海德堡将建设水泥行业第一条全尺寸CCS项目
水泥 cement wang 2021-01-20
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海德堡官方网站于2020年12月15日发布消息，将在挪威Brevik水泥厂建设全球水泥行业第一条全尺寸（full-scale）CCS项目，预计每年可以捕集40万吨CO2，这些CO2预计将被永久封存。该项目预计马上就会开工，预期在2024年前实现CO2从烟气中的分离。最终其可以减少该厂CO2排放量的50%。
在此，围绕这条新闻想展开说下。
CCS是什么？CCS是碳捕集和封存的简称（carbon capture and storage），指将CO2从工业排放源中分离出来，输送到封存地点，并长期与大气隔绝。这种技术被认为是未来大规模减少CO2排放的最经济/可行的方法。
1.水泥行业碳减排已经在路上了
如果你长期跟踪CCS，就发现海德堡的这项工作其实一直在推进。Brevik这条生产线在2013年就开始开展CCS的工业试验了。从2013-2017年，其试验了四种CO2的捕集技术，分别为有机胺吸收法、膜吸收技术、钙循环技术和固体吸收技术。最终表明，有机胺吸收法可能是目前阶段最适用的技术。
海德堡水泥除了CCS外，围绕CO2的减排，还在与欧洲水泥研究院合作开展全氧燃烧富集CO2的示范、LEILAC技术应用（间接换热，然后收集碳酸盐分解产生的CO2）、低碳混凝土的开发等。
除了海德堡公司外，国外很多公司都已经开始围绕水泥行业的碳减排开展了相关部署。例如，FLSmidth依托自身优势，于2019年提出了“零排放”愿景（Mission Zero），期待在2030年前帮助水泥企业实现废气等的零排放。
2.为什么全尺寸却只能减少50%的CO2排放？
据资料显示，Brevik是一条3200tpd生产线，年排放CO2量应该在80万吨左右。既然CCS是全尺寸的，为什么CO2的减排量不是100%呢？
我想主要有下面几点：
①捕集后的CO2浓度也无法达到100%，其应该会根据经济最优的原则选择一个合适水平，这样就导致排放的烟气中仍有部分CO2；
②CO2捕集过程是一个高耗能过程，根据显示的资料（如下图），因CO2捕集导致的热耗会增加46MW。你如果对这个数字没有概念的话，换算成标煤为5.65 tph，因此多排放的CO2量为约为11万吨/年。
3.我们怎么办？
水泥行业减碳将会是未来至少20-30年的主旋律。根据CSI发布的水泥行业碳减排路线图，主要的减碳方法有4种：降低能耗、使用替代燃料、降低水泥种熟料比例和CO2的捕集、利用（CCS/CCUS）。
降低能耗：由于目前能耗水平已经较低，继续降低能耗的潜力有限。
使用替代燃料：这是我们国家目前最需要发展的。我国水泥行业替代燃料使用率平均不到3%，而国外发达国家最高可以达到50%-60%以上。
降低水泥中熟料比例：对我国来说潜力有限。
CCS：未来（或许10年后）碳减排的主力军。
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