李葉青:按照全生命周期設計建筑材料碳減排方案
編者按:近日,中國建材報刊發(fā)了華新水泥總裁李葉青在建材建筑協(xié)同碳達峰研討會上,關于碳減排方案要按照全生命周期來設計的發(fā)言?,F(xiàn)轉發(fā)全文,以饗讀者。
華新水泥股份有限公司(以下簡稱華新水泥)始創(chuàng)于1907年,被譽為中國水泥工業(yè)的搖籃。華新水泥上個世紀就開始關注碳排放問題,并堅持低碳化綠色可持續(xù)發(fā)展路線,通過技術攻關,不斷降低碳排放強度。1990年以來,水泥熟料產能增加100倍以上,而單位產品產值碳排放下降了69.5%。2018年,公司制定了“傳統(tǒng)工業(yè)+數字化創(chuàng)新”的企業(yè)戰(zhàn)略,業(yè)內首創(chuàng)以建設數字化生產運營體系的方式加速低碳化進程。
為響應國家碳達峰碳中和號召,2021年,華新水泥在全國建材行業(yè)中率先發(fā)布《低碳發(fā)展白皮書》,確定了公司的低碳發(fā)展目標:到2030年,華新水泥單位產品產值的二氧化碳排放量將比2005年下降70%以上,替代燃料能源占一次能源消費比重將達到25%以上;到2060年,最終實現(xiàn)凈零排放。
水泥從礦山開采到建筑工程應用,每個階段都有碳排放,所以,我們的碳減排方案要按照全生命周期來設計。
華新水泥把全生命周期的綠色低碳建筑材料核心減碳重點分為五個階段。
第一階段是礦山原料和二次資源制備(廢棄物),減碳攻關重點是大規(guī)模大型礦山開采生產裝備的能耗碳排放控制及優(yōu)化;二次資源原燃材料(廢棄物)的尋源及大規(guī)模廢料預處理的工藝及優(yōu)化。
第二階段是生產過程的碳排放。減碳攻關重點是二次資源(替代燃料減碳、替代原料減碳)大規(guī)模應用的生產過程控制及優(yōu)化。
第三階段是物流運輸中的碳排放。減碳攻關重點是水泥及原料大規(guī)模運輸的能耗碳排放控制及優(yōu)化;運輸綜合調度、路徑規(guī)劃及尋優(yōu)的減碳應用。
第四階段是砼制品及深加工的碳排放。減碳攻關重點是吸碳建材制品的研發(fā)及大規(guī)模推廣;砼制品生產低碳膠凝材料配比調整對能耗碳排放控制及優(yōu)化;水泥、墻材等一體化項目的熱聯(lián)產降碳控制及優(yōu)化;水泥“分別粉磨”在下游低碳混凝土中的控制及優(yōu)化。
第五階段是建筑工程的壽命及回收利用。減碳攻關重點是延長建筑的壽命、控制建筑在使用過程中的能耗以及報廢建材合理處置再利用過程管控;建筑工程的回收生產裝備的能耗碳排放控制及優(yōu)化。
根據這一理念和對市場的判斷,華新水泥結合自身的實際發(fā)展情況,分2020年以前、2021—2025年、2026—2030年、2031—2035年以及2035年以后五個階段,制定了逐年的碳減排計劃和路線圖。
大力發(fā)展替代原、燃料,持續(xù)降低熟料系數、提升水泥中混合材摻比,開發(fā)低碳熟料產品,開發(fā)碳中和混凝土,進一步提高能效水平,開展富氧燃燒項目試點熱聯(lián)產降碳、林業(yè)碳匯等CCER項目開發(fā),這些是華新水泥未來五年要做的碳減排方面的工作。
2026—2030年,我們預測我國水泥的總體需求會下降,所以在這一階段要開始工業(yè)化低碳熟料生產,提高水泥廠能源利用率,開展BECCS試點項目。到2031年以后,我們將在具備條件的地區(qū)開展二代CCUS的試點運行,大規(guī)模生產低碳熟料,進行適合CCUS開發(fā)背景下的裝備、工藝改進。
當前,對于水泥企業(yè)來說最重要的碳減排方式應該是降低熟料生產環(huán)節(jié)的化石燃料碳排放。在水泥生產過程中,熟料生產排放占到80%以上,水泥粉磨過程的碳排放只占到10%左右。而在熟料生產環(huán)節(jié)當中,化石燃料的排放占34.9%~36%,碳酸鹽的分解排放占61%~63.2%,購入電力的碳排放只占1.9%~2.4%。所以說在目前不能解決碳酸鹽排放問題的情況下,重點要解決的是化石燃料的排放問題。
降低化石燃料的碳排放目前最重要的方式就是替代燃料。我國替代燃料的比例非常低,全國只有2%,華新水泥大概是10%。今年華新水泥的目標是替代燃料的比例達到15%,到2025年目標是突破30%。
氫能源和其他能源的使用現(xiàn)在還處于研發(fā)階段。在最近幾年能夠大幅度減碳的核心還是化石燃料的減少。
基于目前行業(yè)現(xiàn)狀,我對建材和建筑領域協(xié)同降碳提出五點建議。
一是加快水泥行業(yè)納入到全國的碳交易市場。電力系統(tǒng)已經納入碳交易系統(tǒng)中,水泥行業(yè)也應該加快納入碳交易系統(tǒng)的步伐。這對水泥行業(yè)的碳減排和供給調整都將起到非常積極的作用。
二是按照已經制定的碳排放標準,由國家或行業(yè)認可的第三方專業(yè)機構對現(xiàn)有項目補充能源審計和碳核查,將水泥工廠上一年的能源消耗和碳排放的強度和總量進行認定,認定值作為下一年的標準;推廣實施水泥產品的碳足跡核定。
三是建材產品的碳足跡決定了建筑業(yè)的碳排放水平,建筑業(yè)推進碳達峰碳中和的路徑中應加大對低碳建材產品的應用。嘗試將單位建材產品的碳排放強度作為建筑業(yè)采購建材產品的“強制”指標和價格調整因素。從需求端倒逼建材企業(yè)節(jié)能降碳。
四是依據頒布的能效水平的基準水平和標桿水平,制定水泥行業(yè)的三級標準,對于能效水泥達到標桿水平的,應納入鼓勵類,不受“兩高”政策和錯峰生產限制;對能效水平位于基準和標桿之間的生產線,嚴格按“兩高”項目管理,執(zhí)行錯峰生產和差別電價管理政策;對能效水平未達到基準水平的,必須停產改造升級(不超過三年),改造后不能達到標桿水平的,應予以淘汰關停。這樣能夠控制不同標準工廠的生產節(jié)奏,保持供需動態(tài)平衡,提升企業(yè)經濟效益,降低整個社會的能源消耗和碳排放。
五是將工業(yè)窯爐協(xié)同處置固廢(包含水泥窯協(xié)同)技術納入垃圾分類工作評估辦法的資源化利用率計算公式中,并列入衛(wèi)生城市評價標準釋義內。以華新水泥為例,公司每年大概要處理400多萬噸的城市生活垃圾,但是很多地方在衛(wèi)生城市評比評優(yōu)時,沒有把水泥窯這種工業(yè)鍋爐處置生活垃圾的方式列入評分當中。這對水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術的推廣和使用應該說是一個非常不好的限制條件。希望工信部和住房城鄉(xiāng)建設部能夠盡快把這項技術納入各地垃圾無害化率考核及衛(wèi)生城市評價的鼓勵項目當中,促進水泥企業(yè)加大對生活垃圾等替代燃料的使用,將消納城鄉(xiāng)一般固廢作為水泥企業(yè)的標配,實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展。
編輯:李佳婷
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