水泥工厂的“双碳”修养
水泥 南方日报 2023-12-21
西江一路东流，从广西进入广东的第一站是肇庆封开县。经过封开县城后没多久，便会来到一座年设计吞吐量2000万吨、规模颇大的码头，而码头的所有者是一家大型水泥厂。
这里的水泥厂是华润建材科技旗下的封开水泥，它是华润建材科技规模最大、投资最多、战略位置最重要的水泥生产基地，同时也是封开县的龙头企业之一。
得益于独特的资源、物流和市场优势，水泥在当地是支柱产业，但这一行业的高能耗一直被诟病，同时水泥生产也产生了规模巨大的碳排放。中国建筑节能协会的一份报告显示，在建材生产阶段，钢铁、水泥生产的碳排放合计占比98%，其中水泥占44%。
有效降低碳排放，实现“双碳”目标，是整个水泥产业乃至建材行业需要共同应对的问题。对此，华润建材科技在封开水泥开启了一系列探索。
“烧”出来的减碳
封开水泥于2009年正式投产，共规划建设了6条日产4500吨的水泥熟料生产线和8台水泥粉磨系统，产品主要面向大湾区乃至整个华南的基建、建筑市场，生产规模庞大。
不过，记者在封开水泥厂区内的一幢厂房里看到，里面堆放的并不是水泥生产原料或成品，也不是窑炉所需的燃煤，而是一垛垛碎布条。几台大型作业车将这些碎布条源源不断地搬到传送带中。
“这其实是我们最新建设上线的协同处置替代燃料项目。”华润水泥（封开）有限公司副总经理李世界介绍，该项目的替代燃料主要是服装厂、纺织厂的纺织废料，另外还有废木屑等材料。
“碎布条燃烧后产生的热能，可以替代一部分原煤。”现场一名负责人向记者表示，这样一来既解决了纺织品废料处置难题，又减少了工厂的能源消耗量。
值得注意的是，由于采用了高温煅烧，因而不会再产生其他有害物质或有害气体，烧完后剩余的灰烬也可以融入硅酸盐水泥熟料之中，原本废弃的碎布条，在水泥厂里释放出了最后的使用价值。
据介绍，封开水泥的协同处置替代燃料项目，将为3条水泥生产线服务，预计每年可处置纺织品废料12万吨，节省燃煤约8.9万吨，减少二氧化碳排放约18.2万吨。
“可以说，这个协同处置项目，在行业内也是走在前列的。”李世界表示。
不论是原煤还是碎布条，燃烧后都会产生大量的二氧化碳，这正是水泥产业高碳排放的重要因素。但在封开工厂，生产过程中产生的二氧化碳并不会被这样简单地排出去，而是会被收集起来。
“这要归功于华润建材科技旗下研发中心自主创新的碳捕集装置，也是我们的关键核心装备。”李世界表示，封开水泥采用的富碳炉装备，能够在水泥煅烧环节进行富氧燃烧，产生高浓度的二氧化碳也会被收集和进一步提纯。
“捕”出来的固碳
捕集之后的二氧化碳如何处置？
知名经济学者任泽平在一份报告中指出，在CCUS（碳捕集利用与封存技术）链条中，捕集的二氧化碳主要通过碳封存和碳利用来处理，前者通常是将液态或气液混合状态的二氧化碳注入地层或海底与大气隔绝，后者通过工程技术手段将捕集的二氧化碳实现资源化利用。
而华润建材科技在封开水泥探索的正是后者。
在封开水泥厂区几公里外，全新建设、刚刚投用的两条板材生产线正在运转，一块块由尾矿废料为原料制成的蒸压加气混凝土板材在流水线上成型、切割、烘干。从水泥厂捕集并提纯的二氧化碳通过管道运送至这里，成为板材“加气”的原料。
“二氧化碳能够在板材内部发生系列反应，将里面的氧化钙转化为碳酸钙，实现碳化养护和固碳。”李世界表示，二氧化碳还能起到增压充气的作用，令板材保证强度的同时，质地更轻，隔音效果更好。
从“烧”到“捕”再到持续利用，碳元素在封开水泥实现了循环利用。“从碳利用来说，封开水泥在华润水泥内部是走在前面的，不是零零散散的利用，而是资源化、系统化、工业化，有相对规模化的利用。”李世界说。
走在水泥厂区中的一处坡地上，一排排整齐的光伏板正在静悄悄地运作。2022年5月，封开水泥投资超过4000万元建设10.5兆瓦分布式光伏并网电站，并于同年11月投运发电。这座电站年发电量可达1100万kWh，减少碳排放超过6000吨，而“就近接入、自发自用、余电上网”的方式也减少了封开水泥外购用电的成本。
而在粉磨、煅烧等环节，除了协同处置替代燃料的节能减碳外，封开水泥还对6条生产线装配了9兆瓦纯低温余热发电、高效节能风机，并对熟料煅烧配方进行调整，力求在更低温度的条件下保证熟料的质量。
此外，封开水泥还上线了窑磨专家系统和无人值守系统，通过智能化升级，提升管理水平和生产效率，进一步降低能耗电耗，促进节能减碳目标。
“减”出来的成效
在华润建材科技总裁景世青看来，封开水泥在节能降碳方面的成效是显著的。“封开水泥这些年来一直在不断地发展壮大，在‘双碳’实践中，也是华润建材科技的典型。”
响应国家“双碳”号召，华润建材科技提出了“3C”节能减碳体系。即源头低碳、过程减碳、末端去碳三方面内容，围绕矿山、烧成系统、粉磨系统、混凝土等产业链制定节能减碳技术路线。如今，“3C”节能减碳体系已逐步推广至华润建材科技各生产基地。
在碳排放数据上，2022年华润建材科技直接温室气体排放量为4437.24万吨，间接温室气体排放量为101.38万吨，碳排放强度同比下降约1.85%。
而根据华润建材科技设定的目标，至2025年，其熟料单位产品综合能耗要比2021年下降超过5kg/t.cl标准煤，单位产品综合能耗达标杆水平的产能超过30%。
作为碳排放大户，水泥产业“双碳”目标时间紧任务重，但近年来，包括华润建材科技在内的众多企业，持续通过技术升级，设备和工艺改进，不断探索节能减碳可行路径，如今已陆续取得了成效。
“与2020年相比，2022年建材行业二氧化碳排放量下降7.6％，水泥行业二氧化碳排放量下降13.9%。”在上月举行的2023年建筑材料行业大会上，中国建筑材料联合会阎晓峰表示，水泥行业提前实现碳达峰已成为现实，建材行业迈向碳中和的时代正在到来。
阎晓峰进一步指出，我国建材行业已走到换挡调整的关键时期、转型发展的十字路口，推动绿色低碳安全高质量发展是建材行业主动应对碳中和时代新形势、新环境、新变化使命担当的重要体现。
“未来我们还将继续在封开水泥探索新技术、新设备、新材料的应用，对于华润建材科技的‘双碳’目标，我们是有信心的。”李世界说。
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