水泥家产碳减排的技能路径

水泥家产碳减排的主要技能路径有:低落出产能耗、利用替代燃料、提高熟料质量和低落原质料碳酸盐解析的排放量。......

编者按:齐冬有等3位业内人士撰写了“水泥家产碳减排技能路径”专业文章。碳减排是水泥行业所必需要面临息争决的课题。碳减排一是如何减;二是如何计较减。这就需要大白碳来历、数值,潜在减排空间巨细。减排不能只盯通用水泥,要从成长低碳胶凝质料更宽视野研究减排主要偏向和技能路径。与此同时,需要碳减排数据正确,并具可比性,即俗称口径一致,以正确计较减排了几多和客观评价减排结果。作者所提概念值得业表里参考。


水泥家产是世界第三大能源耗损行业,占据家产能源耗损的7%,也是世界第二大CO2排放行业,占全球CO2排放的7%[1]。我国水泥家产2020年碳排放约12.3亿吨,约占建材家产的84.3%[2],约占全国的13.5%。水泥家产是我国家产全面实现碳减排的要害财富,对我国实现碳中和方针影响重大。

水泥家产的碳排放主要来历是出产电耗、燃料燃烧和原质料碳酸盐解析[3-9]。凭据水泥单元产物能源耗损限额的现行国度尺度[10,11]先进值计较[12,13],可比水泥的CO2排放约为675kg/t。个中,出产电耗间接排放的CO2占10.82%,燃料燃烧直接排放的CO2占31.45%,原质料碳酸盐解析直接排放的CO2占57.73%。水泥综合电耗、熟料尺度煤耗取GB 16780-2012《水泥单元产物能源耗损限额》先进指标上限值,别离为103 kgce/t、85 kW·h/t,水泥中熟料占比取0.75;熟料工艺排放CO2凭据当局间气候变革专门委员会(IPCC)默认值(5000t/d出产线吨熟料工艺排放CO2取520kg);电力排放因子和标煤排放因子凭据HJ2519-2012《情况符号产物技能要求水泥》,别离取值0.86kg/kW·h和2.75t/t。计较如下:Q可比水泥=0.75×2.75×103+0.86×85+0.75×520≈675kg/t。未思量余热发电、余热操作、替代燃料等CO2减排,未思量钙质替代原料和介质原料非碳酸盐形式存在的CaO因素,未计较生料有机碳和水泥窑粉尘煅烧排放的CO2。

针对水泥家产的碳排放主要来历,碳减排技能路径主要有提高工艺程度、利用替代燃料、低落熟料系数、低落原质料碳酸盐解析排放的CO2等方面,其潜在的减排空间也不尽沟通。

1.提高工艺技能程度,低落水泥单元能耗

自上世纪八十年月以来,我国水泥工艺技能程度不绝晋升,水泥单元能耗不绝低落[5,14]。表1是我国GB16780《水泥单元产物能源耗损限额》2007版和2012版的水泥单元产物能耗先进值,连系国《水泥家产低碳转型技能蹊径图》2050年全世界指标值[1,4],以及当前我国5000t/d出产线先进值的比拟。凭据GB16780《水泥单元产物能源耗损限额》,利用“可比熟料”、“可比水泥”能耗值的相关计较才具有可比性,因此,本文中熟料和水泥的CO2排放值都按此原则计较。

由表1可见,可比水泥综合能耗GB 16780-2012比GB 16780-2007低落了约5.4%,淘汰水泥CO2排放的孝敬率为2.07%;当前5000t/d先进值对比GB 16780-2012低落约4.5%,淘汰水泥CO2排放的孝敬率为1.72%。水泥单元产物能耗指标的进步浮现了水泥工艺装备技能的进步,也回响了工艺装备技能对水泥碳排放的孝敬水平。进一步通过节能技能改革和增强节能打点,敦促我国水泥企业普遍到达《水泥单元产物能源耗损限额》尺度要求十分须要。同时,也应清楚的认识到我国当前水泥工艺技能程度已经远超世界平均程度,通过低落水泥综合能耗来低落水泥CO2排放的空间不大[4,15]。

2.利用替代燃料,低落化石燃料

水泥出产进程中可以利用替代燃料来淘汰CO2的排放,替代燃料可以分为固态替代燃料、液态替代燃料和睦态替代燃料。固态替代燃料主要有木屑、塑料、农业残余物、废弃轮胎、石油焦等;液态替代燃料主要有矿物油、液压油等;气态替代燃料主要有焦炉气、炼油气、裂解气、埋填的废料发生的气体等[16,17]。废油、废轮胎、污泥等用作替代燃料较为普遍,个中,废油热值最高、碳排放因子最低。凭据HJ2519-2012《情况符号产物技能要求水泥》,废油CO2排放因子取值0.074kg/MJ,废轮胎CO2排放因子取值0.085kg/MJ,烘干污泥CO2排放因子取值0.11kg/MJ,熟料综合热耗按GB 16780-2012先进限值3019kJ/kg计较,当熟料烧成对煤所需热值替代率到达连系国《水泥家产低碳转型技能蹊径图》2050年30%的要求时,别离可以或许低落熟料燃料燃烧CO2排放6.34%、2.82%和-5.17%,低落水泥CO2排放1.99%、0.89%和-1.63%;当热值替代率到达我国2050年70%的要求时,别离可以或许低落熟料燃料燃烧CO2排放14.80%、6.59%和-12.06%,低落水泥CO2排放4.65%、2.07%和-3.79%。我国今朝替代燃料利用率约1.2%[4],替代燃料成长空间较大。但污泥、木柴、糊口垃圾等发烧量低,CO2排放因子高,反而会增加水泥的CO2排放。假如不思量替代燃料自身的CO2排放,只思量对化石燃料的替代减排,则减排结果十分显著。

3.提高熟料质量,低落熟料系数

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