华新水泥：奏响新型工业化的绿色主旋律
水泥 信息化时代 2023-07-05
绿色制造是工业绿色发展的实现路径。绿色制造，也称为环境意识制造（EnvironmentallyConsciousManufacturing）、面向环境的制造（ManufacturingForEnvironment）等，是综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式，也就是产品在从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的全生命周期中，对环境的影响（负作用）最小，资源利用率最高，同时尽量使企业经济效益和社会效益最大化。
降低高耗能制造业的碳排放量是实现绿色制造的重要环节。数据显示，2022年全球水泥碳排放量为27亿吨左右，占全球能源相关碳排放量的7.5%。水泥生产碳减排任重道远。
在水泥熟料生产的碳排放量组成中，碳酸盐分解产生的工艺碳排放量约占65%，能源相关的碳排放量约占35%。绿色低碳的核心是改变传统的生产方式，引入新的技术和设备，但碳酸盐分解产生的工艺碳排放被世界公认是最难去碳化的。
因此，在现有条件下，水泥行业碳减排的主攻方向还是能源消费环节产生的碳。而能源消耗环节，最主要的路径就是使用替代能源，但替代能源的使用也面临诸多挑战。华新水泥党委书记、总裁李叶青表示，传统生产模式面临四大难题：第一，水泥低碳制造中替代燃料热值波动大，干扰因素多，生产控制难；第二，替代燃料种类多、特性各异，燃料预制备存取与均化难度高；第三，替代燃料成分复杂、品质各异，原料成分匹配调节频次高，水泥产品质量控制难；第四，替代燃料腐蚀性强，生产设备劣化加速，设备与现场安全监管难。
“尖端利器”助推绿色发展
在华新武汉长山口环保工厂，来自武汉江夏区、洪山区、武昌区、东湖高新区等区域的生活垃圾开始了“循环之旅”。破碎、干化、分选……这些生活垃圾经过生态预处理后，被转化为替代煤的衍生燃料，随后被封闭运到华新水泥公司旗下水泥厂进行水泥窑协同处置。
华新水泥党委书记、总裁李叶青
使用燃料替代技术
“水泥工业不能再以过去的上大关小、规模经济来作为核心发展方向。”李叶青表示，水泥工业应更关注系统效率，把能源效率、碳排放效率、产品最佳服务效率提升作为发展方向。华新水泥每天处理武汉市约1/3的生活垃圾，截至目前，已累计无害化处理超过140万吨，极大缓解了垃圾围城困扰。
截止到2022年底，华新水泥已累计使用废弃物衍生替代燃料1500多万吨，公司旗下窑线工厂平均TSR（燃料替代率）达到了15.9%，远高于中国水泥行业平均水平。其中，黄石万吨线工厂TSR达到40%以上，已经成为目前我国单位熟料碳排放量最低的生产线。“到2030年，华新水泥单位产品产值的碳排放量将比2005年下降70%以上；到2060年，最终实现净零排放。”李叶青说。
为绿色发展赋能
为解决大比例采用垃圾衍生燃料（RDF）导致生产不稳定的技术难题，华新水泥结合自身的减碳经验，设计了低碳制造智能化创新应用解决方案，为水泥制造行业绿色发展赋能。其国产化水泥低碳制造先进控制系统———HIAC（HuaxinIntelligentAdvancedContro），在保证水泥生产稳定运行的基础上，显著降低了生产煤耗及碳排放量；水泥智能在线质量控制系统———HOQC(HuaxinOnlineQualityControl)，用数据驱动生产，解决了燃料品质大幅波动情况下生产质量难以保证的难题，实现了高质低碳生产；智能设备监测优化系统———HERO（HuaxinEquipmentReconnaissanceOptimization），实现了水泥生产设备的实时监测、故障预测、智能预警，提升了设备运转率，保证生产的安全运行。
华新水泥数字化智能化管控中心
据悉，该方案已经在湖北、湖南、云南、西藏、四川等地18家水泥生产线推广应用，系统投运率达95%，覆盖了原燃料制备均化、烧成、粉磨、质检、维修等低碳水泥制造的全流程，其中智能先进控制系统———HIAC技术打破了国外垄断的同时，建设成本降低了70%以上。使用了该方案的工厂累计节约标煤6.53万吨、减少碳排放量32.49万吨，每年可减少二氧化碳排放约636万吨。
走出国门
数字化、智能化是华新水泥践行绿色发展理念的“尖端利器”。“近年来，华新水泥加快推进数字化转型、智能化升级，坚持自主创新和自主研发，率先建设水泥绿色低碳制造智能化示范工厂，打造世界领先的水泥智能工厂。”李叶青表示。2021年，华新水泥基于阿里云工业控制优化平台（AICS），搭建出一套水泥低碳制造智能先进控制系统，成功实现了大规模环保协同处置时的工况稳定控制，进一步提升了燃煤替代率与质量稳定性。目前，华新水泥正在国内所有水泥产线推广这套系统，并计划将其应用在海外产线上，让国产自研智能控制系统走出国门。
全产业链条 全生命周期减碳
生命周期的每个阶段都有碳排放，下一步华新水泥将遵循“全产业链条、全生命周期节能减碳”的原则，从四方面入手，深入推动绿色制造发展。
第一，华新水泥将推进绿色低碳的产品研发，优先研发和生产混合水泥、高性能水泥以及节能环保建材产品，降低单一的普通硅酸盐水泥比例；同时，充分利用数字技术、人工智能技术创建资源高效利用、低环境污染、节能降耗和高废料回收率的现代绿色水泥综合体系。
华新水泥绿色智能化工厂
第二，华新水泥将对供应链进行绿色评估，确保原料供应商遵循生态采购原则；全面推行绿色采购，优先购买具有良好环保声誉、可持续发展的供应商的产品。
第三，华新水泥继续采用清洁生产工艺，例如使用系统高水泥熟料新型干法生产技术，提高分解炉、管磨机、立磨、真空除尘等关键环节的效率；在生产过程中充分提高燃煤、电能、气能利用率，尽量减少能源消耗；应用数字技术、智能化技术优化生产管理，进行精准化控制、精细化管理，提升能源利用效能。
第四，实施大规模生产线废弃物协同处置和减少排放管理措施，加强粉磨、纸石浆、机制砂等不同物料的循环使用，提高绿色低碳废弃资源循环利用价值。
通过以上措施，华新水泥将推动企业在产品设计、原料采购、生产等过程中实现供应链全链条绿色低碳发展。
目前，水泥需求下行趋势凸显，能源价格居高不下，成本长期高企，利润不断压缩成为常态，提高能效水平，降低成本压力成为水泥企业提升综合实力与市场竞争力的关键突破点。
2023年7月6-7日，中国水泥网将在重庆举行“2023中国水泥节能与新能源发展大会”，从节能改造，光伏、储能等技术应用，绿电、替代燃料替代传统能源转型等方面出发，共同探讨水泥行业节能降耗新途径。
会后将参观东方希望重庆水泥预热器“5级改6级”节能示范线等。
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