摘要:

低碳經(jīng)濟(jì)是以低排放、低消耗、低污染為特征的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，是從傳統(tǒng)的高排放、高能耗、資源依賴型（“兩高一資”）的發(fā)展模式轉(zhuǎn)向可持續(xù)發(fā)展的必由之路。發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)就是要在科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)下，通過技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級(jí)、新能源開發(fā)及政策保障體系的完善等多種方法和手段，努力減少天然化石燃料消耗，大幅度提高社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)的能效水平，顯著降低生產(chǎn)產(chǎn)品單位溫室氣體排放強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)全面進(jìn)步，提高應(yīng)對(duì)氣候變化的能力。

水泥是經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要材料，水泥工業(yè)也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。水泥工業(yè)的快速發(fā)展有力支撐了國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)。然而，作為傳統(tǒng)的工業(yè)部門，水泥工業(yè)有著顯著的“兩高一資”生產(chǎn)工藝特性。水泥工業(yè)傳統(tǒng)的發(fā)展和生產(chǎn)模式，使得資源、能源都難以為續(xù)，對(duì)生態(tài)環(huán)境也造成了極為不利的影響。低碳經(jīng)濟(jì)是水泥工業(yè)發(fā)展的必由之路；推動(dòng)水泥工業(yè)低碳生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用，促進(jìn)水泥工業(yè)大幅度節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)水泥工業(yè)先進(jìn)、綠色制造，是水泥工業(yè)發(fā)展面臨的緊迫任務(wù)。

1.水泥生產(chǎn)CO2的排放

水泥生產(chǎn)包括原料開采、生料制備、熟料煅燒、水泥粉磨等多個(gè)工藝環(huán)節(jié)，使用多種輸送、破碎、粉磨、煅燒工藝設(shè)備及電機(jī)、風(fēng)機(jī)等，需要消耗一定量的電力。各工藝過程的單位電力消耗如表一所示。可見，每生產(chǎn)1噸水泥，需要消耗電力約110kWh。

水泥熟料煅燒包括原料礦物分解、固相反應(yīng)、液相燒結(jié)、熟料冷卻等一系列物理、化學(xué)過程、需要消耗大量的熱量。目前大多使用的煅燒工藝為預(yù)分解窯爐，燃煤由噴煤管分別送入分解爐和回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行燃燒。水泥熟料形成反應(yīng)的理論熱耗約為1700kJ/kg。由于窯爐筒體表面散熱、燃燒煙氣帶出熱量及出窯熟料帶出熱量，實(shí)際的水泥熟料燒成熱耗約為3200kJ/kg，即噸熟料綜合煤耗約為110kg標(biāo)準(zhǔn)煤。

水泥生產(chǎn)電力消耗可產(chǎn)生間接CO2排放，即直接CO2排放由發(fā)電廠燃料燃燒產(chǎn)生。根據(jù)國(guó)家主管部門發(fā)布的數(shù)據(jù)，我國(guó)電力消耗CO2排放因子平均約為0.86TCO2/MWh，由此也可以推算出噸水泥生產(chǎn)電力消耗產(chǎn)生的間接CO2排放量約為94.6千克。水泥生產(chǎn)燃料消耗會(huì)產(chǎn)生直接CO2排放。可根據(jù)燃料中有機(jī)碳含量進(jìn)行換算，計(jì)算出CO2排放量，但采用標(biāo)準(zhǔn)煤換算更為方便、快捷。根據(jù)中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院的初步研究，燃煤的CO2排放因子介于2.31—2.55千克CO2每千克標(biāo)準(zhǔn)煤，而國(guó)家發(fā)改委能源所推薦的排放因子為2.46千克CO2每千克標(biāo)準(zhǔn)煤。由此，可以計(jì)算出生產(chǎn)每噸水泥熟料、由燃煤燃燒產(chǎn)生的直接CO2排放量約為295千克。水泥生產(chǎn)采用石灰質(zhì)原料，經(jīng)煅燒后石灰質(zhì)原料中的碳酸鹽礦物會(huì)分解，釋放出大量的CO2。通常，生產(chǎn)1噸水泥熟料需要消耗1.55噸生料，即產(chǎn)生的直接CO2排放量約為550千克。按水泥中的熟料系數(shù)為0.75計(jì)，可計(jì)算出生產(chǎn)單位水泥CO2總排放量約為728千克/噸。