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- 助力水泥行业持续“碳”索转型路径 落基山研究所与中国水泥协会共同发布《加速工业深度脱碳：中国水泥行业碳中和之路》报告
2022年09月05日
助力水泥行业持续“碳”索转型路径 落基山研究所与中国水泥协会共同发布《加速工业深度脱碳：中国水泥行业碳中和之路》报告
9月5日，由国际绿色经济协会、联合国工业发展组织绿色产业平台中国办公室主办，落基山研究所支持的 “2022年中国国际服务贸易交易会全球绿色发展与碳中和主题系列会——工业碳达峰与节能环保主题会议”在国家会议中心顺利举办。会上，落基山研究所和中国水泥协会联合发布《加速工业深度脱碳：中国水泥行业碳中和之路》报告，以水泥行业脱碳路径为切入点，对中国水泥行业在碳中和目标下的转型路线图进行全面分析，为政策制定和行业规划提供有益参考。
水泥行业是中国实现碳中和的关键行业之一。中国的水泥生产与消费量均占全球市场的一半以上，其碳排放占全国总量的13%，仅次于电力和钢铁行业。考虑到水泥面临着产量大、过程排放较难去除等挑战，在水泥及其他相关领域内建立对于脱碳路径统一认识就尤为重要。
在此背景下，落基山研究所与中国水泥协会基于中国水泥行业发展现状，对水泥行业脱碳路径进行了深入研究，形成《加速工业深度脱碳：中国水泥行业碳中和之路》报告。作为行业内较早系统论述中国水泥行业脱碳路径的研究，报告对中国水泥行业在碳中和目标下的转型机遇与挑战、供需展望、可行技术、成本趋势，以及短中长期安排和未来产能空间布局进行了分析，并从政府侧、企业侧方面提出详细建议，以期为政策制定和行业规划提供参考。
通过对碳中和目标下中国水泥行业转型路线图的全面分析，本研究提出了以下几个主要观点：
水泥行业脱碳重要技术示意
水泥行业要实现完全脱碳，必须采用变革式方法，包括降低需求端的水泥消耗、创新低碳水泥品种、加大低碳能源在燃料及电力中的替代率，以及推广碳捕集与封存利用技术以抵消难以消除的过程排放。在现阶段，我国水泥的低碳生产主要通过改善原材料易烧性和易磨性、改进生产工艺及装备和降低能耗等手段来实现，这些措施虽然近期内仍能发挥减排作用，但长期来看，水泥行业仅依赖现有技术路径较难实现完全脱碳的净零排放愿景。水泥行业要实现碳中和，其主要抓手如下所示：
短期内，淘汰落后和过剩产能是降低水泥行业碳排放的主要手段。长期来看，应从避免建材浪费、创新建筑结构、开发新型胶凝材料等方面着手，进一步降低水泥需求。
从燃料替代技术路径上看，近期的固体废物燃料、生物质燃料，远期的氢能、电力等其他新型燃料都是可以考虑的选择。整体来说，我国水泥生产的热替代率较低，与其他国家水泥行业50%以上的比率相比，仍有较大的提升空间。
目前常用的水泥节能技术主要有熟料烧成节能减排技术、粉磨系统节能减排技术，及水泥生产数字化技术。目前，我国仍有部分能耗较高的企业达不到国家标准的限定值，急需技术改造。
在这方面可主要考虑熟料替代、原料替代和生产新品种低碳水泥三条策略。其中，适当控制水泥的熟料比，及使用低碳原料替代部分石灰石均有利于实现降碳，新型熟料或无熟料水泥配方的研发也赋予了低碳水泥更多可能性。通过推广原料替代、控制熟料系数、生产新型低碳水泥降低过程排放。
碳捕集技术中的液体化学吸收技术、钙循环技术、第二代富氧燃烧和LEILAC（低碳排放强度的石灰和水泥）技术在水泥行业中都拥有较高的推广价值。未来， CCUS有可能成为水泥行业实现碳中和的核心技术之一。
本研究比较了煤+CCS、生物质、固废燃料、氢能、电力等技术路径生产零碳水泥的成本。在现阶段，由于替代燃料及CCUS技术成本高昂，生产零碳水泥将可能导致较高溢价。随着替代燃料与CCUS规模化发展和成本下降、CO2就地利用的可能性，及零碳水泥的溢价都有望不断实现下降。据初步预测，在未来30年，每吨CO2的捕集封存成本将下降40%左右，绿氢成本下降约65%，绿色电力成本下降约60%，这为2050年的低碳水泥溢价进一步降低创造了条件。
未来，零碳水泥生产成本可能接近传统水泥，但仍较难实现平价，需要通过碳市场与碳价等市场手段来对溢价进行调节。根据全国碳市场总体设计，水泥行业由于拥有较好的数据基础，具备优先纳入全国碳交易市场的条件。有效的碳价将推动零碳水泥的相对成本逐步降低甚至形成优势，并有望对水泥行业的减排和转型起到重要推动作用。
水泥行业的低碳转型不仅需要本行业的努力，也离不开上下游产业链的联动与协同。以建筑业为代表的水泥下游行业不断深化绿色变革、提升低碳标准，将为以水泥为代表的建材行业实现低碳转型带来利好，并助力培育壮大低碳建材的市场需求。
与此同时，处于水泥上游的固废燃料很有潜力成为水泥减排路径中的重要替代燃料，并有望对未来水泥产业产生深刻影响。未来建议考虑进一步完善城市固体废物收集分类体系，鼓励建立固废燃料产业并制定相应的标准，为将固废作为替代燃料使用提供技术和管理依据。大型水泥集团、环保公司和基础建设投资基金等机构也可考虑进入可燃废弃物深加工行业，生产标准化的替代燃料制品。
基于上述观点，落基山研究所认为，在”双碳”目标下，随着建筑业等下游产业逐步向低碳转型、以错峰生产和减量置换为代表的产业政策实现常态化，以及碳市场一系列相关措施的启动，水泥行业向低碳乃至碳中和转型有望不断迎来新的突破。
作为国内最早开展中国零碳图景研究的机构之一，落基山研究所长期对钢铁、水泥、化工等重工业进行深入研究。2021年9月，落基山研究所发布《碳中和目标下的中国钢铁零碳之路》报告，并随后于2022年4月发布《碳中和目标下的中国化工零碳之路》报告，对钢铁、化工行业的零碳转型进行了具体路线图的分析和搭建。未来，在重工业脱碳领域，落基山研究所将协力各方合作伙伴，在探索行业转型路径、推广创新技术方案、支持企业最佳实践和搭建国际交流平台方面持续发力。
