业资源综合利用进行深入分析，并对水泥企业 实际开发c d m 项目提出了具体的操作办法。 1 3 研究目的、内容及技术路线 1 3 1 研究目的 通过本课题的研究，为我国水泥行业开展c d m 项目，尤其是水泥行业资源综合 利用领域c d m 项目的开发，提供理论支撑和技术指导，并为类似企业如何利用c d m 项目促进资源的综合利用，实现自身的节能降耗提供有益的借鉴和参考。 1 3 2 研究内容 ( 1 ) 水泥行业c d m 项目开发 针对水泥生产的工艺特点、能耗现状、资源综合利用现状及环境污染控制现状， 通过对水泥行业c d m 项目开发现状的研究，探讨水泥企业参与c d m 项目的意义，分 析水泥行业c d m 项目的开发潜力，得出水泥企业c d m 项目开发流程，从而为水泥行 业开发c d m 项目提供理论指导。 ( 2 ) 方法学研究 针对水泥行业的特点，归纳出适于水泥行业c d m 项目开发的相关方法学，同时 结合具体的方法学a c m 0 0 1 5 对方法学的主要问题：额外性论证和基准线方法学进行 系统的研究，具体如下： i 、额外性论证 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 以a c m 0 0 1 5 为例，通过项目识别、投资分析、障碍分析、普遍性分析多方面， 多角度进行论证，使额外性更加充分。 i i 、基准线方法学 以a c m 0 0 1 5 为例，从适用范围、项目边界、泄漏、减排量计算方法等方面，对 该基准线方法学进行阐述，为水泥企业选择适合自身特点的方法学进行c d m 项目的 开发提供建议。 ( 3 ) 应用研究 针对整合方法学a c m 0 0 1 5 “水泥窑水泥熟料生产中使用不含碳酸盐的原料”，以 “四川某建材集团有限公司利用电石渣替代石灰石生产水泥熟料”c d m 项目为例， 通过现场调研，系统讨论了c d m 应用于水泥企业资源综合利用领域的关键问题，从 基准线和监测方法学应用、项目活动期限减排额计入期、环境影响等方面进行了详 细的分析与讨论，分析了项目在资源节约、节能降耗方面的环境效益和经济效益， 为在我国利用c d m 项目促进水泥企业资源综合利用提供了应用案例，同时从项目开 发流程，选择方法学等方面，为水泥企业如何开展c d m 提供指导和借鉴。 1 3 3 技术路线 本课题拟在大量文献调研的基础上，对水泥行业c d m 项目的现状及开发潜力进 行分析。通过现场调研，以“四川某建材集团有限公司利用电石渣替代石灰石生产 水泥熟料”c d m 项目为案例，定量估算项目温室气体减排量，研究水泥行业c d m 项 目的开发流程与方法，分析其如何促进资源的综合利用。具体技术路线见图卜1 。 图卜1 论文技术路线框图 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 第2 章水泥行业与清洁发展机制 2 1 水泥行业的基本特点 2 1 1 水泥生产工艺 、 硅酸盐水泥的生产分为三个阶段：石灰质原料、粘土质原料与少量校正原料经 破碎后，按一定比例配合、磨细、并调配为成分合适、质量均匀的生料，称为生料 制备；生料在水泥窑内锻烧至部分熔融所得的以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟 料，称为熟料锻烧；第三阶段为水泥粉磨，即熟料加适量石膏、有时还有一些混合 材料或添加剂共同磨细为水泥成品【2 9 1 。水泥生产具有以下特点： ( 1 ) 水泥生产是在高温条件下完成，因此需要消耗大量的能源； ( 2 ) 水泥生产需要大量的原料，具有较大的容量空间； ( 3 ) 与一般工业窑炉不同，水泥生产的反应在碱性气氛条件下完成； ( 4 ) 水泥生产的原料主要以钙、硅化合物为主，同时需要少量铁、铝元素，但 是也允许少量其他杂质( 非活性物质) 存在。 水泥生产的这些特点，为水泥窑利用替代原料、替代燃料、添加添加剂创造了 条件。首先有机物在1 4 0 0 - - 2 0 0 0 c 的高温下，基本都可以彻底分解，其分解过程 中产生的热能可以成为水泥生产的替代能源；其次，含有钙、硅、铝、铁的物质， 可以成为水泥生产的替代原料。第三，由于水泥生产需要大量原料，而所用替代原 料大多为废弃物，这就为废物的处置提供了巨大的容量空间，从而促进水泥行业资 源的综合利用。第四，水泥生产高温烧结时间长，因而烟气停留时间比一般焚烧设 施长，并且由于水泥窑的碱性氛围，使得二嗯英、氯化氢等污染物质能得到较好的 控制【3 0 1 。 2 1 2 水泥行业能耗现状 水泥生产的能源总耗量由三部分组成，即全年生产水泥中所用熟料在其煅烧( 烧 成) 时所消耗的热能；水泥生产过程中所消耗的电能折成的热能；水泥生产中所用的 原燃料及矿渣等混合材烘干时需消耗的热能之和 3 1 1 ，具体见表2 - 1 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 表2 - 1 水泥行业能耗现状 水泥工业是中国的基础工业和传统工业，也是高能耗工业。有关资料表明，水 泥制造需要的能源耗量约占全国能源产量的7 - - 8 ，占全国建材行业总能耗的7 5 左右；水泥生产其消耗的煤炭占全国煤炭总消费量的1 5 左右。从表2 - 1 数据中可 看出，水泥综合能耗在下降，电耗下降不大，主要原因是水泥企业自动控制水平在 逐年提高。 表2 - 2 中国水泥工业能耗与世界先进水平的对比 由表2 2 可以看出，我国水泥工业能耗与世界的先进水平还有一定差距 3 2 1 。 2 1 3 水泥行业资源综合利用现状 2 1 3 1 水泥行业资源综合利用的含义 水泥行业的资源综合利用主要是指在使用替代原料、替代燃料及混合材的过程 中，对资源的综合利用；以及利用余热进行发电。 可以作为替代原料的废物种类包括：替代石灰石质原料：电石渣、饮水厂污泥、 高炉矿渣、钢渣等；替代黏土质原料：粉煤灰、炉渣、煤矸石、城市垃圾焚烧底灰 等；替代铁质校正原料：硫铁矿渣、铅矿渣、铜矿渣、钢渣等；替代硅质校正原料： 碎砖瓦、铸磨砂、谷壳焚烧灰；替代铝质校正原料：炉渣、煤矸石；替代矿化剂： 磷石膏、铜矿渣、铅矿渣等：替代晶种：炉渣、矿渣、钢渣、磷渣：替代助磨剂： 亚硫酸盐纸浆废液、三乙醇胺下脚料；替代料浆稀释剂：纸浆黑液、亚硫酸盐废液、 制革厂废液；替代缓凝剂：磷石膏、电厂脱硫石膏。 可以作为替代燃料的废物种类包括：木质、纸质废物，废织物，废塑料，r d f ， 废橡胶、轮胎，工业污泥，生活污泥，动物饲料、脂肪，煤和炭类废物，农业废物， 浸润锯末，废溶剂和相关废物，油和油性废物 3 0 】。 2 1 3 2 水泥行业的资源综合利用现状 我国水泥行业的工业废渣废物的利用情况见表2 3 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 i ie l i , = - ：- - = ii i_, = _ i i i 皇曼皇曼皇曼曼曼 表2 - 3 工业废渣废物利用量 表2 - 3 的数据说明，我国水泥行业工业废渣废物利用的绝对数量逐年提高 ”】。 目前，我国吨水泥工业废渣废物利用水平与发达国家如德国、日本相比( 吨水泥消 纳废弃物分别为4 0 9 和4 3 0 k g ) ，尚有一定的差距，这也说明还有较大的发展空间。 ( 1 ) 替代原料的使用现状 水泥工业是资源依赖型产业，目前我国水泥生产所需原料8 0 以上来自于天然 资源。石灰石是生产水泥熟料的主要原料，每生产1 t 水泥熟料约需1 1 t 石灰石。 我国已探明可用于水泥生产的石灰石储量约为4 5 0 亿t ，其中工业可采储量为2 5 0 亿t ，可供年限仅5 0 年左右【3 4 1 ，再则我国水泥工业对石灰岩资源的利用效率较低， 因此利用替代原料生产水泥是实现可持续发展的必然选择。目前我国已有部分企业 使用电石渣替代石灰石质原料，进行水泥熟料生产，但由于设备、技术的限制，所 占比例很小。 我国已有部分水泥企业采用煤矸石、粉煤灰等工业废渣代替粘土配料，取得了 较好的使用效果。但是由于工业废渣在成分稳定性、生料可塑性以及工艺配套性等 方面的问题，使能够长期坚持使用工业废渣配料的企业并不多。 我国水泥工业采用的铁质原料基本上是工业废渣，如铁粉( 硫铁矿脱硫后的废 渣) 、铜矿渣( 铜冶炼厂废渣) 等【3 5 】。 ( 2 ) 替代燃料的使用现状 随着我国经济的快速增长和可持续发展战略的实施，上个世纪9 0 年代中期以来， 上海、北京、广州等中心城市的政府和水泥企业，开始了关于“水泥工业处置和利 用可燃性工业废物”问题的研究和工业实践，引起了国家有关部委和水泥行业的重 视。在我国利用固体废物生产水泥尚处于起步阶段，北京、上海等大城市的水泥生 产企业通过几年的试烧，取得了一定的经验【3 6 1 。随着今后使用替代燃料技术的成熟 以及生产水泥设施的进步，替代燃料的使用将是必然的。 ( 3 ) 混合材的使用现状 利用废弃物作为混合材生产复合水泥不但减少了熟料的使用量，而且还变废为 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 宝。在中国，复合水泥已成为水泥行业消纳废弃物的龙头。目前，中国混合材应用 比较普遍的是粒化高炉矿渣和粉煤灰。 ( 4 ) 余热利用现状 熟料生产过程所产生的废气余热( 小于3 5 0 ) 占熟料烧成热耗的3 5 左右。其 利用方式一是用于烘干原料，目前大部分较为先进的生产线都已采用废气烘干技术； 另一种方式为采用余热锅炉回收热能用于发电。纯低温余热发电技术是一种较高效 的无需消耗燃料的回收废气余热的方式，其发电量能使水泥生产线的自供电量达到 1 3 以上，将水泥生产的综合热利用率从6 0 左右提高n 9 0 左右。目前国外在预分解 窑系统上的纯低温余热发电量已达到3 0 4 0 k w h t 熟料的水平。 新型干法水泥的迅速发展为余热利用提供了有力的发展条件。截至2 0 0