绿色低碳赋能水泥产业新质生产力

文章附图

余柏林   高级工程师

摘要 ：

水泥行业作为国民经济的基础产业，在经济发展中具有举足轻重的地位，但同时也面临着诸多挑战，如需求低迷、产能过剩以及日益严峻的环境问题等。在全球绿色发展的大趋势下，绿色低碳理念逐渐深入人心，为水泥行业带来了新的发展机遇与动力，即赋能水泥新质生产力。本文深入探讨了绿色低碳如何赋能水泥新质生产力，包括技术创新、生产方式变革、资源循环利用、产业链延伸与协同等多个方面，分析了其积极影响与重要意义，旨在为水泥行业的可持续发展提供有益的参考和借鉴，助力水泥行业在绿色低碳转型中实现高质量发展。

一、引言

水泥行业是全球二氧化碳排放的重要来源之一，在“双碳”目标的背景下，其面临着巨大的减排压力。传统的水泥生产方式已难以适应新时代的发展要求，必须依靠绿色低碳的理念与实践来推动水泥行业的新质生产力发展，实现从高污染、高能耗向绿色、低碳、高效的转型升级，以增强水泥行业在全球市场的竞争力，保障国家经济建设和社会发展的需求。

二、绿色低碳赋能水泥新质生产力的内涵与特征

绿色低碳赋能水泥新质生产力，主要体现在以下几个方面：在生产过程中减少对传统化石能源的依赖，降低二氧化碳等温室气体的排放；提高能源利用效率，降低生产成本；采用新型原材料和生产工艺，减少对自然资源的开采和破坏；加强废弃物的回收利用，实现资源的循环再生；利用先进的信息技术与自动化技术，实现生产过程的智能化管理和优化，提高生产效率和产品质量。
其特征包括可持续性，注重经济、社会和环境效益的协调发展，确保水泥行业在满足当前需求的同时，不损害后代满足其自身需求的能力；创新性，要求水泥企业在技术研发、生产工艺、管理理念等方面不断创新，以适应绿色低碳发展的要求；系统性，涉及到水泥生产的各个环节和方面，需要企业从整体上进行规划和优化，形成完整的绿色低碳生产体系。

三、绿色低碳赋能水泥新质生产力的具体途径

技术创新

研发新型水泥生产工艺 ：传统的水泥生产采用石灰石煅烧工艺，产生大量的二氧化碳排放。研发新的低碳水泥体系，如通过降低高钙矿物含量、提高低钙矿物含量或补充其他低钙矿物组分的方式，可有效减少水泥生产过程中的碳排放。此外，流态化水泥熟料煅烧工艺等变革性生产工艺具有较高的传热传质效率，能够使物料在极短时间内迅速升温，减少燃煤使用的同时，进一步降低 CO₂排放，减排量可达到 25% 以上。
应用碳捕集、利用与封存（CCUS）技术 ：CCUS 技术可将水泥生产过程中产生的二氧化碳进行捕集，然后将其封存或转化为有价值的化学品和燃料等，从而实现二氧化碳的减排和资源化利用。如国内有企业利用冶金固废钢渣（CaO）磨成细粉，捕集工业尾气（水泥窑等）中的 CO₂，通过特殊的工艺和特种催化剂进行处理，并将处理后的钢渣粉用作混合材生产低碳水泥，既减少了二氧化碳排放，又降低了生产成本，还提高了水泥的性能。

原料与燃料替代

原料替代 ：利用电石渣、钢渣、矿渣等富钙固废替代石灰石作为水泥生产原料，可节省大量的天然矿产资源，同时减少因石灰石分解而产生的二氧化碳排放。以 2022 年我国水泥年产量 21.3 亿吨为例，按照水泥与石灰石 1:1.3 的比例换算，石灰石用量高达 28 亿吨，其高温分解后产生的 CO₂排放约 8 亿吨，若能有效利用工业固废替代部分石灰石，将对水泥行业的碳减排产生巨大贡献。
燃料替代 ：用高热值垃圾、生物质等可燃废弃物以及绿氢、光伏等新能源替代煤炭等传统化石燃料，可显著降低水泥生产过程中的碳排放。目前，欧美许多国家可燃废弃物在水泥工业中的平均替代率达到了 20%，超过 2/3 的水泥企业在使用替代燃料，而我国燃料替代虽然还在研发和示范阶段，但潜力巨大。

智能制造与数字化转型

智能生产系统建设 ：通过建立数据采集与监控系统、生产执行系统、能源管理系统等智能化子系统，实现水泥生产过程的实时监控、数据采集和智能决策，提高生产效率、降低能源消耗和生产成本。如芜湖海螺、陕西生态水泥等企业应用的智能生产系统，人员操作强度降低 30%，关键工艺参数的调控性能大幅提升，粉磨电耗降低 7%，烧成煤耗降低 3%。
工业互联网应用 ：利用工业互联网平台，实现水泥企业内部设备、生产环节、供应链等的互联互通和协同优化，提高企业的整体运营效率和竞争力。同时，通过大数据分析、人工智能等技术，对市场需求、生产数据、能源消耗等进行深度挖掘和分析，为企业提供精准的决策支持，实现水泥生产的智能化、柔性化和高效化。

资源循环利用

固体废弃物协同处置 ：水泥窑具有高温、碱性环境等特点，可对城市垃圾、工业固体废弃物等进行协同处置，将废弃物中的有机物燃烧分解，无机物则作为水泥生产的原料或燃料补充，从而实现废弃物的无害化、减量化和资源化处理。这不仅可以解决城市垃圾围城的问题，还能为水泥企业创造新的经济增长点，实现经济效益与环境效益的双赢。
余热余压回收利用 ：水泥生产过程中会产生大量的余热余压，如窑头、窑尾的废气余热等。通过安装余热发电装置、余压回收设备等，将这些余热余压回收并转化为电能或热能，再次应用于水泥生产中，可提高能源的综合利用率，降低能源消耗和碳排放。

四、绿色低碳赋能水泥新质生产力的积极影响

提升企业竞争力

降低成本 ：通过技术创新、原料与燃料替代、资源循环利用等措施，可降低水泥生产的能源成本、原材料成本和废弃物处理成本等，提高企业的经济效益。例如，采用替代燃料可减少煤炭的消耗，降低燃料采购成本；余热发电可减少企业对外部电力的依赖，降低用电成本，煤矸石资源化利用少熟料水泥等。
提高产品质量 ：绿色低碳技术的应用有助于提高水泥的质量和性能，增强产品的市场竞争力。如新型低碳水泥熟料技术可使水泥的强度、耐久性等性能得到改善，满足市场对高品质水泥的需求，从而为企业赢得更多的市场份额和利润空间。

促进行业可持续发展

节能减排 ：绿色低碳生产方式可有效减少水泥行业在生产过程中对环境的污染和对自然资源的消耗，降低二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染物的排放，缓解资源环境压力，实现水泥行业与环境的和谐共生，为经济社会的可持续发展提供有力支撑。
产业升级与转型 ：推动水泥行业从传统高耗能、高污染的粗放式发展模式向绿色、低碳、高效的集约式发展模式转变，促进水泥产业的升级和结构优化，提高行业的整体发展水平，增强水泥行业应对市场变化和环境挑战的能力，保障水泥行业的长期稳定发展。

带动相关产业发展

上游产业发展 ：绿色低碳水泥生产对原材料、替代燃料等方面的需求，将带动矿山、建材、能源等相关上游产业的发展，促进这些产业在绿色低碳技术、产品创新等方面的投入和进步，形成新的经济增长点和产业合作机会。
下游产业发展 ：高性能、高品质的绿色低碳水泥产品可满足建筑、基础设施建设等下游行业对建筑材料的更高要求，推动建筑节能、绿色建筑、装配式建筑等领域的发展，同时也有助于带动混凝土制品、新型墙体材料等相关下游产业的技术创新和产业升级，提高整个产业链的绿色低碳发展水平。

五、结论

绿色低碳赋能水泥新质生产力是水泥行业实现可持续发展的必由之路。通过技术创新、原料与燃料替代、智能制造与数字化转型、资源循环利用等多种途径，水泥企业可以降低碳排放、提高能源利用效率、降低成本、提升产品质量和竞争力，从而实现从传统水泥生产向绿色低碳水泥制造的转型升级。在全球绿色发展的大背景下，水泥行业应积极响应国家的“双碳”目标，大力推进绿色低碳发展战略，不断探索和实践绿色低碳赋能水泥新质生产力的新模式、新方法和新技术，以适应市场变化和环境要求，为经济社会的可持续发展贡献力量。同时，政府、企业、科研机构等各方应加强合作与协同创新，共同构建绿色低碳的水泥产业生态系统，推动水泥行业在绿色低碳发展的道路上行稳致远。



文章分类： 新闻
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