国际水泥动态（第17期）：对话系列—全球首个碳中和水泥厂建设探秘

  鲁德尔斯多夫（Rüdersdorf）水泥厂二氧化碳创新业务负责人Philipp Roder、，就碳中和工厂整体设计、CCUS项目技术路径、行业未来发展趋势等进行了深入交流。

  作为全球实现碳中和的关键行业之一，水泥行业实现碳中和需要在减量、原燃料替代、标准、能效和下游产品等多方面共同发力。除了在政策、交易机制等方面的进一步设计，碳捕集、封存与利用（CCUS）是水泥行业实现碳中和的必要技术，也是当今各国水泥行业同仁孜孜探求的关键技术方向。

  作为全球前10大水泥集团之一，西麦斯（CEMEX）十分重视气候行动。为实现全球气候行动目标和可持续发展目标，西麦斯推出了“未来在行动”项目（Future in Action），旨在开发低碳产品、低碳生产流程等解决方案，以实现2050年二氧化碳净零排放目标。

  西麦斯位于德国鲁德尔斯多夫（Rüdersdorf）的工厂，计划于2030年成为全世界首家碳中和水泥厂。截至目前，该厂水泥生产产能超过240万吨/年，在欧盟碳排放交易体系（EU ETS）配额排放量约为120万吨，生物质来源燃料排放二氧化碳20万吨。根据集团碳中和路线图，该厂计划通过增加脱碳原料、生物质替代燃料利用、降低水泥熟料系数等，减少50%的欧盟碳排放交易体系相关排放量，剩余50%的过程排放及燃料二氧化碳排放，计划通过“混凝土化学品“项目和碳捕集、利用，或地质封存等解决，实现净零排放，实现碳中和。（相关具体项目内容未披露）。

  CEMEX：为实现全球气候行动目标和可持续发展目标，CEMEX集团推出了“未来在行动”项目（Future in Action），除了关注生产的全部过程中的减排，也致力于产品全生命周期和产业价值链转型中的减排。最重要的包含：可持续产品及解决方案、活动脱碳化、创新与合作伙伴关系、推动绿色经济。

  ●以1990年数据为基线*，CEMEX制定了最雄心勃勃的2030年目标：

  通过努力，各项技术工艺已通过试验阶段，在部分工厂中积极实施。集团内整体已实现：吨胶凝材料二氧化碳排放量下降：4.7%；替代燃料使用率：29.2%；清洁电力使用率：30%；熟料系数：75.2%。

  鲁德尔斯多夫工厂是CEMEX在德国的两家水泥厂之一，1885年开始生产水泥。2021年，工厂年产熟料170万吨，水泥240万吨，二氧化碳排放（欧盟排放交易体系）120万吨。1990年以来，碳减排约39%。工厂碳中和计划实现路径如下：

  1、 替代燃料：工厂现使用替代燃料种类为油毡纸、尾矿渣、干污泥、垃圾衍生燃料（RDF）、骨粉等，替代燃料利用率达70%，计划于2030年利用率提升逾90%。

  2、 脱碳原料：2020年工厂脱碳原料使用率约5%，主要为各种粉煤灰、纸灰等，计划于2030年前通过增加燃后石灰、钢渣等的使用将脱碳原料利用率提升逾15%。

  3、 熟料系数：2030年，计划通过改进研磨能力及方法等手段将熟料系数由73%降至64%以下。

  4、 碳捕获和利用（CCU）:通过“混凝土化学品”项目（Concrete Chemicals）捕集、利用二氧化碳。

  另外，能源价格随俄乌战争局势一路飙涨，我们也在积极改进空压系统、变速传动等以提高能源利用效率。

  CEMEX:“混凝土化学品”（Concrete Chemi-cals）项目是工厂在CCS项目之外，为更有效利用二氧化碳而启动的CCU项目，目前正在等待欧盟对相关国家补贴的批准，预计于2026、2027年正式运营。项目分两期，主要技术流程是利用绿色氢气和水泥厂排放的部分二氧化碳生产煤油（80%，供应柏林附近的机场）和石脑油（20%，化工行业使用）。一期预计日捕获二氧化碳400吨/天，2030年底前日捕获能力争取达到2000吨/天。

  我们很高兴地看到本项目将由几家各自领域内的专业公司合作完成，使得各环节之间环环相扣、高效整合。

  CCA：根据目前进展情况， “混凝土化学品”项目遇到的主要挑战为何？ 未来碳捕集成本预测是多少？

  CEMEX：一是碳捕获的工艺，因为工厂内空间存在限制，传统碳捕集设备占地较大。这样的一个问题通过与英国公司Carbon Clean合作，采用Cyclone CC技术（Rotating Packed Beds (RPBs)），基本已得到很好的解决。

  二是关于您提到的成本问题。仅碳捕集部分，我们预测成本为40-50欧元，加上后期压缩、液化的线欧元/吨。关于二氧化碳的运输成本，则取决于运输设施的完善程度。如果通过管道，不会有非常大的区别。未来基础设施的新建是最重要的。另外，欧盟内关于CCU的二氧化碳核算，现在仍有争论。也许GCCA有这方面的情况可以分享。

  GCCA：是的。我不知道你对此了解多少，但在欧洲的确有一场关于二氧化碳核算的辩论。GCCA在SBTi（科学目标倡议）的背景下立场十分明确，也慢慢的开始对我们的二氧化碳协议进行审核检查。现在存在一种声音，对于CCS项目，首先，如果水泥厂捕获并储存二氧化碳，那应该认为CO2在水泥厂是不排放的：如果你已经从水泥厂的烟囱里捕获了CO2，并做了安全的地质储存，公平地说，水泥厂就不排放CO2。

  同样地，如果你捕获二氧化碳，将之用于矿化或再碳化，将二氧化碳储存在产业链中，那同样也应该被认为是不排放的。而现在辩论的焦点是CCU项目中具体在做什么，就像Philipp刚才讲到的，我们举生物燃料这个例子。二氧化碳捕获后，被转化为生物燃料。通过燃料消费，这些二氧化碳很快就会被再排放到大气中去，这是事实。现在可能有其他的用途，二氧化碳最终进入大气层的时间会晚一些。但从物理上讲，水泥厂已经捕获了二氧化碳，并将之转化为产品。这是没有争议的。

  但欧盟的问题是，目前有一种倾向，认为水泥行业仍应该对二氧化碳的排放负责，显然我们不认为这是正确的。如果是这样的话，水泥行业就没有兴趣在捕捉二氧化碳方面做昂贵的投资，把它变成有价值的产品，同时仍然要对二氧化碳的排放负责。

  GCCA在这方面的立场，也是我们试图推动的，是我们并不质疑二氧化碳在一段时间内最终进入大气层，但我们大家都认为正确的核算方法是，你必须报告自身范围内的二氧化碳排放。一个离开你工厂的产品，该产品有关的排放是全球气候平均状态随时间的变化中排放的一部分，而不是你的直接排放。所以即使在工厂已捕获二氧化碳的情况下，这种关于CCU项目二氧化碳核算的辩论不仅在欧洲，在全球范围内也广泛存在。

  通过GCCA成员企业的相关工作进展，我们正真看到，全球水泥行业现在有约35个CCUS项目正在进行，更多项目正在全世界内蒸蒸日上。关于CCUS方面的技术，主要有富氧燃烧、燃后捕集、直接分离或间接煅烧、钙回环技术，以及其他生物方法等。除了技术以外，我们大家都认为，CCUS的未来发展需要在一个综合性政策框架的范围内有序进行，通过相关政策，能够使低碳水泥投资有回报、下游对低碳混凝土有需求、以及有利于循环经济发展的相关基础设施配套等。

  要进一步推动CCUS的发展，政策方面应该从碳定价、碳泄露、采购、公共财政计划支持、创新、CCUS基础设施（运输、储存）配套、国营私营资本投入、可再次生产的能源、跨行业二氧化碳利用研发等方面下功夫。这也是GCCA始终致力于推动的工作。

  以上是我的分享。中国是全球最大的水泥生产和消费国，我们也希望借此机会学习中国水泥行业CCUS技术的进展情况。

  2021年，中国水泥产量为23.8亿吨，占全球总产量的57%。从碳排放角度看，水泥行业占全国总碳排放约13%，仅次于电力和钢铁行业。行业碳中和转型的挑战，主要有过程排放、化石燃料依赖、水泥资产运行年限普遍较短、行业集中度不高等问题。我们的分析表明，水泥行业实现碳中和需要在减量、燃料、品种、能效和末端处理各方面共同发力。

  在CCUS方面，中国水泥行业也做了许多有益的探索，如：海螺白马山水泥厂“水泥窑烟气碳捕集纯化项目”、华新武穴水泥厂“水泥窑尾气吸碳制砖生产线”、以及台泥和平水泥厂“钙回路碳捕捉技术”等。作为工业产业链中的一环，水泥行业实现碳中和不应是独立的，而应该积极参加碳交易体制、加强不一样的行业间的合作，以产业耦合的道路打通CCUS发展中的痛点。

  作为中国水泥行业的代表，中国水泥协会始终致力于推动行业碳中和工作和有关政策建议，未来我们将逐步推动水泥行业纳入全国碳交易市场，发挥碳价机制促进行业转型；通过与碳挂钩的绿色采购政策，促进需求方转型；发挥绿色金融作用，支持水泥企业绿色转型；促进循环经济，提高固废燃料大规模生产和应用。 当然，我们也会积极与国际同业组织保持交流、合作，通过我们共同的工作实现全球水泥行业碳中和。

  EU ETS（欧盟碳排放交易体系）：是欧盟应对气候变化政策的基石，也是经济高效地减少温室气体排放的关键工具。它是世界上第一个主要的碳市场，并且仍然是最大的碳市场。

  SBTi：SBTi（科学碳目标倡议）是由全球环境信息研究中心（CDP）、联合国全球契约组织（UNGC）、世界资源研究所（WRI）和世界自然基金会（WWF）联合发起的一项全球倡议，旨在提升公司的雄心，推动企业采取更为积极的减排行动和解决方案，共同应对全球气候变化。

  《加速工业深度脱碳：中国水泥行业碳中和之路》，中国水泥协会，2022年9月。