年初,在国家发改委早举行的1月新闻发布会中。发改委政研室主任袁达在回答关于“如何围绕实现碳达峰、碳中和的中长期目标制定并实施相关保障措施”的问题时表示,中央经济工作会议明确将做好碳达峰、碳中和工作确定为八大重点任务之一,充分体现了党中央对做好这项工作的高度重视。
什么是碳达峰?碳中和?
碳达峰”就是国家承诺在2030年前,二氧化碳的排放不再增长,达到峰值之后再慢慢减下去。到2060年,针对排放的二氧化碳,要采取植树、节能减排等各种方式全部抵消掉,这就是“碳中和”。“碳中和”意味着一个以化石能源为主的发展时代开始结束,一个向非化石能源过渡的时代正在来临。
建材工业是我国国民经济发展的重要基础原材料工业,是改善民生的基础性产业,但也存在能耗高、排放多、产能过剩等问题。煤炭消耗是水泥生产中所必需,不可避免地会产生大量二氧化碳。燃煤产生的二氧化碳排放总量大约占我国二氧化碳排放总量的85%以上。随着各项环保政策的落实,水泥厂会面临着选择有效的减排路径和选择低排放可替代原料的要求。实现碳中和、推动减排生产,水泥行业也有着应尽的义务,这需要水泥企业共同担当。
实际上,水泥行业的碳减排行动开展已久。有多种技术手段,包括原料替代、燃料替代、水泥窑协同处置城市生活垃圾、预烧成窑炉技术、能源管控、余热发电、发展低碳水泥、调整品种结构、碳捕捉等等,都推动着水泥行业节能减排。
水泥窑系统中具体如何支持和参与碳中和?西南科技大学副教授齐砚勇提出了两种方向。
齐砚勇认为,实际上水泥行业对降低碳排放是有强烈渴望的。现在几乎全国所有的水泥生产线都有余热发电,余热发电大概抽走了每吨熟料14公斤标煤的热量。这里既有多抽热量的因素,也有篦冷机本身能力不够的问题。所以如果能把14公斤标煤尽量的降低,那减碳还是很有前景的,这是方法之一。
降低碳排放的另外一个方法是富氧燃烧,目前富氧燃烧在国内成功的案例已经越来越多。“很多人和我讨论过,氧气本身没有热量,为什么通到水泥窑里去,就会起到节能、节约燃料、提高产量以及改善熟料质量等作用?”齐砚勇说,其主要原因是,水泥生产线煅烧这段工序中,产品要合格,实际上是游离氧化钙能够被吸收,达到合格控制的指标。游离钙的吸收,更主要是取决于烧成带的温度。如果烧成温度高,化学反应的速度会大大增加,也就是说,回转窑不用那么多煤,如果能达到比较高的烧成温度,能量就会节约下来。
“所以,这不仅仅是热力学的问题,也是动力学的问题。如果我们通过提高二次风温度,用更细的煤粉或者燃烧特性更好的煤,也可以起到提高烧成带的温度的作用。但是这个能力是有极限的,所以我们通过增加富氧,一次空气采用富氧空气,也能够加快煤粉的燃烧、提高烧成带的温度。这样,总的煤耗就能降下来。具体地讲,回转窑可以不用那么多煤炭,煤耗就下来了,产量也能上去,相对的一些热损失就会降低。”
“再比如,一级筒带走的烟气量,用煤量少了,烟气气量少了,一级筒出口的温度也会降低,表面散热也会降低,这样就达到了降煤耗的作用,也就是碳排放降低的作用。”齐砚勇表示。
总的来说,碳达峰、碳中和对我国未来的可持续发展具有重要意义,水泥行业需要在投资调整、工艺技术改进等方面作出改变,才能开启绿色发展的新格局。