◆本报记者乔建华
当我们谈水泥时,我们在谈些什么?“是环保。”在金隅集团党委宣传部部长周成耀看来,在“双碳”目标深入人心的今天,水泥行业的角色正从环境压力的源头,转变为绿色低碳转型的关键战场和积极践行者。
而这一转变,在水泥行业纳入全国碳排放权交易市场(以下简称全国碳市场)之后,按下了加速键。
关键:原燃料端减碳
“纳入全国碳市场后,预计未来水泥企业的原燃料(原料和燃料的简称)替代比率将显著提升。”金隅集团环境保护管理部“双碳”管理工作人员孙立勋预测道。
以替代燃料为例,过去水泥企业应用替代燃料的主要考量因素是煤炭价格。当煤炭价格较高时,替代燃料具有较高的经济性,水泥企业应用替代燃料的积极性较高,反之亦然。纳入全国碳市场后,企业会综合考虑碳价因素,即使在煤炭价格较低时,面对替代燃料的节煤和降碳双重收益,企业对替代燃料的接受度也会进一步提高。
据了解,水泥企业的CO2排放主要来源于熟料生产过程,碳核查也主要聚焦水泥熟料生产过程中的化石燃料燃烧排放和过程排放。
水泥熟料生产中被用作热源以替代传统化石燃料的可燃物,主要来源为城市固体废物、工业废物及副产物、生物质等。
2024年,天津金隅振兴环保科技有限公司(以下简称金隅振兴)通过废弃纺织物和生物质燃料替代原煤,实现了25.13%的燃料替代率,年可减少碳排放1.74万吨,降低燃料成本700万元。
在原料替代方面,据金隅振兴经理郭清芳介绍,公司主要以粉煤灰渣替代铝矾土、以赤泥替代铁矿石、以氟化钙污泥替代石灰石。2024年,公司实现原料替代率6.18%,年降低原料成本400万元。
根据《企业温室气体排放核算与报告指南水泥行业》的规定,生产一吨硅酸盐水泥熟料的过程碳排放量是0.535吨。如果一家水泥企业按照一万吨硅酸盐水泥熟料计算,过程碳排放量为5350吨。假如其中使用了400吨氟化钙污泥作为替代原料,按照氟化钙污泥扣减系数0.375计算(即每用一吨氟化钙污泥作为替代原料,可减少碳排放0.375吨),可减少碳排放150吨。这家水泥企业总体的过程碳排放量就变为5200吨,减碳效益明显。
突破:技术创新升级
通过原燃料替代,2024年,金隅振兴在天津碳市场出售天津市碳配额21万吨,获得收益694.78万元。不过,对那些附近没有太多替代原燃料资源的水泥企业来说,以这两种方式减碳,还要对比购碳成本,综合衡量经济性。
“现在的水泥生产工艺决定了煤炭和石灰石的消耗在短期内不可避免。因此,替代资源禀赋差以及达到规定替代量限度的企业可能会面临减碳瓶颈期。”孙立勋说,长期来看,水泥行业要想持续减碳,还要在技术创新、能源结构优化和产业升级改造等方面作出更大努力。
安徽海螺水泥股份有限公司(以下简称海螺水泥)的白马山水泥厂利用水泥熟料生产过程中产生的CO2作为气肥种植的番茄外观靓丽、果实均匀,而且口感较好。
据海螺水泥党委宣传部负责人黄勇介绍,白马水泥厂这一项目已稳定运行多年。项目主要采用化学吸收法这一核心技术,通过工艺加工和精馏,得到纯度为99.9%工业级CO2产品和99.99%食品级CO2产品,年可捕集纯化CO2达5万吨,用于园区内多种番茄品种的种植。
布局:新能源广泛应用
在水泥熟料企业的总体成本中,能源成本占比一般在50%以上。
以金隅振兴为例,2024年,公司用电量达4690.388万kW·h,平均电价为0.718元/kW·h(含输配容需量电费与功率因数调整电费)。郭清芳说:“公司用电成本高,对公司利润空间造成较大挤压。”
如何在降本的同时实现降碳?使用新能源成为水泥企业的优选项之一。
走进海螺水泥济宁有限公司(以下简称济宁水泥),只见厂区中心耸立着一座100多米高的风电机组,其下方成片的太阳能光伏板被绿树环绕。园区内还配套建有一座垃圾焚烧发电厂和一座生物质气化补充热能发电厂。
“公司布局了光伏、风电、垃圾焚烧发电、生物质发电、余热发电。这五大发电方式可以使整座工厂都用上绿电。”济宁水泥一位负责环保工作的人员告诉记者,由于光伏、风电发电量波动较大,济宁水泥还设计了一套可实现自我调控负荷、保护和管理的智慧系统,通过参数分析、设计合理的负荷平衡控制系统,自动对各种电力进行调峰。企业实现了用电自由,被中国建筑材料联合会评为首座零外购电水泥厂。
目前,济宁水泥通过使用绿色能源每年可减少CO2排放4万吨—5万吨。
“尽管目前间接排放不纳入全国碳市场的碳核算范围,但如果相关政策有所改变,绿电、绿证可以进入全国碳市场交易,对水泥企业来说,布局新能源不仅是未来影响企业碳履约成本的潜在变量,还是提升其竞争力的重要举措。”中国建筑材料联合会科技总监、副秘书长石红卫说。
▲白马山水泥厂的水泥窑烟气CO2捕集装置可年产5万吨液态CO2。图为企业CO2产品装车发运场景。 黄勇摄