水泥工廠的“雙碳”修養(yǎng)

文章來源:南方日報葛政涵2023-12-22 12:42

西江一路東流，從廣西進入廣東的第一站是肇慶封開縣。經(jīng)過封開縣城后沒多久，便會來到一座年設計吞吐量2000萬噸、規(guī)模頗大的碼頭，而碼頭的所有者是一家大型水泥廠。

這里的水泥廠是華潤建材科技旗下的封開水泥，它是華潤建材科技規(guī)模最大、投資最多、戰(zhàn)略位置最重要的水泥生產(chǎn)基地，同時也是封開縣的龍頭企業(yè)之一。

得益于獨特的資源、物流和市場優(yōu)勢，水泥在當?shù)厥侵еa(chǎn)業(yè)，但這一行業(yè)的高能耗一直被詬病，同時水泥生產(chǎn)也產(chǎn)生了規(guī)模巨大的碳排放。中國建筑節(jié)能協(xié)會的一份報告顯示，在建材生產(chǎn)階段，鋼鐵、水泥生產(chǎn)的碳排放合計占比98%，其中水泥占44%。

有效降低碳排放，實現(xiàn)“雙碳”目標，是整個水泥產(chǎn)業(yè)乃至建材行業(yè)需要共同應對的問題。對此，華潤建材科技在封開水泥開啟了一系列探索。

●南方日報記者葛政涵

攝影王俊濤張迪

“燒”出來的減碳

封開水泥于2009年正式投產(chǎn)，共規(guī)劃建設了6條日產(chǎn)4500噸的水泥熟料生產(chǎn)線和8臺水泥粉磨系統(tǒng)，產(chǎn)品主要面向大灣區(qū)乃至整個華南的基建、建筑市場，生產(chǎn)規(guī)模龐大。

不過，記者在封開水泥廠區(qū)內(nèi)的一幢廠房里看到，里面堆放的并不是水泥生產(chǎn)原料或成品，也不是窯爐所需的燃煤，而是一垛垛碎布條。幾臺大型作業(yè)車將這些碎布條源源不斷地搬到傳送帶中。

“這其實是我們最新建設上線的協(xié)同處置替代燃料項目。”華潤水泥（封開）有限公司副總經(jīng)理李世界介紹，該項目的替代燃料主要是服裝廠、紡織廠的紡織廢料，另外還有廢木屑等材料。

“碎布條燃燒后產(chǎn)生的熱能，可以替代一部分原煤。”現(xiàn)場一名負責人向記者表示，這樣一來既解決了紡織品廢料處置難題，又減少了工廠的能源消耗量。

值得注意的是，由于采用了高溫煅燒，因而不會再產(chǎn)生其他有害物質或有害氣體，燒完后剩余的灰燼也可以融入硅酸鹽水泥熟料之中，原本廢棄的碎布條，在水泥廠里釋放出了最后的使用價值。

據(jù)介紹，封開水泥的協(xié)同處置替代燃料項目，將為3條水泥生產(chǎn)線服務，預計每年可處置紡織品廢料12萬噸，節(jié)省燃煤約8.9萬噸，減少二氧化碳排放約18.2萬噸。

“可以說，這個協(xié)同處置項目，在行業(yè)內(nèi)也是走在前列的。”李世界表示。

不論是原煤還是碎布條，燃燒后都會產(chǎn)生大量的二氧化碳，這正是水泥產(chǎn)業(yè)高碳排放的重要因素。但在封開工廠，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳并不會被這樣簡單地排出去，而是會被收集起來。

“這要歸功于華潤建材科技旗下研發(fā)中心自主創(chuàng)新的碳捕集裝置，也是我們的關鍵核心裝備。”李世界表示，封開水泥采用的富碳爐裝備，能夠在水泥煅燒環(huán)節(jié)進行富氧燃燒，產(chǎn)生高濃度的二氧化碳也會被收集和進一步提純。

“捕”出來的固碳

捕集之后的二氧化碳如何處置？

知名經(jīng)濟學者任澤平在一份報告中指出，在CCUS（碳捕集利用與封存技術）鏈條中，捕集的二氧化碳主要通過碳封存和碳利用來處理，前者通常是將液態(tài)或氣液混合狀態(tài)的二氧化碳注入地層或海底與大氣隔絕，后者通過工程技術手段將捕集的二氧化碳實現(xiàn)資源化利用。

而華潤建材科技在封開水泥探索的正是后者。

在封開水泥廠區(qū)幾公里外，全新建設、剛剛投用的兩條板材生產(chǎn)線正在運轉，一塊塊由尾礦廢料為原料制成的蒸壓加氣混凝土板材在流水線上成型、切割、烘干。從水泥廠捕集并提純的二氧化碳通過管道運送至這里，成為板材“加氣”的原料。

“二氧化碳能夠在板材內(nèi)部發(fā)生系列反應，將里面的氧化鈣轉化為碳酸鈣，實現(xiàn)碳化養(yǎng)護和固碳。”李世界表示，二氧化碳還能起到增壓充氣的作用，令板材保證強度的同時，質地更輕，隔音效果更好。

從“燒”到“捕”再到持續(xù)利用，碳元素在封開水泥實現(xiàn)了循環(huán)利用。“從碳利用來說，封開水泥在華潤水泥內(nèi)部是走在前面的，不是零零散散的利用，而是資源化、系統(tǒng)化、工業(yè)化，有相對規(guī)?；睦?。”李世界說。

走在水泥廠區(qū)中的一處坡地上，一排排整齊的光伏板正在靜悄悄地運作。2022年5月，封開水泥投資超過4000萬元建設10.5兆瓦分布式光伏并網(wǎng)電站，并于同年11月投運發(fā)電。這座電站年發(fā)電量可達1100萬kWh，減少碳排放超過6000噸，而“就近接入、自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”的方式也減少了封開水泥外購用電的成本。

而在粉磨、煅燒等環(huán)節(jié)，除了協(xié)同處置替代燃料的節(jié)能減碳外，封開水泥還對6條生產(chǎn)線裝配了9兆瓦純低溫余熱發(fā)電、高效節(jié)能風機，并對熟料煅燒配方進行調整，力求在更低溫度的條件下保證熟料的質量。

此外，封開水泥還上線了窯磨專家系統(tǒng)和無人值守系統(tǒng)，通過智能化升級，提升管理水平和生產(chǎn)效率，進一步降低能耗電耗，促進節(jié)能減碳目標。

“減”出來的成效

在華潤建材科技總裁景世青看來，封開水泥在節(jié)能降碳方面的成效是顯著的。“封開水泥這些年來一直在不斷地發(fā)展壯大，在‘雙碳’實踐中，也是華潤建材科技的典型。”

響應國家“雙碳”號召，華潤建材科技提出了“3C”節(jié)能減碳體系。即源頭低碳、過程減碳、末端去碳三方面內(nèi)容，圍繞礦山、燒成系統(tǒng)、粉磨系統(tǒng)、混凝土等產(chǎn)業(yè)鏈制定節(jié)能減碳技術路線。如今，“3C”節(jié)能減碳體系已逐步推廣至華潤建材科技各生產(chǎn)基地。

在碳排放數(shù)據(jù)上，2022年華潤建材科技直接溫室氣體排放量為4437.24萬噸，間接溫室氣體排放量為101.38萬噸，碳排放強度同比下降約1.85%。

而根據(jù)華潤建材科技設定的目標，至2025年，其熟料單位產(chǎn)品綜合能耗要比2021年下降超過5kg/t.cl標準煤，單位產(chǎn)品綜合能耗達標桿水平的產(chǎn)能超過30%。

作為碳排放大戶，水泥產(chǎn)業(yè)“雙碳”目標時間緊任務重，但近年來，包括華潤建材科技在內(nèi)的眾多企業(yè)，持續(xù)通過技術升級，設備和工藝改進，不斷探索節(jié)能減碳可行路徑，如今已陸續(xù)取得了成效。

“與2020年相比，2022年建材行業(yè)二氧化碳排放量下降7.6％，水泥行業(yè)二氧化碳排放量下降13.9%。”在上月舉行的2023年建筑材料行業(yè)大會上，中國建筑材料聯(lián)合會閻曉峰表示，水泥行業(yè)提前實現(xiàn)碳達峰已成為現(xiàn)實，建材行業(yè)邁向碳中和的時代正在到來。

閻曉峰進一步指出，我國建材行業(yè)已走到換擋調整的關鍵時期、轉型發(fā)展的十字路口，推動綠色低碳安全高質量發(fā)展是建材行業(yè)主動應對碳中和時代新形勢、新環(huán)境、新變化使命擔當?shù)闹匾w現(xiàn)。

“未來我們還將繼續(xù)在封開水泥探索新技術、新設備、新材料的應用，對于華潤建材科技的‘雙碳’目標，我們是有信心的。”李世界說。

■對話

華潤建材科技總裁景世青

期待碳市場

盡快在水泥產(chǎn)業(yè)推出

南方日報：華潤建材科技“3C”節(jié)能減碳體系具體是怎樣實施的？

景世青：“3C”節(jié)能減碳體系分為源頭低碳、過程減碳、末端去碳三方面。

一是從生產(chǎn)源頭入手，通過原燃料替代、清潔能源等方式，降低傳統(tǒng)化石能源投入量，拓寬能源利用范圍；二是生產(chǎn)過程中開展節(jié)能減碳工藝設備和系統(tǒng)優(yōu)化升級，實現(xiàn)生產(chǎn)精準控制；三是在生產(chǎn)末端通過生物固碳和二氧化碳捕集、利用和封存技術，將二氧化碳再循環(huán)。

一系列升級的成效已經(jīng)顯現(xiàn)并在行業(yè)中起到引領作用，我們旗下的位于廣西田陽的基地剛剛入選最新一批“燈塔工廠”，這也是全球范圍建材行業(yè)的首座“燈塔工廠”，是建材行業(yè)以前沿技術催生新產(chǎn)業(yè)、新模式、新動能，發(fā)展新質生產(chǎn)力，尋找綠色低碳發(fā)展的有益探索。

南方日報：您如何看待“碳交易”？目前“碳市場”的概念非?；?，在您看來水泥產(chǎn)業(yè)如何開展碳核算和實現(xiàn)脫碳，以迎接碳市場？

景世青：水泥行業(yè)的碳配額分配方案、核算報告和核查要點、排放邊界等內(nèi)容仍在討論之中，目前還沒有一個明確的定論，我們認為通過產(chǎn)能來核算碳排放配額是相對合理的。

隨著城市化發(fā)展到一定階段，加上房地產(chǎn)等行業(yè)深度調整，水泥產(chǎn)業(yè)也出現(xiàn)了增長曲線放緩“平臺期”，需要依靠產(chǎn)能迭代來達到新的工序平衡，而碳排放、碳交易的管理，也將有助于產(chǎn)能結構調整。

我們這些年在節(jié)能減排做了很多努力，能耗表現(xiàn)方面相對占優(yōu)，未來碳市場的出臺對于我們而言是重大利好，行業(yè)可以借此機會加速淘汰落后產(chǎn)能，我們和行業(yè)其他能耗表現(xiàn)較好的龍頭企業(yè)一樣，希望碳市場盡快推出。