本報(bào)記者 | 白雪
2023年12月，中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)會(huì)長(zhǎng)閻曉峰在中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)六屆理事會(huì)四次會(huì)議上表示，水泥行業(yè)已實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，進(jìn)入碳中和階段。水泥行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰標(biāo)志著水泥行業(yè)的碳排放量達(dá)到頂峰水平，隨后將開始逐步減少碳排放，水泥企業(yè)將采取更多的環(huán)保措施實(shí)現(xiàn)碳中和。
發(fā)展CCUS（碳捕集、利用與封存技術(shù)）是水泥行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的必要途徑。本報(bào)記者在近日舉辦的“水泥行業(yè)CCUS應(yīng)用與發(fā)展國(guó)際研討會(huì)”上了解到，目前，CCUS在商業(yè)化發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化部署等方面面臨多重挑戰(zhàn)。水泥行業(yè)碳捕集項(xiàng)目投資較大，經(jīng)濟(jì)效益低。目前僅有少數(shù)企業(yè)進(jìn)行了項(xiàng)目試點(diǎn)，現(xiàn)有捕集能力遠(yuǎn)低于行業(yè)預(yù)測(cè)量，行業(yè)布局CCUS項(xiàng)目緩慢。
CCUS是水泥行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的必備選擇
CCUS技術(shù)一直被視為水泥行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵技術(shù)。CCUS指的是將二氧化碳從工業(yè)、能源生產(chǎn)等排放源或空氣中捕集分離，并加以利用或輸送到適宜的場(chǎng)地封存，避免其直接排放到大氣中，最終實(shí)現(xiàn)二氧化碳的減排的一種技術(shù)。
中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量總監(jiān)、副秘書長(zhǎng)周麗瑋表示，據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，水泥行業(yè)提前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰已成為現(xiàn)實(shí)，但是水泥行業(yè)要想實(shí)現(xiàn)碳中和難度很大。作為一項(xiàng)能夠?qū)崿F(xiàn)二氧化碳深度減排和資源化利用的關(guān)鍵技術(shù)，CCUS是水泥行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的必備選擇。
據(jù)了解，水泥行業(yè)目前可行的碳捕集提純技術(shù)主要分為兩類，第一類是針對(duì)低濃度二氧化碳煙氣的捕集提純技術(shù)；第二類是通過燃燒過程實(shí)現(xiàn)二氧化碳自富集技術(shù)，主要采用全氧燃燒技術(shù)。
上述技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中已見成效。例如，山東青州中聯(lián)水泥有限公司20萬噸/年全氧燃燒耦合碳捕集工程全氧燃燒富集系統(tǒng)已于今年初正式投料運(yùn)行，該系統(tǒng)使煙氣中二氧化碳濃度從常規(guī)的20%~30%提高到75%以上，有效降低碳捕集提純系統(tǒng)運(yùn)行成本。
在天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院副總工程師彭學(xué)平看來：“全氧燃燒耦合物理吸附不僅可以節(jié)能增效，還能有效提高二氧化碳的捕集效率，從而降低企業(yè)CCUS的運(yùn)營(yíng)成本。”
加速CCUS在水泥行業(yè)的示范和擴(kuò)大應(yīng)用
2018年，海螺集團(tuán)旗下白馬山水泥廠建成了全球水泥行業(yè)首個(gè)水泥窯碳捕集純化示范項(xiàng)目，這不僅彌補(bǔ)了世界水泥工業(yè)低碳技術(shù)的一項(xiàng)空白，也標(biāo)志著我國(guó)在CCUS技術(shù)方面邁出了關(guān)鍵一步。
如今，這一項(xiàng)目已建設(shè)運(yùn)行6年。結(jié)合項(xiàng)目運(yùn)行情況，海螺集團(tuán)三碳研究院政策研究室主任姚方行坦言：“我國(guó)目前CCUS技術(shù)發(fā)展面臨巨大挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在全流程大規(guī)模集成示范項(xiàng)目的缺乏、建設(shè)主體驅(qū)動(dòng)力不足、CCUS項(xiàng)目跨企業(yè)跨行業(yè)協(xié)作困難以及減排收益不足等問題。”對(duì)此，他建議加快水泥行業(yè)納入全國(guó)碳市場(chǎng)的步伐，利用市場(chǎng)化手段促進(jìn)企業(yè)降碳。此外，他還建議應(yīng)進(jìn)一步健全“雙碳”“1+N”政策體系，出臺(tái)更加細(xì)化的政策，推動(dòng)CCUS項(xiàng)目的環(huán)境效益轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益。
水泥生產(chǎn)排放的煙氣中，二氧化碳濃度低，因此捕集成本高。自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)城市項(xiàng)目主任潘支明表示：“目前我國(guó)水泥行業(yè)CCUS的捕集量距離實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的減排需求有較大差距。”為此，亟須加大對(duì)水泥CCUS的扶持力度，充分調(diào)動(dòng)企業(yè)積極性，加速CCUS在水泥行業(yè)的示范和擴(kuò)大應(yīng)用。
全球碳捕集與封存研究院中國(guó)區(qū)總經(jīng)理?xiàng)顣粤烈脖硎荆壳癈CUS技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展仍面臨著經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)、長(zhǎng)開發(fā)周期以及項(xiàng)目開發(fā)復(fù)雜等難題。
面對(duì)這些挑戰(zhàn)，水泥行業(yè)需加快技術(shù)創(chuàng)新，提升CCUS技術(shù)的效率和經(jīng)濟(jì)效益。業(yè)內(nèi)專家在接受本報(bào)記者采訪時(shí)表示：“一方面，要加大研發(fā)投入，推動(dòng)CCUS技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新和優(yōu)化，降低技術(shù)成本，提高捕集效率；另一方面，要加強(qiáng)行業(yè)內(nèi)的合作與交流，共享資源和技術(shù)，共同推進(jìn)CCUS技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。”
建議率先建立CCUS碳中和示范園
將碳捕集企業(yè)與利用企業(yè)集合到一起，有利于實(shí)現(xiàn)碳的就地消納，減少運(yùn)輸成本，保證CCUS項(xiàng)目的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。不過，與會(huì)專家表示，目前我國(guó)尚未制定CCUS產(chǎn)業(yè)園的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，不同行業(yè)的企業(yè)整合到一起，將會(huì)面臨更加復(fù)雜的項(xiàng)目審批要求，跨行業(yè)的審批要求將給企業(yè)帶來額外的項(xiàng)目管理難度。因此，與會(huì)專家建議，我國(guó)應(yīng)率先建立CCUS碳中和示范園，可以涉及電力、鋼鐵、化工等多個(gè)行業(yè)，探索不同行業(yè)進(jìn)園的管理辦法，以示范園為藍(lán)本，制定我國(guó)CCUS碳中和產(chǎn)業(yè)園的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。
針對(duì)碳運(yùn)輸管網(wǎng)問題，與會(huì)專家表示，以往的研究主要從碳捕集點(diǎn)源到封存匯點(diǎn)的角度進(jìn)行評(píng)估。然而，在碳中和視角下，需要在減排量、運(yùn)輸距離的基礎(chǔ)上統(tǒng)籌考慮全局最優(yōu)成本，因此現(xiàn)在要反向思考，從匯點(diǎn)到點(diǎn)源進(jìn)行規(guī)劃。
根據(jù)中國(guó)CCUS年度研究報(bào)告，250公里是不需要對(duì)二氧化碳運(yùn)輸再進(jìn)行中轉(zhuǎn)增壓的最長(zhǎng)距離，管道建設(shè)成本比較低，常常作為中國(guó)源匯匹配分析中的最大距離限值。因此，在進(jìn)行管網(wǎng)規(guī)劃時(shí)，應(yīng)統(tǒng)籌考慮不同點(diǎn)源和匯點(diǎn)之間的封存經(jīng)濟(jì)性。此外，未來隨著直接空氣捕集技術(shù)的成熟，以及考慮到捕集過程中用能帶來的排放問題，需要綜合考慮與匯點(diǎn)的距離及可再生能源的富集情況，以達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，對(duì)于水泥行業(yè)，未來企業(yè)新建選址或現(xiàn)有企業(yè)建設(shè)CCUS項(xiàng)目時(shí)，需要全局考慮源匯匹配的情況，這也是未來CCUS管網(wǎng)的規(guī)劃方向，是水泥行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和必須考慮的重要因素。
歐盟經(jīng)驗(yàn)顯示，將CCUS納入碳市場(chǎng)，利用碳交易可以增加CCUS收益。全球水泥與混凝土協(xié)會(huì)水泥與創(chuàng)新業(yè)務(wù)總監(jiān)克洛德·洛雷亞（Claude Lorea）建議各國(guó)政府應(yīng)給予更多的政策支持，培育新技術(shù)，促進(jìn)CCUS的發(fā)展。她還提到，實(shí)施政府低碳采購(gòu)政策，可以刺激低碳產(chǎn)品的市場(chǎng)需求，從消費(fèi)端拉動(dòng)生產(chǎn)端減碳。
針對(duì)捕集碳減排量核算的問題，與會(huì)專家以美國(guó)為例進(jìn)行了說明。無論是捕集碳的利用還是封存，減排量的申請(qǐng)主體必須證明其捕集的碳能夠長(zhǎng)期與大氣隔絕，否則不能進(jìn)行核算，也無法參與碳交易。例如，通過二氧化碳加氫制合成燃料，燃燒后又產(chǎn)生二氧化碳，這種情況就不能獲得減排量的核證。美國(guó)的核算方法為我國(guó)未來的CCUS減排量核算提供了參考。關(guān)于碳交易，與會(huì)專家認(rèn)為，CCUS納入碳市場(chǎng)需要重點(diǎn)關(guān)注兩個(gè)方面：“首先是封存標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管辦法的建立，必須能夠證明封存地的長(zhǎng)期安全性，確保沒有碳泄漏。其次是監(jiān)測(cè)、報(bào)告和核查辦法，以及量化的方法學(xué)，以確保二氧化碳核算的科學(xué)性。”
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