【中文版】中德能源与能效合作：水泥行业节能减碳研究报告

水泥行业节能降碳现状及需求调研分析报告水泥行业节能降碳现状及需求调研分析报告石红卫、罗宁、王勇、刘淑娟、刘新琪、王志超政府合作伙伴实施国家节能降碳中心目录 2 3 3 3 3 3 3 3 4 4 5 5 5 5 5 6 6 7 7 8 9 9 10 11 11 前言水泥行业是我国重要的基础材料产业，同时也是典型的资源能源消耗型产业，水泥行业二氧化碳排放量仅次于钢铁，位居工业部门前列，在全国碳排放总量中的占比超过10%。在水泥生产碳排放中，石灰石等原料分解带来的工艺碳排放约占为落实中德气候变化和绿色转型对话合作内容，深入推进中德重点领域能效提升示范项目，德国国际合作机构（GIZ）联合中国建筑材料联合会（CBMF研究团队围绕当前水泥企业能效和碳排放现状、推进企业节能降碳改造所面临的困难和挑战，以及进一步采取节能降碳技术措施的需求设计调查问卷，并面向重德国合作机构、国家节能中心、中国建筑材料联合会联合组织召开了中德水泥冀东水泥等160人以线下线上方式参加了此次交流会，中德机构、企业围绕水泥行研究团队通过调研结果梳理分析，结合中德水泥行业节能降碳技术交流会相关内容，围绕水泥行业节能降碳需求与未来发展方向等进行深入分析，形成调研分析十多年来，随着我国新型干法技术的逐渐成熟、技术水平的不断提高以及水泥产业化进程的不断推进，新型干左右水泥熟料生产线，新型干法水泥熟料生产能力占比已全国水泥产量20.23亿吨，如图1-1所示。从中国水泥六大区域的产量看，各区域水泥产量差别较大。华东、中南和西南三个地区是水泥产量最大的地区，如图1-2所示。江苏、浙江、安徽、山东、广东、四川是水泥产量最大的50为深入贯彻落实党中央、国务院关于碳达峰碳中和决策部署，切实做好建材行业碳达峰工作，工信部等四部委联合印发了《建材行业碳达峰实施方案》（工信部联原〔国家发展改革委2021年出台的《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》（发改产业〔2021〕泥行业达到标杆水平的产能比例超过30%，行业整体能效水平明显提升，碳排放强度明显下降，绿色低碳发展能力显著增强；根据《工业重点领域能效标杆水平和基准水平的水泥熟料单位产品综合能耗为100kgce/t，基准水平的《水泥行业节能降碳专项行动计划》（发改环资〔2024〕吨左右，能效标杆水平以上产能占比达到30%，能效基准水平以下产能完成技术改造或淘汰退出，水泥熟料单位实施水泥行业节能降碳改造和用能设备更新形成节能量约覆盖水泥、钢铁、电解铝行业工作方案（征求意见稿）》公开征求意见，提出2024年作为水泥行业首个管控年环境部印发了《企业温室气体排放核算与报告指南水泥行告与核查工作。2025年03月，生态环境部印发《全国碳排放权交易市场覆盖钢铁、水泥、铝冶炼行业工作方案》另外，涉及装备工艺、环保治理、工厂设计、水泥窑协同处置等标准已经形成了国家、行业和团体标准体系，并鼓励企业制定高于国家标准、行业标准、地方标准，具竞争在建材行业“双碳”战略实践过程中，中国建筑材料联合会结合行业实际，提出了“我国建筑材料行业要在2025年全面实现碳达峰，水泥等行业要在2023年率先实现碳达峰”的倡议，得到行业企业的积极响应。基于水泥行业发展趋势来看，水泥行业已提前实现碳达峰。水泥行业在践行“双碳”战略、推动绿色发展方面采取的主要行一是碳减排技术体系逐步建立。受工业和信息化部委托，中国建筑材料联合会牵头开展了水泥行业碳排放解剖“麻雀”专题研究工作，组织编制并发布了《水泥行业碳减排技术指南》，对水泥行业技术体系进行系统化梳理，并按照标杆水平对适用技术及前沿技术进行了全面研究，填补了行业空白，为水泥行业节能降碳工作提供了技术支二是水泥行业高效清洁用能取得显著进展。水泥企业提高可再生能源利用比例；充分挖掘余热回收利用潜力，广泛采取各种热交换、热功转换、余热制冷制热等技术，不断提升能源利用效率，水泥熟料生产线余热发电达到可新能源最大化就地消纳，实现“零碳”绿色供电，工厂使三是打造试点示范，树立行业标杆。为积极响应国家“双碳”目标、推动建材行业绿色低碳发展，中国建材联设，以“一零”为起点，“六零”为方向，组织开展技术榜挂帅”科技攻关和试点示范，以点带面推动水泥行业向四是提升水泥行业的固废处置能力。充分发挥水泥行业资源综合利用的优势，不断提升固废资源作为替代燃料和替代原料在水泥行业的利用规模。据初步统计，截至置生活垃圾、污泥、危险废弃物等装备。目前，重庆华新地维水泥有限公司实现了替代燃料连续、稳定、大规模应用，燃料替代率稳定在60％以上；瓮福(集团)有限责任公司建成磷石膏资源化分解制65万吨/年硫酸联产60万随着“双碳”目标的推进，企业在能效提升和绿色转型等方面的需求愈加迫切。为深入了解水泥行业节能降碳工作的相关进展及企业在技改升级过程中遇到的难点、堵点，我们面向重点水泥企业组织开展问卷调查，企业共反调研问卷主要围绕水泥企业基本情况、当前生产经营面临的问题，以及节能降碳技术改造相关的进展情况、节调研问卷企业类别中，有国有企业、民营企业、外根据调研数据显示，当前大多数企业对“双碳”战略48.78%并取得了显著成效。以下是被调研企业采取的一些关键的一是积极推进节能降碳改造和用能设备更新。水泥企业积极推进破碎、配料、熟料煅烧、烘干、原燃料和产品储存运输等系统改造，推进预热器、窑炉燃烧器、篦式冷却机、破碎机、辊压机、风机、选粉机、输送机、除尘设二是积极推进原、燃料替代。积极推进非碳酸盐原料替代，发展新型固碳胶凝材料等低碳水泥产品，发展低钙积极推进替代燃料的使用，如生物质燃料、生活垃圾、替三是布局新能源项目。水泥企业积极探索可再生能源四是提升数字化管理水平。企业建立数据采集和集散控制系统、专家优化智能控制系统，探索搭建“工业互联氟石膏、锰渣等含钙工业废渣资源替代石灰石作为水泥生产原料，逐步减少碳酸盐原料用量。积极推进水泥窑协同处置废弃物，鼓励以高炉废渣、电厂粉煤灰、煤矸石等废水泥行业通过节能降碳改造和用能设备更新、布局新在企业技术升级改造的具体行动中，水泥企业以选择国内技术和装备的供应商为主。调研发现，仅有3家企业选择了国外供应商，选择了篦冷机和冷却机等单一设备。如图2-4所示。针对下一步计划节能降碳技术设备更新的2.44%2.44%97.56%但通过调研发现，国内企业对国外技术和装备仍有较量设备（40.24%）是最受认可的选项，显示出企业对提升企业在节能降碳改造升级和绿色转型等产业升级投资明企业在资金来源上对自身资金的依赖程度较高。其次，采用自有资金、金融贷款和政策性支持资金组合融资方案在需求资金的融资渠道方面比较单一。企业技术改造融资63.41%63.41%20.73%明约1/3的调研企业倾向于在节能技改方面制定较低的投资预算。500万元≤总投资≤1000万元和1000万元≤总投资≤5000万元占比分别为21.95%和29.27%，显示出企业对中等投资水平的认可。相对而言，选项总投资≤10000万元和选项总投资>10000万元占比非常%%95%3.66%95%3.66%29.27%A.总投资≤500万元B.500万元<总投资≤1000万元C.1000万元<总投资≤5000万元D.5000万元<总投资≤10000万元E.总投资>10000万元32.9321.50%调研企业下一步计划开展的产业升级活动中，50%的企业选择了自有资金，表明企业在资金筹措方面对自身依赖度较高。企业选择组合的比例占比47.6%，显示出企业50%47.60%47.60%企业自有资金银行贷款组合方式2.40%产能过剩、成本上升、市场信心不足以及行业恶性竞争等企业面临煤炭、电力、天然气、石灰石等原、燃料成本过高的问题，显示出水泥企业在原材料和能源成本方面面临当前水泥企业在盈利能力上面临着显著挑战，这与高成本问题以及水泥需求密切相关。同时，约有43.9%的企业面临着减污降碳压力大市场需求不足的问题，显示出水泥企企业在节能技改和绿色低碳转型升级活动中面临最主要问题有三项：一是技术能力不足，占比62.2%，表明大部分企业认为自身技术能力不足，急需技术指导和支持。金是普遍存在的问题，显示出企业在资金方面的压力。三映得不到金融扶持政策，对于转型的标准要求和路径缺乏明确的行业指导。有极少数企业提出了其他问题，可能涉按照主管部门发布的政策文件要求，水泥企业能效标杆水平以上产能占比要达到30%，能效基准水平以下产能要完成技术改造或淘汰退出。调研显示，大部分调研企业（84.15%）计划到2025年底将熟料单位产品综合能耗控制在100kgce/t以下，表明企业在能效目标设定上有着较2025年底调研企业熟料单位产品综合能耗控制目标如图1.22%1.22%1.22%84.15%A.能耗≤100kece/t≤107kgce/t≤117kgce/t降碳改造计划，表明企业目标较明确，实施技术改造的确明还有相当一部分企业在思考如何实施节能降碳措施。仅B.是，有初步想法但尚未细化B.是，有初步想法但尚未细化60.98%9.76%28.05%在进一步推进节能降碳方式方面，低碳原料替代以对原材料选择的重视。其次，生产工艺节能降碳改造升级在生产流程和能源使用方面也有较强的改进意愿。提高智能化水平以60.98%的比例紧随其后，显示出智能化在节择了智能化改造，显示出企业对智能化技术的高度重视。其次，磨机和预热器等设备更新也有较高的关注度，分别为43.9%和47.56%。篦冷机和燃烧器也是重要的节能降对照水泥行业碳排放产生环节和影响因素，节能降碳技术包括低能耗烧成、高效粉磨、智能化、燃料类及原料类替代等，这些技术目前均较为成熟，具有不同的节能降能效提升技术旨在提高现有水泥工业设备的性能和效率，通过技术优化和局部改进降低系统能耗，达到碳减排的目的。按照中国建筑材料联合会发布的《水泥行业碳减排技术指南》，水泥窑炉用耐火材料整体提升技术、预热器分离效率提升及降阻优化技术、五级预热器改造低能耗六级预热器技术、分解炉自脱硝及扩容优化技术、冷却机升级换代技术（三代更换为四代）、冷却机更换为中置辊破技术、富氧燃烧技术、窑头燃烧器优化改造、生料易烧性和操作管理提升技术、立式辊磨生料外循环技术、辊压机生料终粉磨技术、水泥粉磨优化提升技术、钢渣/矿渣辊压机终粉磨技术、钢渣立式辊磨终粉磨技术、风机效率提升节能技术等技术是水泥行业推进能效提升的重点技术需求方向。调研也显示，磨机和预热器等设备更新、篦冷机和燃烧器改造等是企业推进生产工艺节能降碳改造的重123456789智能化管理。通过对原料采购、生产工艺、设备运维、能提高产品质量和生产效率，实现绿色、可持续发展。水泥水泥工业CO2排放的60%左右来自于碳酸盐分解，35%左右来自于燃料燃烧。用垃圾衍生燃料（RDF）、生物质燃料、塑料、橡胶、皮革、废弃轮胎等替代燃料来替代化石能源，可减少燃料产生的碳排放。另一方面用钙质该技术方向旨在从原、燃料替代出发，通过采用不同的原料或燃料，从工艺角度减少水泥系统的碳排放量。替代燃料协同处置技术、替代燃料预煅烧装备及技术、新能源替代技术、电石渣替代石灰石质原料生产水泥熟料技术、超细冶金渣立式磨粉磨装备技术等技术是企业推进原燃料替代的重点技术需求。表3-3列出了水泥行业原、燃料替代123建设多套风力发电或者光电、储能，可实现水泥企业“零购电”45目前，华新地维公司在水泥窑大比例替代燃料技术领燃料替代率稳定在60%以上，水泥熟料综合能耗低于50千克标准煤/吨。但目前，水泥行业燃料替代率不高，不欧盟国家替代率高，普遍高于国内水平。德国洪堡、蒂森克虏伯等企业有很好技术储备，在国内水泥企业也有很好低碳水泥旨在降低生产水泥熟料所用碳酸盐，或减少熟料用量。目前，国际上具有低碳属性的水泥品种很多，水泥等。高贝利特硫铝酸硅酸盐（铁铝酸硅酸盐）水泥技术、低热硅酸盐水泥与中热硅酸盐水泥及其制备技术、分级分别水泥粉磨技术、高岭土煅烧生产低碳水泥、工业副产石膏制硫酸联产水泥成套技术等技术是水泥企业推进低碳水泥技术的重点需求方向。国内大企业集团及科研院所蒂森克虏伯也在积极推进低碳水泥的研究工作。表3-4列二氧化碳捕集利用与封存技术（CCU/S）直接将水泥生产过程中产生的CO2进行捕集提纯，用于其他工业领域或食品加工、化学利用或者直接封存等，直接减少了水泥一是全氧燃烧耦合低能耗碳捕集技术。项目采用制氧设备制造的高浓度纯氧气体与烧成系统产生的循环烟气混合再送入烧成系统中作为燃