中國(guó)水泥行業(yè)碳中和路徑研究

中國(guó)水泥行業(yè)碳中和路徑研究中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院有限公司ChinaBuildingMaterialsAcademyCo.,Ltd.July17,2023關(guān)于作者））何捷教授級(jí)高工崔敬軒高級(jí)工程師聶卿教授級(jí)高工nieqing@126.com蕭瑛教授級(jí)高工倪亞玲助理工程師ABOUTTHEAUTHORS(Name,title,organization,briefintroductionandcontactinformaHeJieCuiJingxuanNieQingXiaoYingNiYalingProfessorSeniorEngineerProfessorProfessorCBMACBMACBMACBMAhejie2007@139.comcuijingxuan87@163.comnieqing@126.co139.comAssistantEngineerCBMA243876811@【陳瀟君生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院】【李葉青華新水泥股份有限公司】【楊宏兵華新水泥股份有限公司】【孔慶輝唐山冀東水泥股份有限公司】【田海奎武安市新峰水泥有限責(zé)任公司】ACKNOWLEDGEMENTTheteamwouldliketothankthefollowI 1 1 1 2 3 4 42.1.工藝過程CO2排放（E過程） 42.2.燃料燃燒CO2排放（E燃燒） 52.3.電力消耗間接CO2排放（E間接） 52.4.原材料及產(chǎn)品運(yùn)輸CO2排放 62.5.單位水泥熟料CO2排放總量（碳排放強(qiáng)度E!O!） 6 6 7 9 10 10 10 10 11 11 12 12 14 14 14 16 18 20 20 23 26 27 29 30 31 31 31 32 34 344.2.促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)固體廢物燃料的大規(guī)模 35 35 354.5.推動(dòng)行業(yè)實(shí)施碳排放強(qiáng)度控制及碳 36 36 3711.中國(guó)水泥行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1.1.產(chǎn)量進(jìn)入高位平臺(tái)期品結(jié)構(gòu)變化，高標(biāo)號(hào)水泥使用比例增長(zhǎng)，在水泥消費(fèi)量進(jìn)入平臺(tái)期的同時(shí)，水5017.911.2.5.7.2.91.2.消費(fèi)集中在房地產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域設(shè)施建設(shè)（35-40%）是水泥消費(fèi)的最重要領(lǐng)域。其中，房地產(chǎn)投資與水泥消費(fèi)呈正相關(guān)關(guān)系，其對(duì)水泥消費(fèi)的影響更加直接，甚至成為部分地區(qū)影響水泥消2他1.3.熟料進(jìn)口量小幅波動(dòng)2017年以前，我國(guó)一直是水泥出口遠(yuǎn)高于進(jìn)口的國(guó)家，進(jìn)口量一直保持在2018年，對(duì)于中國(guó)水泥貿(mào)易是個(gè)特殊的年份，作為全球最大的水泥需求市主要進(jìn)口來源國(guó)越南等地，以美元結(jié)算導(dǎo)致雙向擠壓，進(jìn)口熟料已經(jīng)無利潤(rùn)空32015年2016年2017年2018年2019年20400.02015年2016年2017年2018年2019年201.4.熟料產(chǎn)能過剩局面仍未改變已關(guān)停和拆除生產(chǎn)線，不包括日產(chǎn)700噸以下規(guī)模生產(chǎn)線設(shè)計(jì)4產(chǎn)能利用率/%2010年2011年2012年2013年2014年2015年2016年2017年2018年1.5.技術(shù)裝備水平短期內(nèi)不具備跨越式發(fā)展可能在規(guī)模、技術(shù)裝備水平上已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，短期內(nèi)再次實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的可2.水泥行業(yè)碳排放現(xiàn)狀水泥生產(chǎn)過程排放的溫室氣體主要涉及CO2，分為直接排放和直接排放集中在窯系統(tǒng)，包括能源活動(dòng)排放（煤炭燃燒）和工藝過程排放（碳酸鹽分解），間接排放主要是電力消耗，此外還有少量原材料及產(chǎn)品運(yùn)輸引起2.1.工藝過程CO2排放（‘過程）工藝過程的二氧化碳排放強(qiáng)度取決于原料類型及水泥品種。生產(chǎn)中所用原5CaCO3=CaO+CO2↑MgCO3=MgO+CO2↑2.2.燃料燃燒CO2排放（‘燃燒）目前我國(guó)水泥生產(chǎn)用燃料以煤為主，少量柴油用于回轉(zhuǎn)窯啟動(dòng)時(shí)的點(diǎn)火，2.3.電力消耗間接CO2排放（‘間接）水泥生產(chǎn)過程電力消耗造成的CO2排放強(qiáng)度取決于企業(yè)自身電力消耗水平速發(fā)展以及火電機(jī)組單位供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗持續(xù)下降。水泥熟料綜合電耗按照GB62.4.原材料及產(chǎn)品運(yùn)輸CO2排放2.5.單位水泥熟料CO2排放總量（碳排放強(qiáng)度Ecoz）E%O!=E過程+E燃燒+E間接=（0.813-0.942）噸CO2/噸熟料。其中，工藝過2.6.2007年-2022年中國(guó)水泥行業(yè)碳排放分析750隨著水泥熟料產(chǎn)量的增加，我國(guó)水泥行業(yè)二氧化碳排放量持續(xù)增長(zhǎng)。2007-緩慢，由此可見，熟料的產(chǎn)量直接影響水泥行業(yè)碳排放量；2015-202煤炭、石灰石等原燃料價(jià)格大幅上漲推升成本，在量?jī)r(jià)齊跌、成本高漲的雙向擠壓背景下，伴隨行業(yè)效益下滑，二氧化碳排放下降趨勢(shì)也非常明顯，根據(jù)項(xiàng)8.006.004.002.003.水泥行業(yè)碳中和路徑及關(guān)鍵減碳技術(shù)由行業(yè)碳排放全過程分析可知，熟料煅燒環(huán)節(jié)的碳排放占比95%以上，8CCUS綠電生料磨節(jié)能窯爐節(jié)能水泥磨節(jié)能氫能煤炭主要來自碳酸鹽原料在煅燒過程中分解產(chǎn)生的CO2（過程排放）以及化石燃料燃燒（燃燒排放）（見圖6）。結(jié)合行業(yè)碳CCUS綠電生料磨節(jié)能窯爐節(jié)能水泥磨節(jié)能氫能煤炭顛顛覆性工藝固體廢物燃料生物質(zhì)替代原料水泥品種改變消費(fèi)量降低方法的模型，結(jié)合技術(shù)發(fā)展預(yù)測(cè)水泥行業(yè)碳中和路徑。為了建立能源消費(fèi)需求械和設(shè)備，以及熱量和能源。分部門能源需9電力（磨機(jī)、風(fēng)電力（風(fēng)機(jī)、動(dòng)電力（磨機(jī)、風(fēng)電力生物電力生物質(zhì)煤炭氫能固體廢物燃料3.1.碳中和愿景下熟料與水泥需求基于中國(guó)水泥行業(yè)碳排放的特點(diǎn)，預(yù)測(cè)水泥及熟料產(chǎn)量是對(duì)水泥行業(yè)的碳中和路徑進(jìn)行分析的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。本研究采用多因素?cái)M合分析法預(yù)測(cè)水泥行業(yè)1經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式和結(jié)構(gòu)變化對(duì)水泥產(chǎn)品需求會(huì)產(chǎn)生很大影響，主要的影響因投資結(jié)構(gòu)等。分析水泥熟料消費(fèi)與上述影響因素的相關(guān)關(guān)系，以發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)水泥消費(fèi)典型特征為借鑒，采用AHP法確定各5(Anf(xn)=0.1f(x1)+0.02f(x2)+0.09f(x3)+0.1f(x4)+0.69f(x5)n=13.1.1.水泥熟料消費(fèi)關(guān)聯(lián)因素趨勢(shì)分析結(jié)合國(guó)內(nèi)外疫情防控和經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，參考國(guó)內(nèi)外機(jī)構(gòu)對(duì)國(guó)際和國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)的研究結(jié)論，2021-2030年GDP增速保持4統(tǒng)產(chǎn)業(yè)尤其是傳統(tǒng)工業(yè)加快技術(shù)改造和升級(jí)，先進(jìn)制造業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模和水平持續(xù)提升，創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)，第三產(chǎn)業(yè)比重繼續(xù)呈穩(wěn)步上升趨勢(shì)，1水泥消費(fèi)預(yù)測(cè)研究中以固定資本形成總額指標(biāo)表征固定資產(chǎn)投資狀況。雖然受投資結(jié)構(gòu)優(yōu)化的影響，中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中的投資拉動(dòng)因素趨于弱化，但固定制造業(yè)、房地產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施是固定資產(chǎn)投資的三大領(lǐng)域，其中房地產(chǎn)和基村振興等政策因素推動(dòng)下，“十四五”期間重為19.1%?！笆奈濉敝螅S著國(guó)家住房保障體系的逐步完善和基本住房需仍將是穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要舉措之一，預(yù)計(jì)2025-2060年，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施投資占3.1.2.水泥熟料與水泥消費(fèi)量預(yù)測(cè)結(jié)果13.2.燃料替代情景我國(guó)水泥行業(yè)燃料以煤炭為主，生產(chǎn)過程約有35%的碳排放來自燃料燃燒。質(zhì)等資源的高效利用提供新途徑。使用低碳燃料替代化石燃料是水泥碳減排的重要技術(shù)路徑，同時(shí)還可為水泥行業(yè)單一的燃料來源拓寬渠道，為企業(yè)帶來更從目前在研發(fā)和應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)來看，中短期行業(yè)主要是使用固體廢物燃料、生物質(zhì)燃料等，中遠(yuǎn)期將有其他新型燃料如氫能、綠電等作為可選擇3.2.1.固體廢物燃料以固體廢物作為替代燃料的技術(shù)方案基礎(chǔ)較好。能作為水泥替代燃料的固體廢物種類繁多，分類復(fù)雜，主要包括輪胎衍生燃料（TDF）、廢電解池（SPL）、動(dòng)物骨粉（MBM）、干市政污泥（DSS）、生物質(zhì)、固體回收燃料（SRF）、城市固體廢棄物（MSM）、廢棄物衍生物（RDF）、次類別發(fā)熱量(MJ/kg)CO2排放SO2排放重金屬排放最大替代率%對(duì)熟料質(zhì)量的影響使用成本輪胎衍生燃料（TDF）35.6減少增加減少無低廢電解池（SPL）9.29減少未檢測(cè)到未檢測(cè)到8無低1類別發(fā)熱量(MJ/kg)CO2排放SO2排放重金屬排放最大替代率%對(duì)熟料質(zhì)量的影響使用成本城市固體廢棄物（MS減少增加增加小高動(dòng)物骨粉（MBM）14.47減少減少未檢測(cè)到40小中干市政污泥（DSS）15.28減少增加5小高農(nóng)作物（稻殼，麥稈）14~21減少減少減少20無低廢塑料29~40減少增加增加-中中廢油和廢溶劑43~45減少未檢測(cè)到減少-小低國(guó)際上，水泥大集團(tuán)都實(shí)現(xiàn)了以固體廢物燃料為主的較高燃料替代率（表工廠/公司Holcim集團(tuán)Cemex集團(tuán)Heidelberg集團(tuán)Italcementi集團(tuán)Lafarge集團(tuán)廢油53.78.522.1廢液和廢溶劑4.721.9輪胎衍生燃料廢塑料926.44.733.1工業(yè)和生活垃圾工業(yè)廢料和其他化石燃料動(dòng)物骨粉246.1農(nóng)作物94.2木屑和其他農(nóng)作物21524.525.1污水污泥24.2垃圾衍生燃料7.8其他代用燃料推廣固體廢物替代燃料在中國(guó)具有技術(shù)上的可行性和實(shí)際減排意義，但目3.2.2.生物質(zhì)燃料使用生物質(zhì)燃料替代傳統(tǒng)化石燃料不需要對(duì)水泥窯進(jìn)行大規(guī)模改造，與碳3.2.3.其他新型燃料水泥企業(yè)也在探索光伏熱能、氫能和電力在燃料替代方面的價(jià)值，但目前仍處于研發(fā)和試點(diǎn)階段。水泥窯利用氫能需要大幅改造現(xiàn)有水泥窯結(jié)構(gòu)和充分的綠氫供給，且氫氣火焰的熱力學(xué)性質(zhì)及產(chǎn)生水蒸氣使其不利于直接加熱，在（1300℃~1450℃),使用電力加熱也需要全面改造現(xiàn)有窯爐結(jié)構(gòu)。但不能排3.2.4.燃料替代情景下的碳減排效果根據(jù)全球氣候變化聯(lián)盟預(yù)測(cè)，在全球范圍內(nèi)替代燃料（含氫能、生物質(zhì)能料源。隨著環(huán)境政策壓力加劇以及新技術(shù)的研發(fā)推廣，熟料生產(chǎn)的燃料結(jié)構(gòu)將且搭配碳捕獲技術(shù)可實(shí)現(xiàn)凈負(fù)排放。但是中國(guó)生物質(zhì)資源整體緊張，且多個(gè)行業(yè)均出現(xiàn)需求顯著增長(zhǎng)的可能，考慮到生物質(zhì)供給端的不確定性，預(yù)計(jì)在20601新型燃料替代技術(shù)在未來20年會(huì)經(jīng)歷技和氫能在水泥行業(yè)中的應(yīng)用目前尚在早期研發(fā)階段，已有水泥集團(tuán)嘗試?yán)脷錃浼半娏Φ男滦退喔G技術(shù)的發(fā)展以及綠氫、綠電的經(jīng)濟(jì)性顯現(xiàn)，在遠(yuǎn)期90%80%70%60%50%40%30%20%煤1燃料替代1020202025203020352040203.3.能效提升情景我國(guó)目前水泥生產(chǎn)的能效水平參差不齊，部分已經(jīng)位列國(guó)際前列。水泥熟同時(shí)，水泥行業(yè)仍存在超過10%以上部分能耗較高的企業(yè)達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的限定值，急需技術(shù)改造。因此水泥行業(yè)將持續(xù)推廣能效提升技術(shù)，提高行業(yè)本研究中，水泥生產(chǎn)能效提升技術(shù)特指基于現(xiàn)行水泥生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)的改良優(yōu)化技術(shù)手段，主要包括生料粉磨能效提升、熟料燒成能效提升、水泥粉磨能技術(shù)類別具體技術(shù)名稱每類包含的技術(shù)生料粉磨能效提升生料磨節(jié)能技術(shù)系統(tǒng)單位電耗10～13kWh/t，一般為25kWh/t，節(jié)能46-58%熟料燒成能效提升旋風(fēng)預(yù)熱器改造熟料燒成綜合能耗降低1～5kgce/t燃燒系統(tǒng)節(jié)能改造熟料燒成綜合能耗降低1～5kgce/t分解爐節(jié)能改造熟料燒成綜合能耗降低5～15kgce/t耐火材料整體提升熟料燒成能耗降低5~20kgce/t.cl冷卻機(jī)提升技術(shù)熟料燒成綜合能耗降低1～3kgce/t技術(shù)類別具體技術(shù)名稱每類包含的技術(shù)數(shù)字化智能化熟料綜合電耗降低1～5kWh/t，標(biāo)準(zhǔn)煤耗降低1.0～5.0kgce/t風(fēng)機(jī)能效提升技術(shù)風(fēng)機(jī)效率達(dá)到82%～85%，實(shí)現(xiàn)節(jié)能30%～40%；噸熟料或水泥電耗下降3-6度電以上水泥粉磨能效提升水泥磨節(jié)能技術(shù)系統(tǒng)單位水泥電耗23～26kWh/t序號(hào)能效提升技術(shù)應(yīng)用比例（%）2025年2030年2040年2050年2060年1冷卻機(jī)提升技術(shù)70752分解爐節(jié)能改造403懸浮預(yù)熱器節(jié)能40704數(shù)字化智能化技術(shù)955水泥磨節(jié)能技術(shù)4070906燃燒系統(tǒng)節(jié)能改造707生料磨節(jié)能技術(shù)4070908耐火材料整體提升909風(fēng)機(jī)能效提升技術(shù)457090180.060.040.020.0202520303.4.低碳水泥情景基于水泥生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，降低碳酸鹽分解產(chǎn)生的碳排放是降低行業(yè)單位產(chǎn)品碳排放強(qiáng)度的重要路徑之一。低碳水泥情景就是充分考慮降低碳酸鹽分解的過程排放，主要有原料替代、低碳水泥熟料、低碳水泥復(fù)合材料三種技術(shù)途徑。石渣、造紙污泥、脫硫石膏、冶金渣尾礦等，主要成分包含非碳酸鹽鈣、鎂，在水泥生產(chǎn)中替代傳統(tǒng)石灰石原料，減少生料煅燒過程中因石灰石等碳酸鹽礦物分解排放的CO2。近中期，我國(guó)有豐富的工業(yè)廢渣資源可作為替代原料，但未來隨著工業(yè)深度脫碳，替代原料的可用量將成為挑戰(zhàn)。因此，原料替代更適低碳水泥熟料指生產(chǎn)不基于硅酸鈣的新型熟料體系；主要低碳水泥熟料品有：高貝利特水泥熟料、硫（鐵）鋁酸鹽水泥熟料、X-Clinker水泥熟料、施工性能要求等方面，此外經(jīng)濟(jì)性也是一個(gè)非常關(guān)鍵的指標(biāo)。但隨著水泥行業(yè)減碳?jí)毫εc建筑市場(chǎng)低碳建材需求的增長(zhǎng)，可以預(yù)計(jì)新品種低碳水泥的市場(chǎng)份1低碳水泥復(fù)合材料，即摻加礦渣、粉煤灰等工業(yè)廢渣之類的低碳混合材，減少熟料在水泥產(chǎn)品中的使用比例。隨著水泥粉磨技術(shù)的不斷發(fā)展，利用礦渣和粉煤灰等混合材進(jìn)行超細(xì)粉磨，充分發(fā)揮其礦物活性，在保證熟料質(zhì)量前提下，可大幅降低熟料應(yīng)用比例，進(jìn)而降低水泥單位產(chǎn)品碳排放強(qiáng)度。目前磨細(xì)礦渣已部分實(shí)現(xiàn)高水平利用，粉煤灰利用受多重原因限制，有待進(jìn)一步開發(fā)。需要注意的是提高混合材用量需要大量工業(yè)廢渣類新型輔助膠凝材料，且要求這類輔助膠凝材料具備量大、就近易得、高活性等特征，而未來重工業(yè)整體脫碳背景下，工業(yè)廢渣可用量將呈下降趨勢(shì)。為應(yīng)對(duì)這一趨勢(shì)，行業(yè)正在研發(fā)一2根據(jù)預(yù)測(cè)，低碳水泥技術(shù)路徑情景下，到2060年噸熟料碳排放強(qiáng)度降低原料替代020202025203020352040203.5.CCUS技術(shù)情景水泥生產(chǎn)中約60%的碳排放來自原料中碳酸鹽分解，由于目前尚未看到能3.5.1.國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀用的所有二氧化碳捕獲、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和利用項(xiàng)目，產(chǎn)能超過10萬噸/年（或2負(fù)碳技術(shù)，近年來研發(fā)、應(yīng)用等的投入呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，未來也將助力水泥等2項(xiàng)目名稱地點(diǎn)捕集能力/(萬t.a-1）CO2來源CO2去向運(yùn)行年份Terell40天然氣處理EOREnid美國(guó)俄克拉荷馬州70化肥廠EORShuteCreek美國(guó)懷俄明州700天然氣處理EORSleipner挪威天然氣處理鹽水層ValVenks美國(guó)德克薩斯州天然氣處理EORWeybum美國(guó)/加拿大煤氣化EOR2000InSalah阿爾及利亞天然氣處理枯竭氣田2004-2011Snohvit挪威70天然氣處理鹽水層2008Century美國(guó)德克薩斯州840天然氣處理EOR2010Coffeyville美國(guó)堪薩斯州化肥廠EOR2013LostCabin美國(guó)懷俄明州90天然氣處理EOR2013Lula70天然氣處理EOR2013AirPrducts美國(guó)德克薩斯州EOR2013BounduryDam加拿大(110MW)燃煤電廠EOR/鹽水層2014Quset加拿大鹽水層2015Uthmaniyah沙特阿拉伯天然氣處理EOR2015Deatur美國(guó)伊利諾伊州鹽水層2016Kemper美國(guó)密西西比州340(582MW)燃煤電廠EOR2016PetraNova美國(guó)得克薩斯州(240MW)燃煤電廠EOR2016Gorgon澳大利亞400天然氣處理鹽水層2016苫小牧CCS示范項(xiàng)目氫氣產(chǎn)品鹽水層2016項(xiàng)目名稱地點(diǎn)捕集能力/(萬t.a-1）CO2來源CO2去向運(yùn)行年份AbuDhabi鋼鐵廠EOR2016AlbertaTrunk加拿大30-60化肥廠EOR2016AlbertaTrunk加拿大煉油廠EOR2017卡塔爾LNG卡塔爾210其他燃料轉(zhuǎn)換專用存儲(chǔ)2019中國(guó)能源金捷電力EOR2021吉林石化CCUS（南京煉油廠）天然氣處理EOR2023EOR:EnhancedOilRecovery強(qiáng)化采油，提高(原油)采收率3.5.2.CCUS政策導(dǎo)向(1)美國(guó)45Q稅收抵免政策(2)歐洲碳交易和碳稅機(jī)制2隨著歐盟碳配額發(fā)放進(jìn)一步收緊和碳關(guān)稅政策出臺(tái)，202是征收碳稅，都對(duì)碳排放給出了明顯的價(jià)格信號(hào)，從而影響企業(yè)歐盟是低碳經(jīng)濟(jì)的積極倡導(dǎo)者，努力以政策與制度推進(jìn)歐洲大陸低碳轉(zhuǎn)型。義務(wù)。可以預(yù)見，歐洲未來將會(huì)采取更加廣泛的碳減排措施，C(3)亞太CCUS政策2020年1月日本發(fā)布《環(huán)境創(chuàng)新戰(zhàn)略》，將CCUS納入其中；2020年4月，新加坡發(fā)布低碳排放發(fā)展戰(zhàn)略，認(rèn)可了CCUS在實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)中具備的力；馬來西亞針對(duì)高含二氧化碳?xì)馓锝⒘碎_發(fā)監(jiān)管框架；澳大利亞是唯一一個(gè)擁有完整CCUS監(jiān)管框架的亞太國(guó)家，在聯(lián)邦和州的管轄范圍內(nèi)都CCUS是目前實(shí)現(xiàn)大規(guī)模溫室氣體減排的重要技術(shù)手段。短期內(nèi)，中國(guó)以石油、煤炭等化石能源為主的能源結(jié)構(gòu)難以改變，發(fā)展CCUS可促進(jìn)化石能源的高效利用，加快傳統(tǒng)高排放行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，對(duì)中國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)具序號(hào)頒布主體政策文件名稱主要內(nèi)容12019.8發(fā)改委《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄鼓勵(lì)CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展22020.7央行、發(fā)改委、證監(jiān)委《綠色債券支持項(xiàng)目目錄（2020年版）》將CCUS納入綠色債券目錄2序號(hào)頒布主體政策文件名稱主要內(nèi)容32020.10生態(tài)環(huán)境部、發(fā)改委等五部門《關(guān)于促進(jìn)應(yīng)對(duì)氣候變化氣候[2020]57號(hào)）氣候投融資要支持開展CCUS試點(diǎn)示范42021.1生態(tài)環(huán)境部《關(guān)于統(tǒng)籌和加強(qiáng)應(yīng)對(duì)氣候變化與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相綜合[2021]4號(hào)）CUS示范工程建設(shè)52021.2《關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的推動(dòng)能源體系綠色低碳轉(zhuǎn)型，開展CCUS試驗(yàn)示范62021.4中美聯(lián)合聲明《中美應(yīng)對(duì)氣候危機(jī)聯(lián)合開展工業(yè)和電力領(lǐng)域技術(shù)，包括CCUS72021.5生態(tài)環(huán)境部《加強(qiáng)自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)021]44號(hào)）CUS試驗(yàn)示范工程建設(shè)82021.5生態(tài)環(huán)境部《關(guān)于加強(qiáng)高耗能、高排放建設(shè)項(xiàng)目生態(tài)環(huán)境源頭合[2021]45號(hào)）鼓勵(lì)有條件的地區(qū)、企業(yè)探索實(shí)施CCUS92021.9《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳推進(jìn)規(guī)?；疌CUS技化應(yīng)用，加大對(duì)CCUS等項(xiàng)目的支持力度2021.10《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方氧化碳捕集利用一體化等試點(diǎn)示范；集中力量開展復(fù)雜大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和控制、低成本CCUS等技術(shù)創(chuàng)新2021.12發(fā)改委規(guī)劃司《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展綱要》研究制定CCUS標(biāo)準(zhǔn)2022.2發(fā)改委、國(guó)家能源局《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機(jī)制和政策措施2〕206號(hào)）完善火電領(lǐng)域二氧化碳捕集利用與封存技術(shù)研發(fā)和試驗(yàn)示范項(xiàng)2022.6生態(tài)環(huán)境部、發(fā)改委等七部門《減污降碳協(xié)同增效實(shí)施方案》（環(huán)綜合〔2022〕4加強(qiáng)CCUS等技術(shù)試技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用對(duì)比美國(guó)稅收抵免、歐洲碳稅倒逼等財(cái)政政策，我國(guó)關(guān)于CCUS技勵(lì)政策只是列入了各規(guī)劃文件、政策文件或者實(shí)施方案中，并未見具體的財(cái)務(wù)補(bǔ)貼政策，目前水泥行業(yè)暫未納入碳排放權(quán)交易體系，企業(yè)有關(guān)CCUS技術(shù)研CCUS技術(shù)的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用是水泥行業(yè)最終碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，CCUS技術(shù)的成熟與否會(huì)直接影響未來水泥行業(yè)CO2排放水平3.5.3.實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)過程中CCUS作用全球范圍內(nèi)，CCUS技術(shù)是水泥行業(yè)碳中和技術(shù)路徑中至關(guān)①全球水泥和混凝土協(xié)會(huì)（GCCA）提出在2020-2030年，熟料替代（增加使用粉煤灰和高爐礦渣粉）仍將發(fā)揮重要作用；在2030-2050年間重點(diǎn)支持②美國(guó)波蘭特水泥協(xié)會(huì)（PCA）提出短期內(nèi)用回收材料替代原材料、中期③歐洲水泥協(xié)會(huì)（ECA）指出循環(huán)經(jīng)濟(jì)是熟料生產(chǎn)的核心，支持使用不可④英國(guó)混凝土與礦物制品協(xié)會(huì)（MPA）在路線圖中確定了零碳電力、化石23.5.4.CCUS技術(shù)應(yīng)用預(yù)測(cè)“雙碳”背景下，水泥行業(yè)CCUS應(yīng)用需逐步對(duì)各技術(shù)路線進(jìn)行探索、應(yīng)用年份2025203020352050化學(xué)技術(shù)MEA吸收劑工藝開發(fā)和中試試驗(yàn)：新型吸收劑研究和試驗(yàn)10萬噸以上規(guī)模中試試驗(yàn)新型吸收劑工藝開發(fā)和中試試驗(yàn)：MEA吸收劑工業(yè)示范和商業(yè)化應(yīng)用30萬噸以上規(guī)模示范新型吸收劑工業(yè)示MEA吸收劑大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用百萬噸級(jí)工業(yè)示范濟(jì)成本可接受行業(yè)內(nèi)逐步推廣鈣循環(huán)技術(shù)工藝開發(fā)工藝開發(fā)和中試試驗(yàn)10萬噸以上規(guī)模中試試驗(yàn)工業(yè)示范級(jí)應(yīng)用30萬噸以上規(guī)模示范耗降低，裝備成接受百萬噸級(jí)工業(yè)示范膜分術(shù)膜材料工藝開發(fā)開發(fā)和中試試驗(yàn)：新型膜材料的研究和試驗(yàn)5萬噸以上規(guī)模中試試驗(yàn)工藝開發(fā)：新型膜材料的工藝開發(fā)10萬噸以上規(guī)模示范工業(yè)示范級(jí)應(yīng)30萬噸以上規(guī)模示范燃燒技術(shù)工業(yè)級(jí)示范；第二代富氧燃低能耗制氧技術(shù)與富氧燃燒技術(shù)的工業(yè)級(jí)示范：第二代代富氧燃燒技術(shù)工商業(yè)化應(yīng)用：成本可接受年份2025203020352050燒技術(shù)工藝開發(fā)富氧燃燒技術(shù)工藝開發(fā)和中試試驗(yàn)10萬噸以上第二代富氧燃燒技術(shù)的中試試驗(yàn)業(yè)示范和商業(yè)化應(yīng)用30萬噸以上規(guī)模第二代富氧燃燒技術(shù)示范50萬噸以上規(guī)模第二代富氧燃燒技術(shù)示范LEILAC技術(shù)可行性研究和工藝開發(fā)工藝開發(fā)和中試試驗(yàn)5萬噸以上中試試驗(yàn)工藝開發(fā)和中試試驗(yàn)10萬噸以上中試試驗(yàn)工業(yè)級(jí)示范30萬噸以上中試試驗(yàn)?zāi)曷?lián)合發(fā)布的《中國(guó)碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)發(fā)展路線圖研究》中制定的CCUS技術(shù)發(fā)展總體路線圖和本項(xiàng)目對(duì)未來水泥熟料生產(chǎn)量CCUS技術(shù)發(fā)展目標(biāo)及捕集與預(yù)測(cè)20252030204020502060掌握現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)建造能掌握現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)業(yè)化能力，驗(yàn)證新型術(shù)可行性掌握新型技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化能力掌握CCUS項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化能實(shí)現(xiàn)CCUS的廣泛部署和區(qū)域新業(yè)態(tài)CO2利用與封存量（萬噸/300-600800-11003500-420012000-1400020000-25000產(chǎn)值（億元）280-320440-460990-1120捕集單體規(guī)模（萬10-3030-5030-5050-100成本（元/噸CO2）300-640220-580190-530170-480150-43020420040003.6.碳中和創(chuàng)新技術(shù)水泥行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和離不開工藝、技術(shù)、燃燒方式等的不斷創(chuàng)新和突破，3以下四種在研創(chuàng)新性低碳水泥技術(shù)，可能在未來水泥行業(yè)二氧化碳減排進(jìn)程中3.6.1.外燃式旋窯碳捕集技術(shù)預(yù)熱器下料管的生料，分出一定量送入外燃式高溫煅料與物料不直接接觸，分解出來的氧化鈣活性較高，溫分解氣體冷卻降溫后送入除塵器除塵，再送入脫硫最后送入儲(chǔ)存罐。燃料燃燒煙氣廢熱和高溫CO2冷卻余熱藝原理簡(jiǎn)單，工藝系統(tǒng)沒有化學(xué)吸收法復(fù)雜，運(yùn)行成本比較低；其缺點(diǎn)是，外燃式高溫煅燒回轉(zhuǎn)窯對(duì)筒體材料的耐高溫特性要求非常高。目前在水泥行業(yè)還旋窯氧化鎂粉生產(chǎn)線，且陸續(xù)經(jīng)過了近6年的實(shí)際生產(chǎn)，加之CaCO3分解與MgCO3分解特性相近，因此，將該項(xiàng)工藝及裝備未來有望應(yīng)用于捕集純化水泥33.6.2.懸浮煅燒技術(shù)來電爐燒成奠定了基礎(chǔ)；為風(fēng)力、光伏、地?zé)岬染G電的零碳燒成創(chuàng)造了條件；3.6.3.全氧燃燒技術(shù)及煙氣溫度，其應(yīng)用主要集中在發(fā)電廠和玻璃工業(yè)，在水泥行業(yè)的嘗試雖然較水泥窯大風(fēng)量煅燒和充分熱交換的特性。水泥窯采用純氧+整體富氧+O2/CO2方 純氧以及CO2壓縮和凈化的能耗太高（如深冷法制純氧電耗為0.5~0.8kWh/m3O2，），3.6.4.跨行業(yè)聯(lián)合創(chuàng)新顛覆性新技術(shù)2021年初，德國(guó)三家享譽(yù)世界多年的企業(yè)——Enertrag可再生能源公司，模的可以同時(shí)生產(chǎn)水泥和多種化學(xué)產(chǎn)品的聯(lián)合生產(chǎn)系統(tǒng)。該創(chuàng)新研發(fā)項(xiàng)目的名和核安全部（BMU）審批后，已列入2021年《德國(guó)工業(yè)減碳行動(dòng)》規(guī)劃，并獲3能，建設(shè)一套專門的零碳供電及儲(chǔ)能系統(tǒng)。Sunfire公高溫電解槽裝備，用于生產(chǎn)碳?xì)浠衔锖鸵谎趸嫉幕旌衔锝M成的合成氣體系列物理化學(xué)的催化反應(yīng)后，生產(chǎn)出綠色甲醇、多種清潔化學(xué)產(chǎn)品和清潔燃料。（2Mta），以及多種清潔化學(xué)產(chǎn)品和清潔燃料；水泥窯全部采用替代燃料和綠氫煆燒熟料，其對(duì)化石燃料（煤、油、氣）的替代率TSR=100%。該項(xiàng)目開拓3.7.水泥行業(yè)碳中和技術(shù)路徑根據(jù)項(xiàng)目組預(yù)測(cè)，到2060年水泥行業(yè)碳排放量在0.29億噸左右（考慮96303400020102020203020402020-2030：水泥行業(yè)減碳的主要措施是極致能效提升和低效高排放產(chǎn)能退出。主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)水泥行業(yè)碳排放高位平臺(tái)期穩(wěn)定并盡早開始呈現(xiàn)出下降態(tài)勢(shì)。固廢燃料基本實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，替代燃料輔以全氧/富氧燃燒技術(shù)得到較多應(yīng)用，2030-2040：水泥產(chǎn)量隨社會(huì)發(fā)展進(jìn)入較低水平，替代燃料實(shí)現(xiàn)全面應(yīng)用，2040-2050：至2040年大多數(shù)現(xiàn)有服役水泥窯將達(dá)到壽命終點(diǎn)，需要進(jìn)行重大再投資，基于新型窯爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行流程再造，包括全氧輔助、電力窯爐、氫制水泥技術(shù)等將實(shí)現(xiàn)更大普及率。替代燃料和CCUS將在減排中發(fā)揮更2050年以后：新型替代燃料技術(shù)如電力與氫能將成熟并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，煤炭水泥行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的主要技術(shù)路徑為需求量降低減碳、低碳水泥減碳、34.政策建議4.1.壓減水泥低效、高排放產(chǎn)能減量化是水泥行業(yè)減碳最重要也是最有效的技術(shù)路徑。未來，水泥行業(yè)仍需將壓減水泥低效、高排放產(chǎn)能作為推進(jìn)行業(yè)碳中和的重要舉措。中國(guó)約90%3命30-40年計(jì)算，未來十年到二十年將有很多生產(chǎn)線面臨改造重整的壓力，建議盡快研究修訂《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》，提高水泥熟料低效產(chǎn)能和過剩產(chǎn)能淘汰標(biāo)準(zhǔn)，明確碳排放強(qiáng)度指標(biāo)限值，綜合考慮生產(chǎn)線建成年限、規(guī)模、裝備水平實(shí)施淘汰政策，有序退出。鼓勵(lì)大型骨干水泥企業(yè)聯(lián)合設(shè)立產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整專項(xiàng)資金，通過以獎(jiǎng)代補(bǔ)的方式促進(jìn)水泥熟料過剩產(chǎn)能的退出。支持各類社會(huì)資本參與水泥企業(yè)并購(gòu)重組，提升水泥產(chǎn)業(yè)集中度，提高企業(yè)管控水平，有4.2.促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)固體廢物燃料的大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用固廢替代燃料是水泥減排路徑中的重要一環(huán)，將對(duì)未來水泥行業(yè)有深刻影再生能源補(bǔ)貼政策”雖然在退坡，但現(xiàn)階段依然對(duì)廢物處置方式的選擇有著極大影響；另一方面，在“十三五”期間多個(gè)省市大規(guī)模建設(shè)垃圾焚燒裝置，焚燒能看，為給大城市焚燒設(shè)施留出空間，可以考慮完善中小城市固體廢物收集分類體系，鼓勵(lì)中小城市固廢燃料產(chǎn)業(yè)的建立與標(biāo)準(zhǔn)化，農(nóng)村包圍城市，使固廢作為水泥行業(yè)替代燃料市場(chǎng)進(jìn)一步擴(kuò)大。從企業(yè)側(cè)看，水泥企業(yè)為應(yīng)對(duì)碳中和壓力，應(yīng)提高對(duì)固廢替代燃料高質(zhì)、高量要求，輕處置而重燃料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)的建立。同時(shí)，鼓勵(lì)大型水泥集團(tuán)、環(huán)保公司和基礎(chǔ)建設(shè)投資4.3.注重高質(zhì)量發(fā)展，將效率提升做到極致深入理解“十四五”期間國(guó)家碳減排目標(biāo)對(duì)水泥產(chǎn)業(yè)鏈的影響，主動(dòng)開展生產(chǎn)端到消費(fèi)端的碳足跡評(píng)估和減排成本曲線評(píng)估；注重高質(zhì)量發(fā)展，將數(shù)字化運(yùn)營(yíng)與低碳轉(zhuǎn)型相結(jié)合，利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等手段在生產(chǎn)過程中減少波4.4.加大水泥行業(yè)CCUS技術(shù)研發(fā)投入3劑、催化吸收劑等捕集吸收劑與耐磨損的有機(jī)胺負(fù)載吸附劑、鈣基、鈉基等功律法規(guī)體系，制定科學(xué)合理的CCUS項(xiàng)目建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、監(jiān)管4.5.推動(dòng)行業(yè)實(shí)施碳排放強(qiáng)度控制及碳排放權(quán)交易碳中和水泥生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用必然導(dǎo)致水泥生產(chǎn)成本上升，而碳定價(jià)與碳交易機(jī)制將是推動(dòng)水泥行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型最有力的政策保障。水泥行業(yè)碳排放量大、生產(chǎn)技術(shù)水平相對(duì)較高，且工藝單一，擁有良好碳排放數(shù)據(jù)核算基礎(chǔ)，具備條件率先納入碳交易市場(chǎng)。目前水泥行業(yè)除節(jié)能技術(shù)之外的各類技術(shù)總體減碳成本碳價(jià)難以匹配，未來國(guó)家級(jí)碳市場(chǎng)覆蓋范圍和碳定價(jià)的合理性是推動(dòng)企業(yè)減排的重要因素。當(dāng)前，水泥企業(yè)應(yīng)做好應(yīng)對(duì)納入碳市場(chǎng)的準(zhǔn)備，做好企業(yè)碳資產(chǎn)管理，設(shè)定碳減排目標(biāo)與路線圖，積極參與碳排放的監(jiān)測(cè)、報(bào)告和核查，力爭(zhēng)4.6.強(qiáng)有力的政策支持和財(cái)務(wù)激勵(lì)鑒于水泥行業(yè)碳減排技術(shù)選項(xiàng)少，且成熟技術(shù)（如替代燃料）和新興技術(shù)（如CCS）之間過渡難度大，因此水泥行業(yè)的碳減排路徑亟需強(qiáng)有力的政策支技術(shù)條件下，安裝碳捕集裝置將產(chǎn)生額外的資本投入和運(yùn)行維護(hù)成本等。3CCUS項(xiàng)目的重要貢獻(xiàn)在于減少碳排放，但企業(yè)在投資巨額費(fèi)現(xiàn)減排收益，嚴(yán)重影響了企業(yè)開展CCUS示范項(xiàng)目的積極性。與新能源比，CCUS相關(guān)政策扶持力度仍需加強(qiáng)。建議建立商業(yè)機(jī)制如CCUS專項(xiàng)補(bǔ)貼、碳稅和安全法規(guī)等其他支持機(jī)制為CCUS入信用在碳市場(chǎng)上交易。碳交易市場(chǎng)的建立與完善有助于將減排成本轉(zhuǎn)移至制總體而言要盡快推出并落實(shí)將水泥納入碳交易體系的政策，加強(qiáng)對(duì)于新興的關(guān)注和支持，推動(dòng)形成綠色水泥產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，幫助水泥這一傳統(tǒng)行業(yè)煥發(fā)新活參考文獻(xiàn)[1]海關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)查詢平臺(tái)/[5]落基山研究所,中國(guó)水泥協(xié)會(huì),/Reports-zh/china-2050-high-rescenario-and-roadmap-study-zh.[7]中華人民共和國(guó)生態(tài)環(huán)境部.全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)第一個(gè)履約周期報(bào)告[EB/OL].(2022-12-30)[2023-01-08].h[8]InternationalCarbostatusreport2022[EB/OL].[9]史偉,崔源聲,武夷山