水泥企业积极推进节能降碳

水泥企业积极推进节能降碳

余唯扬，万亮，王瑶，涂征宇

中国葛洲坝集团水泥有限公司  湖北武汉  437000

摘要：2020年9月，习近平总书记在第七十五届联合国大会上宣布中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策措施，力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。“十四五”乃至未来很长的一段时期，减排降碳、低碳发展都将是我国经济社会发展的重要主题。

关键词：水泥企业；节能降碳；措施

引言

2021年1月，中国建筑材料联合会发布《推进建筑材料行业碳达峰、碳中和行动倡议书》，提出“水泥等行业要在2023年前率先实现碳达峰”。水泥行业作为碳排放大户，实现碳达峰、碳中和“3060”目标是一项长期、复杂而艰巨的任务，需要在排放端和吸收端同时发力。在排放端，要从源头减少排放源、降低排放强度，应从结构调整、技术创新、节能降耗等方面大力推进碳减排。在吸收端，推动碳捕集、利用和封存，降低碳排放。此外还应大力推进碳排放权交易市场建设，通过经济手段引导鼓励碳减排。

1减污降碳协同增效背景下，水泥行业的机遇

《实施意见》明确，到2025年，建材工业形成与保障国民经济建设、满足人民高质量建材需求相适应的良性发展新格局；行业全面实现碳达峰，水泥等行业在2023年前率先达峰，水泥等主要行业碳排放总量控制取得阶段性成果，绿色低碳循环发展生产体系初步形成，生态宜业成为行业主流价值观，水泥、玻璃等主要行业绿色低碳发展达到国际先进水平。“十三五”以来，建材工业绿色发展成效显著，万元增加值综合能耗和二氧化碳排放量总体呈现下降态势，2020年规模以上企业吨水泥熟料综合能耗比2015年下降3.6%。然而，建材行业能源消耗、二氧化碳排放、污染物排放总量在工业部门中仍然位居前三位，成为制约绿色低碳发展的重要瓶颈。预计到2025年，水泥产品单位熟料能耗比2020年下降3.7%，水泥窑使用替代燃料技术的生产线比重大于30%，水泥熟料总产能小于18亿吨（含），水泥行业能效达到标杆水平的产能比例达到30%。水泥行业清洁生产改造完成数量达到8.5亿吨。中国建筑材料联合会表示，“十四五”建材工业发展目标主要分为绿色低碳、质量效益、结构优化、技术创新、智能化转型5个方面。在结构优化方面，2020年，水泥熟料总产能为20亿吨，到2025年水泥熟料总产能小于18亿吨（含），将减少2亿吨以上。《实施意见》明确，加强重点行业和产品资源效率对标，编制主要行业节能降碳技术指南，推动存量项目节能降碳升级改造。在水泥、玻璃、陶瓷等行业逐步推动改造建设一批减污降碳协同增效的绿色低碳生产线，实现窑炉碳捕集利用封存技术产业化示范。在优化能源消费结构方面，《实施意见》明确，支持行业实施燃料替代，利用垃圾衍生燃料、生物质燃料等可燃废弃物高比例替代燃煤，推动替代燃料高热值、低成本、标准化预处理，提升水泥等行业燃料替代率。严格控制化石能源消费，推进重点行业清洁生产改造提升计划，实施节能、节材、减污、降碳等系统性清洁生产改造，提高天然气等清洁能源在行业的应用比重。提高非化石能源消费比例，研发并推广使用风能、太阳能、生物质能、氢能等非化石能源替代技术，引导企业利用余热余压、替代燃料、分布式发电等，推行分布式清洁能源及储能一体化系统应用，提高能源利用质量和效率。支持鼓励建材企业就近大规模高比例消纳可再生能源。

2水泥企业积极推进节能降碳重要意义

我国社会经济在发展的同时，带来的资源消耗与环境污染问题也日益严重，尤其是碳排放引起的温室效应已成为全球共同关注的焦点。目前，中国已成为仅次于美国的第二大碳排放源，其2013年二氧化碳排放量达100亿吨，约占全球总排放量的28%。尤其以水泥为代表的高能耗产业，其生产排放的二氧化碳约占我国工业生产二氧化碳排放总量的20%。面对如此严峻的碳减排形势，国务院办公厅印发《2014~2015年节能减排低碳发展行动方案》，明确强调将碳减排目标作为约束性指标，并通过将其层层分解落实到各行业的相关企业。因此，工业企业作为碳减排实施的主体，面临着诸多压力和挑战。低碳化是工业企业战略转型的必由之路。由此可见，水泥企业有实施低碳实践的动力，然而目前我国水泥企业实施低碳实践的水平还比较低，造成这种情况的原因是什么？本文旨在通过对水泥企业实施低碳实践的现状进行分析，识别出影响水泥企业实施低碳实践的障碍性因素，以期为政府制定相应对策及企业有效实施低碳实践提供借鉴。

3水泥企业积极推进节能降碳措施

3.1水泥立磨终粉磨系统节能设计

水泥粉磨过程十分复杂，是球磨等不同粉磨系统的组合。立磨是目前用来粉磨水泥生料的系统，具有较强的应用优势，然而在水泥粉磨上面却迟迟没能普遍应用与推广。这是因为水泥生产企业对水泥立磨终粉磨系统实验与研究不足，无法明确采用该系统得到的水泥产品是否符合标准及建设要求。传统水泥粉磨技术耗电较高，系统设计以及设备较为复杂，粉磨效率也难以进行提升，采用水泥立磨终粉磨系统能够减少水泥粉磨的成本消耗，有利于企业建设和发展。从节能因素的角度来看，想要判断水泥立磨终粉磨系统是否节能，要从单位产量装机功率和立磨生产水泥的实际数据来进行分析。从单位产量装机功率来看，该数据结果能够直接反映出系统的耗能情况。结合部分企业试验人员的测试结果显示，水泥立磨终粉磨系统装机功率远远低于传统磨机粉磨。从生产水泥产品的数据来看，平均耗电量低于传统磨机粉磨耗电量。将传统水泥粉磨技术与水泥立磨终粉磨系统相对比，能够看出水泥立磨终粉磨系统的应用优势，具体包括以下几个方面:(1)节电效果明显。通过对两种粉磨技术耗电情况进行对比，能够看出水泥立磨终粉磨系统节电效果十分明显，这对水泥生产企业来说无疑是值得关注的，能够节省大量的电能消耗，减少水泥生产成本。(2)单机能力大。水泥立磨终粉磨系统设备数量少，占地面积小，且操作较为简单，相对于传统粉磨技术来说更加容易控制。(3)水泥产品工作性能无差异。相对于传统粉磨技术得到水泥产品，水泥立磨终粉磨系统得到的水品产品工作性能并没有显著区别。(4)系统稳定可靠。相对于传统粉磨的多个机械设备以及复杂的粉磨技术，水泥立磨终粉磨系统更加容易操作，机械设备数量较少，更加容易操控，系统不容易出现故障，稳定运行性较好。(5)原料适应性更强。对于传统粉磨技术来说，不同的物料要对粉磨技术进行适当的调整，而水泥立磨终粉磨系统具有更强的原料适应性，减少了大量的人为工作。

3.2水泥生产新能源应用工艺技术

新型干法水泥生产工艺中主要有热耗和电耗两个方面，其中热耗主要发生在熟料煅烧阶段，而电耗则发生各个工艺中及工艺间的输送过程中，如原料开采与混合、生料粉磨、均化、熟料煅烧、水泥粉磨以及运输、包装等。目前国外在提高能源效率主要采取的措施有提高窑系统热效率、余热回收利用以及提高水泥厂的自动化水平等。我国一些规模较大的水泥企业也在积极研发提高能源效率的节能设备，如在水泥粉磨过程中，由于粉磨过程效率极低，传统的球磨机能量利用率仅为1%~3%，绝大部分能量转化为热量散失浪费掉。而此过程中的电耗占总电耗的40%左右。因此一些先进企业积极研发一种效率较高的立磨，目前我国自主研发的立磨已获得较大的进展，如能研发成功较高利用率的无球料床粉磨技术，将节约40%的电耗。虽然我国一些处于行业领先地位的水泥企业在工艺流程及设备方面都进行了有意义的探索，但普及程度还不够高。

结语

通过对国内水泥企业实施低碳实践的现状分析，得出目前影响我国水泥企业实施低碳实践的障碍因素主要来自技术与资金能力不足、高层管理者不重视以及国家引导性政策的缺乏三个方面。针对这三方面的障碍，政府需加强法规建设和执法力度，引起水泥企业高层管理者对低碳实践的重视，同时增加对低碳技术研发等低碳实践的扶持力度，出台相应的配套政策，才能促使水泥企业有效的实施低碳实践。

参考文献

[1]　中国建筑材料联合会.推进建筑材料行业碳达峰、碳中和行动倡议书[J].中国水泥，2021（2）：8-10.

[2]　中国建筑材料联合会.中国建筑材料工业碳排放报告（2020年度）[J].中国建材，2021（4）：59-62.

[3]　赵金兰，张　翼，孟翠玲，等.碳交易市场下水泥企业温室气体排放核算研究[J].水泥，2017（11）：1-3.