2025年水泥行業現狀分析：降低碳捕集成本

  中國報告大廳網訊，隨著全球對碳排放問題的關注不斷升溫，水泥行業作為碳排放的重要來源，正面臨著前所未有的挑戰與機遇。2025年，水泥行業將在碳減排、碳捕集與利用技術方面迎來關鍵的發展節點。本文將深入探討水泥行業在碳減排、碳捕集與利用技術方面的現狀，並展望未來的發展方向，旨在為行業的綠色轉型提供參考。

  《2025-2030年全球及中國水泥行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出，水泥行業是我國國民經濟的重要基礎原材料產業，同時也是能源消耗和溫室氣體CO₂排放的主要領域。隨著國家碳減排工作的深入推進，水泥行業的碳減排、碳捕集與利用技術的發展受到了廣泛關注。近年來，水泥行業在碳減排、碳捕集與利用技術方面取得了一定的進展，但仍面臨諸多挑戰。未來，水泥行業需在降低碳捕集成本、優化碳計量方法設備、高效利用碳資源等方面持續努力，以進一步促進水泥生產減碳降碳目標的實現。

  一、水泥生產碳排放源的分類及計量

  (一)水泥生產碳排放源的分類

  水泥生產過程中的碳排放源主要分為直接排放源和間接排放源。直接排放源包括水泥生產工藝過程中碳酸鹽礦物分解產生的CO₂、水泥生產窯爐用燃料消耗產生的CO₂以及水泥生產非窯爐用燃料消耗產生的CO₂。其中，工藝生產礦物分解和能源消耗產生的碳排放量最大，約占碳排放總量的92%。間接碳排放源主要包括外購電力消耗和外購熟料消耗等產生的CO₂。

  (二)水泥生產碳排放量的計量

  碳排放量的計量是監測和量化水泥生產過程中CO₂排放量的重要措施。目前，碳排放量的計量主要有兩種較為成熟的方法：核算法和在線監測法。

  1. 核算法

  核算法通過確定碳排放核算邊界、識別碳排放源、選擇和獲取排放因子數據、計算燃料燃燒產生的CO₂排放量、水泥生產過程中產生的CO₂排放量、外購電力和熱力等產生的CO₂排放量，並匯總計算CO₂排放總量。研究表明，生產1噸P·I型矽酸鹽水泥，原材料開採、生產及運輸產生的碳排放量為35.15千克;工藝生產礦物分解產生的碳排放量為462.87千克;煤耗和電耗等能源消耗產生的碳排放量為505.92千克;成品發運產生的碳排放量為58.56千克。工藝生產礦物分解和能源消耗產生的碳排放量最大，應成為水泥行業碳排放研究的重點。

  2. 在線監測法

  在線監測法基於在線自動分析儀器，運用現代傳感器技術、自動測量技術、自動控制技術、計算機應用技術及相關的專用分析軟體和高效數據傳輸方式，組成綜合性在線監測與預警信息平台進行CO₂排放量在線監測。儘管在線監測法在電力行業得到了廣泛應用，但在水泥行業，國內仍很少採用該方法直接監測碳排放量。2022年12月，行業首套CO₂在線監測計量技術方案成功應用於福建三明南方水泥廠，標誌著水泥行業在碳排放量在線監測技術方面取得了重要進展。

  二、水泥行業碳捕集和碳利用現狀

  (一)碳捕集主要技術

  水泥行業碳捕集技術主要包括富氧/全氧燃燒、物理吸收、膜分離、空氣分離/排氣循環、低溫分離及化學吸收等。富氧/全氧燃燒技術作為水泥熟料燒成系統CO₂捕集的主要技術路線之一，為水泥行業碳捕集提供了技術支持。全氧燃燒技術通過提高水泥窯系統煙氣中的CO₂濃度，降低CO₂捕集成本，減少NOₓ的生成及燃燒後的煙氣量。

  (二)碳捕集技術應用現狀

  2011年4月，我國首台水泥迴轉窯富氧助燃節能裝置正式投入運行，測試結果顯示，該裝置在不增加燃料的前提下，能使水泥熟料生產線迴轉窯火焰溫度提高180℃，節能效果顯著。2024年1月，國內水泥行業首個碳捕集利用項目——「年產20萬噸CO₂全氧燃燒富集提純示範項目」在青州中聯水泥有限公司正式投入運行。該項目採用全氧燃燒流程再造技術及關鍵裝備，與常規後捕集技術相比，單位CO₂捕集能耗和運行成本降低了25%以上。

  (三)碳利用主要技術

  水泥行業碳利用的主要技術路徑包括碳化養護混凝土技術、廢渣礦化技術及新型固碳材料製備技術。碳化養護混凝土技術通過利用新拌混凝土中的鹼性組分與CO₂發生反應，將CO₂穩定封存在混凝土中，既能有效固定CO₂，也能加快混凝土力學性能的形成。廢渣礦化技術則利用鈣基工業廢渣與CO₂反應生成碳酸鈣等固體物質，實現CO₂的固化。新型固碳材料製備技術通過碳礦化材料與CO₂反應，製備成各種建材產品，有效促進了建材行業的經濟效益和社會效益。

  三、水泥行業碳減排、碳捕集及碳利用的展望

  儘管水泥行業在碳減排、碳捕集和碳利用領域已取得一定的突破，但技術的規模化應用仍面臨著諸多挑戰。未來，水泥行業需在降低碳捕集成本、推廣碳計量先進技術裝備、提高碳資源利用率等方面持續努力。

  (一)降低碳捕集成本

  目前，CO₂捕集提純技術已實現工業應用，但如何降低生產成本仍是亟待解決的問題。建議利用光伏發電、風電等綠色電力來降低制氧成本，提高能源效率，以解決CO₂捕集提純技術運行成本高的難題。

  (二)推廣碳計量先進技術裝備

  CO₂在線監測計量技術已實現試點應用，但需更長時間的運行效果驗證。建議國內大型水泥集團儘早落實CO₂在線監測計量的工程化應用，並共同論證研究成果的科學性、系統性和穩定性。

  (三)提高碳資源利用率

  水泥行業現狀分析指出，碳化養護混凝土技術是實現碳利用的有效途徑之一，但相對水泥窯系統捕集的CO₂量，其處理量有限。建議針對國內富產大量廢鋼渣的現狀，研究多級碳化製備建材製品技術及懸浮碳化製備高活性SCM材料技術，多渠道消納水泥窯系統捕集的大量CO₂，推動水泥行業的碳減排進程及綠色低碳高質量發展。

  四、總結

  水泥行業作為我國國民經濟的重要基礎原材料產業，面臨著碳減排的巨大壓力。通過碳捕集和利用技術的應用，水泥行業在實現碳減排目標方面取得了顯著進展。未來，水泥行業需在降低碳捕集成本、推廣碳計量先進技術裝備、提高碳資源利用率等方面持續努力，以進一步促進水泥生產減碳降碳目標的實現。隨著技術的不斷進步和政策的支持，水泥行業有望在2025年實現更加綠色、低碳的發展。

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