【《水泥行业低碳发展的路径分析》3700字（论文）】

水泥行业低碳发展的路径研究目录TOC\o"1-3"\h\u16390一、引言 129456二、水泥行业低碳转型的必要性 19972三、水泥行业低碳转型的困难与机遇 29328四、水泥行业低碳发展的路径 38179（一）替换燃料种类 321308（二）减少熟料比例 4730（三）数字化智能转型 49920五、结语 513625参考文献 5摘要：基于全球减排和双碳政策，我国水泥企业发展引来了重大变革，传统的排放对于环境污染大，碳排放不达标，这些需要水泥企业进行改革和创新。基于此，本文对水泥行业低碳发展的路径进行研究，对目前水泥行业低碳转型的困难与机遇进行分析，最后从替换燃料种类、减少熟料比例以及数字化智能转型三个层面提出了水泥行业低碳发展的路径。关键词：水泥行业；低碳；发展路径一、引言2020年9月22日，在联合国大会中，习近平总书记对全世界作出了保证：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”基于全球减排和双碳政策，中国水泥企业正面临绿色转型这一重大决策。对水泥企业而言，通过借鉴国际经验，找到减排的着力点，抓住信息化、数字化改革契机，企业获得了能够享受到双碳政策所提供的全新发展机会。根据中国建筑材料联合会发布的《中国建筑材料工业碳排放报告2020》，2020年中国建材行业碳排放总量为14.8亿吨，水泥工业碳排放总量为12.3亿吨，占全行业排放总量的83%，整个国家排放总量。作为传统意义的高耗能、高排放行业，水泥行业绿色转型，在建材行业和全国绿色减排目标中都会发挥举足轻重的作用。二、水泥行业低碳转型的必要性水泥行业在我国国民经济中处于重要的基础产业，又形成现代城市建筑躯干。纵观世界，水泥行业在碳排放总量上功不可没。若把全球水泥行业视为一国，则会成为继中国，美国之后的第3个碳排放大国。我国在世界范围内生产水泥近六成，水泥行业碳排放量亦超过了世界水泥产业总排放量的二分之一。水泥生产过程中二氧化碳的排放，主要来自熟料生产过程（见图一），其中，石灰石煅烧生成生石灰过程中释放出二氧化碳，占整个生产过程碳排放总量55-70%左右；高温煅烧的工艺要求燃烧燃料，由此生成的二氧化碳，占整个生产过程碳排放总量25-40%左右。图1水泥生产过程当前我国水泥行业碳排放量在我国碳排放总量中占比大约为9%，是制造业二氧化碳排放的第一大来源。我国是世界上最大的水泥制造国家，2019年，世界水泥产能达到37亿吨，中国约占其中60%。据计算，应达到全球升温在1.5℃以下情景，到2050年，中国水泥行业碳减排需达到70%以上。三、水泥行业低碳转型的困难与机遇随水泥熟料产量的提高而提高，我国水泥行业碳排放由2009年9.71亿吨逐渐上升到2020年13.75亿吨。和国际水泥行业比较，中国水泥行业减排压力则更大。2020年中国水泥产量占世界水泥产量58%，远远超过世界第二大印度（水泥产量占全球8%），为水泥第一大国。对我国水泥减排展望，据中国水泥协会统计，水泥熟料产量有望实现“十四五”消费与产量高峰，预计水泥年产量约22亿吨-24亿吨。正在持续压减产能、淘汰落后，夯实去产能根基，“十四五”期间有望实现，水泥行业可以提前完成碳化，年碳排放量预计将在到达14.5亿吨左右之后减少。根据国家提出的“碳达峰、碳中和”战略目标，我国许多水泥企业也已开始筹建碳排放权交易市场，水泥行业发展过程中，同样受到环保体系检验。如何维持可持续发展战略，以低碳作为政策背景，对其进行了技术研究，成了水泥行业转型发展的分水岭。横亘在水泥企业转型道路上，有三大门槛：（1）水泥行业边际利润不高，竞争十分激烈。才能确保市场占有率稳定，绝大多数环保成本都要由企业负担。（2）投资回收期较长：对水泥行业来说，绿色转型初期投入成本较高，并且投资回收期较长，企业对设备进行投资，要承担风险较大。（3）水泥有关建材和基建行业新增需求，不足以带动水泥工厂新设。因此，工厂绿色转型往往需基于陈旧的设施改造。与此同时，世界各国都有不少水泥企业绿色转型成功的范例，例如墨西哥Cemex水泥公司，以下简称Cemex。Cemex创立于1906年，目前已在50个多个国家拥有业务，是世界前五大建筑公司之一。作为水泥大厂，Cemex公司还在降低碳排放方面取得了卓越的成就。与1990年相比，2019年墨西哥Cemex单位碳排放下降22%，并立志到2030年减排35%。“双碳”政策是一柄双刃剑，在制造业中既有制约作用，也有推动行业升级的功能，加快行业洗牌激励。对我们水泥企业，如果能抓住信息化、数字化改革所提供的机遇，更新陈旧的设备，实施绿色转型，双碳政策可以为企业提供全新的发展契机。四、水泥行业低碳发展的路径基于水泥制造的碳排放特性和改革成本，水泥工厂在水泥制造过程中，为实现低碳减排，可先行先试，具体可从如下几个抓手着手：（1）替换燃料的类型；（2）降低熟料比例；（3）促进工厂的数字化转型。（一）替换燃料种类水泥生产中碳排放的25-40%左右来源于熟料高温煅烧所用化石燃料。通过使用单位热量含碳值较小的燃油，企业能够有效降低煅烧过程中产生的碳排放。在这些替换燃料中，有一种思路是传统意义上煤改气的问题。天然气单位热量含碳值比传统原煤低，用天然气代替原煤，能有效减少工厂的碳排放。但是天然气比传统煤气贵2-3倍，煤改气还意味着成本长远上涨。由于垃圾衍生燃料需要达到一定的标准，水泥企业可通过同废物处理厂的协作。比如Cemex在英国拉格比的水泥工厂和附近垃圾衍生燃料工厂开展了合作，供给水泥生产所需的热。这种企业共生能够有效降低水泥产业的碳排放。就Cemex总体减排计划而言，替代燃料就是其中极为重要的一种减排路径。2019年Cemex总体燃料构成中大约28%是替代燃料，并同时对3百万吨垃圾进行处理。为实现2020年减排35%的目标，Cemex今后还会逐步增加替代燃料所占份额。从短期来看，企业可通过逐渐增加垃圾衍生燃料和生物质燃料这两种替代燃料实现部分减排，但是因为生物质燃料的供应量少，生物质只能取代部分传统燃料，不能完全取代。今后，生物质燃料可与生物能源和碳捕获与储存技术（BECCS）相结合，给水泥产业提供了更多减排空间。但是当前CCS技术门槛高、单价贵，尚不能满足产业化发展需要。（二）减少熟料比例由于水泥熟料生产过程中的化学反应贡献了约2/3的总碳排放量，替换燃料种类仅能减少其余1/3的碳排放，并且剩余碳排放需通过降低熟料比例来实现、实现技术创新解决问题。碳排放量较大熟料能在一定程度上（高达45%）粉煤灰和石灰石，煅烧粘土等来代替，减少熟料在水泥中所占份额，从而实现减排效果。值得一提的是，在全球工业向低碳化发展的今天，粉煤灰供应量今后将逐步下降。尽管当前熟料替代产品的研究和开发尚不成熟，但是从长远看，熟料替代和低碳产品研发同样是水泥厂实现绿色转型不可或缺的环节，水泥研发过程中，还要有前瞻性眼光，对未来低碳路径发展做好基础。（三）数字化智能转型对水泥企业而言，前面两条减排路径在实施过程中难度比较大：现有替换燃料品种较少，费用较高；而且新型低排放熟料的研究和开发也比较困难，技术不够成熟。与之形成鲜明对比的是数字化智能转型成为促进减排的首要环节。通过数字化运营和低碳转型的融合，水泥企业能够提高生产过程的能效和节约成本，在减少企业能耗，减少碳排放。并且，一个成熟的数字化系统也能够加强管理者对于工厂设施的了解及把控能力，以期对今后节能减排提供数据支持。走绿色转型之路，欧洲不少水泥企业已经走向数字化道路。无独有偶，Cemex公司也能从诸多水泥公司之中脱颖而出，向全球快速扩展，还归功于Cemex卓越的智能管理系统。通过借鉴国际水泥企业经验，我们可以对水泥的高路径有一个比较清晰的认识。水泥企业应该迅速驶向更高的发展之路，需做好智能化转型工作，在现代化管理的推动下，可以清晰地认识到水泥生产中各种燃料的种类、不同熟料的比例、不同的工艺参数、不同系统设备导致碳排放的差异等；认识生产设备和辅助生产设备的能效，并得出了优化策略和建议；使企业能够很容易地知道水泥在生产中的碳足迹，明确节能减碳的重点方向；同时，得到可视化的量化分析数据，使企业走向数字化、智能化管理等方面进行了改造和发展，并且对企业新产品的研究开发提供了强有力的支撑。五、结语实现“零碳中国”目标，要求今后坚持不懈地采取关键举措和切实行动。对水泥企业来说，要反思产品的结构、合作关系以及本身在建筑行业整体中的价值位等，对低碳环境中建筑开发商和其他主要下游客户需求的变化进行了评价，对于新的增长机会，及早进行布局。比如水泥企业可以考虑在替代建材方面促进技术研发和企业收购，对于下游建筑商一方可能产生的新建筑材料、建筑信息模型等，和预制化，模块化的建筑解决方案的预先布置，生产和建筑信息模型相结合，在下游扩大更多的商业可能性。为未来可持续的燃料资源获取（例如生物质能），水泥企业应结合地区特征，及早进行布局，因为别的行业都会加入到这一场又一场的竞争中，还期望以可持续燃料来达到碳减排的目的。参考文献[1]白玫.中国水泥工业碳达峰,碳中和实现路径研究[J].价格理论与实践,2021(4):9.[2]刘广伍.水泥工业低碳发展技术[J].农家参谋,2020,No.