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水泥工业的碳减排应是一场大纵深、宽领域、多模态的持久立体战，整场战役应从时间维度上近远期结合，从空间范围上系统性覆盖，从方法模式上协同推进。
建材行业是国民经济和社会发展的重要基础产业，我国正处于经济社会高质量发展的关键时期，重大基础设施和大规模城镇化建设对建筑材料需求量巨大，如此带来建筑材料生产原料资源消耗和二氧化碳排放量也非常巨大。与此同时，全球因温室气体增加气候变暖和生态环境劣化对我们人类传统的生产生活方式提出了严峻挑战。中国作为一个负责任的大国，向全世界庄重承诺将力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，“双碳”战略已成为当前国家发展的重要战略任务。
我国建筑材料工业2020年二氧化碳排放14.8亿吨，约占全国二氧化碳年排放量的13.2%，是位列前三的二氧化碳排放大户，已成为实施国家“双碳”战略必须解决的重大问题。水泥工业是建材行业最大的碳排放户，占到碳排量的80%以上。显而易见，水泥工业碳减排的作为和成效，直接关乎国家“双碳”战略的成败。因此，国家制定和出台针对水泥生产的高标准碳减排技术要求是必然的，我们应该对此有清醒的认识，并要积极主动应对，既要防止厌战消极式的“碳无为”，又要避免蛮干运动式的“碳冲锋”。
水泥工业的碳减排应是一场大纵深、宽领域、多模态的持久立体战，整场战役应从时间维度上近远期结合，从空间范围上系统性覆盖，从方法模式上协同推进。
通用硅酸盐水泥生产碳排放主要来源于三个部分：一是水泥熟料高温烧成时所需热量来源的化石燃料燃烧。二是硅酸盐熟料矿物主要成分中CaO来源的碳酸盐质原料分解。三是材料生产工艺过程所需动力来源的电能间接折算。按照一般生产情况，这三者的占比大约为30%、60%和10%左右。因此，水泥生产碳减排的原理和技术创新逻辑就来自这三个部分。
我们应该注意到，水泥基材料的碳减排是一项系统性的工作，既涉及产品生产工艺过程的诸多环节，也延伸至材料制备施工和使役过程的全链条生命周期。因此，水泥材料的碳减排需要各方面的协同配合。基于此，笔者认为水泥工业的碳减排应是一场大纵深、宽领域、多模态的持久立体战，整场战役应从时间维度上近远期结合，从空间范围上系统性覆盖，从方法模式上协同推进。具体应包括以下几个方面。
首先，应大力推广先进有效的水泥低碳生产技术应用，提高全行业的碳减排整体水平，为提前实现碳达峰创造条件。具体内容和技术措施：一是采用先进烧成设备和煅烧技术，提高燃料的燃烧效率和生产过程的热能利用效率，通过减少单位产品的燃料用量，达到直接减少二氧化碳排放的目的。二是采用科学优化的水泥生料配方，选用合理的熟料烧成制度，通过减少热能需求和提高产品的水化胶凝质量，达到直接和间接减少二氧化碳排放。三是选用工艺系统匹配合理和节能高效的生产设备，通过降低单位产品的动力消耗，实现间接减少二氧化碳排放。四是推进工艺智能化和信息化建设，实现最优的工艺生产流程和产品的节能、优质、高效化管理。
同时，应加大生产和产品碳减排的技术创新研发力度，开辟碳减排的新途径，为确保碳中和目标提供坚实基础。相关内容和技术思路：（1）采用替代化石燃料或非化石燃料，直接减少或不产生二氧化碳。如采用城市生活垃圾作为衍生燃料和用含有热能的各类废弃物作为替代化石燃料，或使用太阳能、风能等非化石燃料的清洁热能源。（2）采用非碳酸盐质替代原料，直接使用原料中的CaO，不产生二氧化碳。如钢渣、赤泥、电石渣、废弃水泥石等一些高含CaO的固废作为生产原料。（3）研发低钙或非钙胶凝熟料体系，通过减少矿物中CaO或无CaO矿物，间接减少二氧化碳。如高贝利特（β-C2S）水泥、Solidia（CS）水泥、地聚合物或非钙系胶凝材料等。（4）研发低碳胶凝材料，采用低温烧成或化学激发合成（非烧）方法，少用甚至不需要烧成热量，直接减少二氧化碳。如火山灰/玻璃体、烧黏土质等碱和硫酸盐化学激发胶凝材料。（5）降低水泥熟料系数，在水泥材料中少用高温烧成熟料，降低CaO比重，间接减少二氧化碳。如开发利用各种具有潜在化学活性的工业固废，采用多元固废复合活化技术等。（6）研发变革性水泥材料生产技术，突破高碳排放的传统水泥材料生产模式，实现二氧化碳大幅度减排、零排放，甚至负碳排新技术。如水泥烧成富氧/全氧燃烧技术、氢能烧成技术、碳吸收矿化材料等新技术。
另外，根据水泥材料碳减排是一项系统性工作的特点，积极加强统筹协调合作。主要包括：一是加强技术合作，推动水泥碳减排应用技术和创新技术与其他相关技术的互动支持。比如通过改进冶炼工艺，可实现冶金渣矿物高温重构提高水化活性技术。二是推动领域协调，使材料生产与应用的衔接更流畅。比如采用城市生活垃圾作为衍生燃料，因水泥生产协同处置具有“城市净化器”的作用，理应获得市政和环保等相关部门的支持，但需要做好宣传和协调工作。又比如水泥生产和混凝土材料都要使用固废矿粉，协调分配好科学合理的使用，才能发挥更好的碳减排效应。三是促进产学研用统筹，使科学研究、技术开发、成果应用和人才培养紧密结合。形成产学研用联合互动模式，提高科研工作的针对性和解决生产应用问题的有效性。四是争取政府和社会支持，营造良好的工作环境，争取国家各有关部门的政策和法规及金融支持，进而获得全社会的理解和共同支持。
总之，我们要提高对国家“双碳”战略的正确认识，辩证看待水泥工业的碳减排，变压力为动力，推进科技创新，提高生产水平、调整产品结构、推进绿色可持续发展。积极主动研究确立减碳排工作的目标任务，提出科学合理符合自身实际的碳减排技术方案和路径图，坚定信心，奋力而为，为实现国家“双碳”战略目标任务，作出水泥工业的重大贡献。
来源：中 国建材报
