劉淑娟 趙旭東 王 娜 劉 偉

(中國(guó)建筑材料工業(yè)規(guī)劃研究院(北京)，北京 100035)

前言

建材工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的原材料工業(yè)，也是資源、能源依賴型工業(yè)。我國(guó)已經(jīng)成為世界最大的建材生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，建材工業(yè)能耗總量約占全國(guó)能耗總量和工業(yè)部門(mén)能耗總量的7%和10%。為滿足市場(chǎng)需求，未來(lái)我國(guó)建材產(chǎn)品的生產(chǎn)將繼續(xù)維持較大規(guī)模。2020年，我國(guó)向世界承諾將力爭(zhēng)2030年前碳達(dá)峰、努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，并已將碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局。2021年初，中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)向全行業(yè)發(fā)出倡議，建材行業(yè)要在2025年前全面實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰。在以上背景下，建材全行業(yè)不斷降低能耗及大力倡導(dǎo)碳減排勢(shì)在必行。

1 建材行業(yè)能源消耗基本概況

從能源消耗規(guī)模來(lái)看，2019年建材行業(yè)總體能源消耗約3.28億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比2018年上升1.55%，主要原因是作為耗能大戶的水泥行業(yè)熟料產(chǎn)量增加1億噸，帶動(dòng)全行業(yè)能耗總量的明顯增長(zhǎng)。

在主要耗能建材子行業(yè)中，水泥行業(yè)是最大的耗能單元，能源消耗占建材行業(yè)總能耗的57.6%左右，總用能達(dá)到1.89億噸標(biāo)準(zhǔn)煤；建筑陶瓷行業(yè)，能耗總量占建材行業(yè)的13.0%；其他能耗較大的行業(yè)還包括燒結(jié)磚和石灰，在建材行業(yè)的能耗占比分別為9.89%和9.65%，如表1、圖1。

從燃料消費(fèi)結(jié)構(gòu)來(lái)看，煤炭在建材總?cè)剂舷M(fèi)中的占比高達(dá)80%，在能源消費(fèi)碳排放中貢獻(xiàn)度最高，節(jié)煤降碳的壓力最大。

在建材工業(yè)子行業(yè)中，水泥依然是最主要的燃煤產(chǎn)業(yè)，2019年煤炭消費(fèi)量達(dá)到1.65億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，在建材行業(yè)中占比高達(dá)74.1%；石灰行業(yè)是建材中的第二大燃煤?jiǎn)挝唬?019年煤炭消費(fèi)在建材行業(yè)中占比為11.2%；燒結(jié)磚和建筑陶瓷也有較高的煤炭消費(fèi)占比，但近年來(lái)燒結(jié)磚在產(chǎn)量下降、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的推動(dòng)下，對(duì)煤炭的消耗逐年減少。建筑陶瓷能源改革力度較大，天然氣等清潔能源逐漸占據(jù)主體(如圖2)。

表1 2019年建材工業(yè)不同子行業(yè)能源消耗基本概況

圖1 2019年建材工業(yè)不同子行業(yè)能源消費(fèi)占比

水泥和石灰行業(yè)不僅在建材領(lǐng)域的煤炭消耗中占據(jù)主體地位，而且其以石灰石為原料的工藝路線導(dǎo)致其在煅燒過(guò)程中工藝碳排放量很高，因此在建材工業(yè)“雙碳”目標(biāo)推進(jìn)過(guò)程中，水泥和石灰應(yīng)作為重點(diǎn)行業(yè)進(jìn)行減煤降碳研究(如表2所示)。

表2 2019年建材工業(yè)不同子行業(yè)燃料消費(fèi)基本概況

圖2 2019年建材工業(yè)不同子行業(yè)煤炭消費(fèi)占比

2 水泥行業(yè)與石灰行業(yè)的二氧化碳排放情況

2.1 水泥行業(yè)二氧化碳排放

水泥行業(yè)的碳排放主要來(lái)源于水泥熟料的生產(chǎn)過(guò)程。這一過(guò)程中，作為原料的石灰石、黏土和其他物質(zhì)在鍋爐中經(jīng)高溫煅燒，原料和燃料當(dāng)中大量碳元素在燃燒中與氧結(jié)合，釋放出二氧化碳。這一過(guò)程的碳排放根據(jù)碳來(lái)源的不同可分為燃料排放(燃煤)和工藝排放(碳酸鹽分解)。

2020年，我國(guó)水泥熟料產(chǎn)量約15.77億t，熟料生產(chǎn)直接碳排放在0.85t左右，全行業(yè)熟料生產(chǎn)直接碳排放在13.5億t左右，占據(jù)整個(gè)水泥行業(yè)排放量的95%以上。除了水泥熟料生產(chǎn)帶來(lái)的直接碳排放，熟料煅燒和水泥粉磨還有部分電量消耗，帶來(lái)二氧化碳間接排放。初步測(cè)算，噸水泥生產(chǎn)綜合電耗產(chǎn)生的間接碳排放平均在30kg左右(減除余熱發(fā)電量，僅考慮外購(gòu)電)。

“十四五”及未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，水泥行業(yè)將繼續(xù)深化推進(jìn)轉(zhuǎn)型升級(jí)，通過(guò)節(jié)能減排技術(shù)研發(fā)及推廣、智能制造技術(shù)推廣、嚴(yán)格實(shí)施去產(chǎn)能政策和加快進(jìn)入碳交易市場(chǎng)等方式，全面推動(dòng)水泥工業(yè)節(jié)能減排，為水泥行業(yè)碳達(dá)峰和碳中和的實(shí)現(xiàn)提供措施保障。

2.2 石灰行業(yè)二氧化碳排放

石灰行業(yè)規(guī)模在建材領(lǐng)域相對(duì)較小，2020年全國(guó)石灰產(chǎn)量2.8億t，行業(yè)總產(chǎn)值在千億元左右。但石灰同時(shí)又是高耗能高污染的產(chǎn)業(yè)，目前全國(guó)平均能耗在150kgce/t石灰左右，2020年全行業(yè)煤炭消耗在4000萬(wàn)t標(biāo)煤左右，煤炭消耗約占石灰行業(yè)能耗總量的99%。因?yàn)槭倚袠I(yè)能耗高、污染大，加上很多地區(qū)普遍存在企業(yè)規(guī)模小、技術(shù)水平低等問(wèn)題，導(dǎo)致污染物排放監(jiān)管比較困難，也因此在歷次的環(huán)保督察中備受詬病。基于以上弊端，一些地區(qū)對(duì)石灰產(chǎn)業(yè)一砍了之，導(dǎo)致區(qū)域性供給不足。

與水泥生產(chǎn)類似，石灰生產(chǎn)碳排放根據(jù)碳來(lái)源的不同也分為燃煤排放和工藝排放兩部分。以當(dāng)前平均工藝技術(shù)水平測(cè)算，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)1t石灰的二氧化碳排放在1.2t左右，其中工藝排放(碳酸鹽分解)占比達(dá)到2/3以上。石灰行業(yè)二氧化碳直接排放量至少在3億t以上(有部分石灰生產(chǎn)企業(yè)采用天然氣、高爐煤氣、液化石油氣等作為燒成燃料，在此不做詳細(xì)測(cè)算)。

近年來(lái)，隨著產(chǎn)業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)的變化和裝備水平的提高，大型現(xiàn)代化石灰窯由于自動(dòng)化水平高、物料粒徑合理和原燃料配比合理，引領(lǐng)行業(yè)單位產(chǎn)品燒成煤耗有較大幅度的下降。但從全國(guó)總體水平看，落后產(chǎn)能規(guī)模占比仍然偏高，行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的空間較大。十四五期間，需要加強(qiáng)石灰窯節(jié)能環(huán)保先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)與推廣，主要減煤降碳措施包括改進(jìn)煅燒工藝、加強(qiáng)窯爐保溫、采用清潔燃料和提高窯爐余熱利用等。通過(guò)一系列的節(jié)能技術(shù)推廣，預(yù)計(jì)2025年行業(yè)平均煤耗可降低至140kgce/t石灰。

3 結(jié)論與建議

我國(guó)“30·60”雙碳目標(biāo)的提出，不僅是中國(guó)向世界作出的莊嚴(yán)承諾，也是中國(guó)經(jīng)濟(jì)以“綠色低碳”為重要支點(diǎn)邁向高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。水泥和石灰作為建材領(lǐng)域碳排放量最大的兩個(gè)行業(yè)，其生產(chǎn)過(guò)程的直接碳排放量(燃煤排放和工藝排放)占建材行業(yè)總碳排放的90%以上，是我國(guó)推進(jìn)落實(shí)“雙碳”目標(biāo)需重點(diǎn)關(guān)注的兩大高碳行業(yè)。根據(jù)行業(yè)的特征和產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，預(yù)計(jì)國(guó)家將陸續(xù)出臺(tái)更多政策措施，著力推動(dòng)行業(yè)的減煤降碳和高質(zhì)量發(fā)展，這些舉措既是我國(guó)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和提升發(fā)展質(zhì)量的需要，也將為行業(yè)發(fā)展帶來(lái)陣痛。

從行業(yè)管理角度來(lái)說(shuō)，重點(diǎn)排碳行業(yè)應(yīng)結(jié)合行業(yè)發(fā)展總體態(tài)勢(shì)，著眼于實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和階段性目標(biāo)，研究制定相關(guān)工作方案，倒逼高耗能行業(yè)減煤降碳，力促碳排早日達(dá)峰；從企業(yè)管理角度來(lái)說(shuō)，應(yīng)密切跟蹤國(guó)家政策導(dǎo)向，深入學(xué)習(xí)并理解國(guó)家“30·60”雙碳目標(biāo)，以大局為重，及時(shí)開(kāi)展企業(yè)層面的減煤降碳路徑研究，以期在“雙碳”目標(biāo)重錘落地時(shí)可以從容應(yīng)對(duì)。