鑒于水泥生產(chǎn)中熟料工藝排放的特點,在沒有新興技術大規(guī)模代替熟料的情況下,碳捕集與封存(CCS)將成為水泥行業(yè)實現(xiàn)碳中和的唯一選擇,預計到2050年需要貢獻行業(yè)約50%的碳減排。
二氧化碳捕集與封存技術(Carbon Capture and Storage,以下簡稱CCS),是指通過碳捕捉技術,將工業(yè)和有關能源產(chǎn)業(yè)所生產(chǎn)的二氧化碳分離出來,再通過碳儲存手段將二氧化碳儲存起來。隨著CCS技術的發(fā)展,人們對二氧化碳再利用環(huán)節(jié)的認識有所提高,并逐漸向二氧化碳捕集、利用與封存(Carbon Capture,Utilization and Storage,以下簡稱CCUS)方向發(fā)展,即把生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳進行提純,繼而投入到新的生產(chǎn)過程中可以循環(huán)再利用,而不是簡單地封存。CCUS與CCS技術相比,可以將二氧化碳資源化,能產(chǎn)生經(jīng)濟效益,更具有現(xiàn)實操作性,極大豐富了技術的內(nèi)涵。
國際能源署近期發(fā)布的《2050年凈零排放:全球能源行業(yè)路線圖》專題報告預計,全球碳捕集將從2020年的4000萬噸/年的水平增長至2050年的76億噸/年,市場前景廣闊。
提效、減量、創(chuàng)新是國際水泥行業(yè)2050年碳中和目標實現(xiàn)的主要路徑。全球水泥和混凝土協(xié)會(GCCA)、歐洲水泥協(xié)會(CEMBUREAU)等行業(yè)組織及海德堡水泥集團(Heidelberg Cement)、豪瑞集團(Holcim)、西麥斯集團(CEMEX)、老城堡集團(CRH)等國際水泥集團提出水泥行業(yè)價值鏈2050年碳中和目標。實現(xiàn)覆蓋其生產(chǎn)、使用、拆除及回收等全生命周期的脫碳。實現(xiàn)路徑主要包括提高能源利用效率,提升生物質、替代燃料比例,發(fā)展低碳水泥及推進新工藝和技術創(chuàng)新、控制水泥需求量等。
從當前發(fā)展水平來看,電力完全脫碳、化石燃料完全被替代、低碳水泥產(chǎn)品的發(fā)展需要漫長的過程,因此水泥行業(yè)實現(xiàn)碳中和需要大規(guī)模部署CCUS技術。然而,目前絕大部分二氧化碳資源化利用產(chǎn)業(yè)尚未實現(xiàn)商業(yè)化應用,未能建立相關的產(chǎn)業(yè)鏈集群。碳捕集項目成本高昂、能耗過高、與碳利用階段脫節(jié),難以產(chǎn)生經(jīng)濟效益,成為制約碳捕集項目發(fā)展的重要原因。雖然目前全球范圍內(nèi)的CCUS商業(yè)化部署是有限的,但是近年來已進行了許多創(chuàng)新工作,開展了廣泛的研究及試點應用。
國際能源署水泥行業(yè)路線圖預測顯示,CCUS將從2030年開始商業(yè)化并大規(guī)模實施。在國際大型水泥集團的碳中和技術路線中,CCUS技術也是2030年至2050年減排的主要方式。
《中國建筑材料工業(yè)碳排放報告(2020年度)》顯示,中國建筑材料工業(yè)2020年二氧化碳排放14.8億噸,比上年上升2.7%,2020年水泥行業(yè)二氧化碳排放量達到12.3億噸,占到建材行業(yè)的83%,碳減排壓力較大。
近年來,在生態(tài)環(huán)境部、科技部、發(fā)改委等部門的共同推動下,CCUS相關政策逐步完善,科研技術能力和水平日益提升,試點示范項目規(guī)模不斷壯大,整體競爭力進一步增強,已呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭。我國在2020年7月發(fā)布《綠色債券支持項目目錄(2020年版)》,CCS被首次納入其中。今年7月25日,生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院發(fā)布《中國二氧化碳捕集利用與封存CCUS年度報告(2021)——中國CCUS路徑研究》(以下簡稱《報告》)。
該《報告》指出,從實現(xiàn)碳中和目標的減排需求來看,依照技術發(fā)展預測,2050年、2060年分別需要通過CCUS技術實現(xiàn)6億噸至14億噸、10億噸至18億噸二氧化碳減排量。目前,我國已投運或建設中的CCUS示范項目約有40個,遍布19個省份,碳捕集能力達300萬噸/年,已具備大規(guī)模捕集、利用與封存二氧化碳的工程能力。
未來,我國碳交易市場還需進一步完善制度體系,盡快推動《碳排放權交易管理暫行條例》出臺;強化市場管理,加強碳排放數(shù)據(jù)的質量管理;拓寬覆蓋范圍,在發(fā)電行業(yè)碳市場運行良好的基礎上,逐步納入更多高排放行業(yè),豐富交易品種、方式和主體,提升市場活躍度。作為國際公認的大規(guī)模直接減排技術,未來,CCS和CCUS技術作為水泥熟料生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳減排的“兜底”手段,將成為我國實現(xiàn)碳中和目標的重要支撐。
來源:中國建材報
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