水泥工業(yè)的碳減排應(yīng)是一場(chǎng)大縱深、寬領(lǐng)域、多模態(tài)的持久立體戰(zhàn)，整場(chǎng)戰(zhàn)役應(yīng)從時(shí)間維度上近遠(yuǎn)期結(jié)合，從空間范圍上系統(tǒng)性覆蓋，從方法模式上協(xié)同推進(jìn)。
政協(xié)委員 武漢理工大學(xué)教授 胡曙光
建材行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，重大基礎(chǔ)設(shè)施和大規(guī)模城鎮(zhèn)化建設(shè)對(duì)建筑材料需求量巨大，如此帶來(lái)建筑材料生產(chǎn)原料資源消耗和二氧化碳排放量也非常巨大。與此同時(shí)，
因溫室氣體增加氣候變暖和生態(tài)環(huán)境劣化對(duì)我們?nèi)祟悅鹘y(tǒng)的生產(chǎn)生活方式提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。中國(guó)作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國(guó)，向全
莊重承諾將力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，“雙碳”戰(zhàn)略已成為當(dāng)前國(guó)家發(fā)展的重要戰(zhàn)略任務(wù)。
我國(guó)建筑材料工業(yè)2020年二氧化碳排放14.8億噸，約占
二氧化碳年排放量的13.2%，是位列前三的二氧化碳排放大戶，已成為實(shí)施國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略必須解決的重大問(wèn)題。水泥工業(yè)是建材行業(yè)
大的碳排放戶，占到碳排量的80%以上。顯而易見，水泥工業(yè)碳減排的作為和成效，直接關(guān)乎國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略的成敗。因此，國(guó)家制定和出臺(tái)針對(duì)水泥生產(chǎn)的高標(biāo)準(zhǔn)碳減排技術(shù)要求是必然的，我們應(yīng)該對(duì)此有清醒的認(rèn)識(shí)，并要積極主動(dòng)應(yīng)對(duì)，既要防止厭戰(zhàn)消極式的“碳無(wú)為”，又要避免蠻干運(yùn)動(dòng)式的“碳沖鋒”。
水泥工業(yè)的碳減排應(yīng)是一場(chǎng)大縱深、寬領(lǐng)域、多模態(tài)的持久立體戰(zhàn)，整場(chǎng)戰(zhàn)役應(yīng)從時(shí)間維度上近遠(yuǎn)期結(jié)合，從空間范圍上系統(tǒng)性覆蓋，從方法模式上協(xié)同推進(jìn)。
通用硅酸鹽水泥生產(chǎn)碳排放主要來(lái)源于三個(gè)部分：一是水泥熟料高溫?zé)蓵r(shí)所需熱量來(lái)源的化石燃料燃燒。二是硅酸鹽熟料礦物主要成分中CaO來(lái)源的碳酸鹽質(zhì)原料分解。三是材料生產(chǎn)工藝過(guò)程所需動(dòng)力來(lái)源的電能間接折算。按照一般生產(chǎn)情況，這三者的占比大約為30%、60%和10%左右。因此，水泥生產(chǎn)碳減排的原理和技術(shù)創(chuàng)新邏輯就來(lái)自這三個(gè)部分。
我們應(yīng)該注意到，水泥基材料的碳減排是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，既涉及產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過(guò)程的諸多環(huán)節(jié)，也延伸至材料制備施工和使役過(guò)程的全鏈條生命周期。因此，水泥材料的碳減排需要各方面的協(xié)同配合。基于此，筆者認(rèn)為水泥工業(yè)的碳減排應(yīng)是一場(chǎng)大縱深、寬領(lǐng)域、多模態(tài)的持久立體戰(zhàn)，整場(chǎng)戰(zhàn)役應(yīng)從時(shí)間維度上近遠(yuǎn)期結(jié)合，從空間范圍上系統(tǒng)性覆蓋，從方法模式上協(xié)同推進(jìn)。具體應(yīng)包括以下幾個(gè)方面。
首先，應(yīng)大力推廣
有效的水泥低碳生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用，提高全行業(yè)的碳減排整體水平，為提前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰創(chuàng)造條件。具體內(nèi)容和技術(shù)措施：一是采用
燒成設(shè)備和煅燒技術(shù)，提高燃料的燃燒效率和生產(chǎn)過(guò)程的熱能利用效率，通過(guò)減少單位產(chǎn)品的燃料用量，達(dá)到直接減少二氧化碳排放的目的。二是采用科學(xué)優(yōu)化的水泥生料
，選用合理的熟料燒成制度，通過(guò)減少熱能需求和提高產(chǎn)品的水化膠凝質(zhì)量，達(dá)到直接和間接減少二氧化碳排放。三是選用工藝系統(tǒng)匹配合理和節(jié)能
的生產(chǎn)設(shè)備，通過(guò)降低單位產(chǎn)品的動(dòng)力消耗，實(shí)現(xiàn)間接減少二氧化碳排放。四是推進(jìn)工藝智能化和信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn) 優(yōu)的工藝生產(chǎn)流程和產(chǎn)品的節(jié)能、 、
化管理。
同時(shí)，應(yīng)加大生產(chǎn)和產(chǎn)品碳減排的技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)力度，開辟碳減排的新途徑，為
碳中和目標(biāo)提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。相關(guān)內(nèi)容和技術(shù)思路：（1）采用替代化石燃料或非化石燃料，直接減少或不產(chǎn)生二氧化碳。如采用城市生活垃圾作為衍生燃料和用含有熱能的各類廢棄物作為替代化石燃料，或使用太陽(yáng)能、風(fēng)能等非化石燃料的清潔熱能源。（2）采用非碳酸鹽質(zhì)替代原料，直接使用原料中的CaO，不產(chǎn)生二氧化碳。如鋼渣、赤泥、電石渣、廢棄水泥石等一些高含CaO的固廢作為生產(chǎn)原料。（3）研發(fā)低鈣或非鈣膠凝熟料體系，通過(guò)減少礦物中CaO或無(wú)CaO礦物，間接減少二氧化碳。如高貝利特（β-C2S）水泥、Solidia（CS）水泥、地聚合物或非鈣系膠凝材料等。（4）研發(fā)低碳膠凝材料，采用低溫?zé)苫蚧瘜W(xué)激發(fā)合成（非燒）方法，少用甚至不需要燒成熱量，直接減少二氧化碳。如火山灰/玻璃體、燒黏土質(zhì)等堿和硫酸鹽化學(xué)激發(fā)膠凝材料。（5）降低水泥熟料系數(shù)，在水泥材料中少用高溫?zé)墒炝?，降低CaO比重，間接減少二氧化碳。如開發(fā)利用各種具有潛在化學(xué)活性的工業(yè)固廢，采用多元固廢復(fù)合活化技術(shù)等。（6）研發(fā)變革性水泥材料生產(chǎn)技術(shù)，突破高碳排放的傳統(tǒng)水泥材料生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)二氧化碳大幅度減排、零排放，甚至負(fù)碳排新技術(shù)。如水泥燒成富氧/全氧燃燒技術(shù)、氫能燒成技術(shù)、碳吸收礦化材料等新技術(shù)。
另外，根據(jù)水泥材料碳減排是一項(xiàng)系統(tǒng)性工作的特點(diǎn)，積極加強(qiáng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)合作。主要包括：一是加強(qiáng)技術(shù)合作，推動(dòng)水泥碳減排應(yīng)用技術(shù)和創(chuàng)新技術(shù)與其他相關(guān)技術(shù)的互動(dòng)支持。比如通過(guò)改進(jìn)冶煉工藝，可實(shí)現(xiàn)冶金渣礦物高溫重構(gòu)提高水化活性技術(shù)。二是推動(dòng)領(lǐng)域協(xié)調(diào)，使材料生產(chǎn)與應(yīng)用的銜接更流暢。比如采用城市生活垃圾作為衍生燃料，因水泥生產(chǎn)協(xié)同處置具有“城市凈化器”的作用，理應(yīng)獲得市政和環(huán)保等相關(guān)部門的支持，但需要做好宣傳和協(xié)調(diào)工作。又比如水泥生產(chǎn)和混凝土材料都要使用固廢礦粉，協(xié)調(diào)分配好科學(xué)合理的使用，才能發(fā)揮更好的碳減排效應(yīng)。三是促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用統(tǒng)籌，使科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、成果應(yīng)用和人才培養(yǎng)緊密結(jié)合。形成產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合互動(dòng)模式，提高科研工作的針對(duì)性和解決生產(chǎn)應(yīng)用問(wèn)題的有效性。四是爭(zhēng)取政府和社會(huì)支持，營(yíng)造良好的工作環(huán)境，爭(zhēng)取國(guó)家各有關(guān)部門的政策和法規(guī)及金融支持，進(jìn)而獲得全社會(huì)的理解和共同支持。
總之，我們要提高對(duì)國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略的正確認(rèn)識(shí)，辯證看待水泥工業(yè)的碳減排，變壓力為動(dòng)力，推進(jìn)科技創(chuàng)新，提高生產(chǎn)水平、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、推進(jìn)綠色可持續(xù)發(fā)展。積極主動(dòng)研究確立減碳排工作的目標(biāo)任務(wù)，提出科學(xué)合理符合自身實(shí)際的碳減排技術(shù)方案和路徑圖，堅(jiān)定信心，奮力而為，為實(shí)現(xiàn)國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)任務(wù)，作出水泥工業(yè)的重大貢獻(xiàn)。
