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全球水泥行業(yè)能否實(shí)現(xiàn)碳減排?

中外對話網(wǎng)站 · 2019-07-18 10:37 留言

  水泥制造行業(yè)正在嘗試通過創(chuàng)新減少排放,但是面臨的挑戰(zhàn)依然嚴(yán)峻,凱瑟琳·厄爾利報(bào)道。

  雖然水泥無處不在,但是平時(shí)并不會(huì)引起我們過多的思考。這種粉狀物質(zhì)是混凝土的關(guān)鍵成分,曾被稱為“地球上破壞性最強(qiáng)的物質(zhì)”。

  水泥貢獻(xiàn)了全球碳排放量的7%。如果把整個(gè)水泥行業(yè)看作一個(gè)國家,那么它將成為僅次于中國和美國的第三大碳排放國。

  英國智庫查塔姆研究所去年發(fā)布的一份報(bào)告顯示,要想完成《巴黎協(xié)定》目標(biāo),水泥行業(yè)必須在2030年前至少消減16%的年排放量。

  但是,未來30年的全球經(jīng)濟(jì)增長,尤其是發(fā)展中國家的經(jīng)濟(jì)增長,預(yù)計(jì)會(huì)推動(dòng)全球水泥年需求量大幅提升。查塔姆研究所指出,中國目前是全球最大的水泥制造商,緊跟其后的印度和歐盟國家與中國的產(chǎn)量相比仍有較大差距。

  水泥行業(yè)如何降低排放?

  水泥行業(yè)減少碳排放的方式有很多,比如改變原料,提高泥窯效率,或者利用生物能源(比如利用廢熱發(fā)電)供電等等。

  查塔姆研究所指出,替換化石燃料、提高泥窯效率等措施已經(jīng)將全球水泥生產(chǎn)的單位(噸)二氧化碳排放量削減了18%。但是由于1990年以來市場需求增長了兩倍,水泥行業(yè)的總體排放量仍然出現(xiàn)了大幅提升。

  其中一多半排放來自水泥所需的熟料生產(chǎn),由于這個(gè)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的一個(gè)副產(chǎn)品就是二氧化碳,所以這部分二氧化碳是不會(huì)因?yàn)楦淖內(nèi)剂辖Y(jié)構(gòu)或提高生產(chǎn)效率而減少。

  2010-2015年水泥生產(chǎn)與排放

  數(shù)據(jù)來源:作者根據(jù)奧利弗等人(2016) 《全球二氧化碳排放趨勢:2016年報(bào)告》中的數(shù)據(jù)分析而來。

  工程咨詢公司莫特·麥克唐納表示:“即便回收了所有的廢熱,替換了所有的化石燃料,石灰轉(zhuǎn)化為熟料的過程仍然會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。長期來看,我們要么需要為水泥行業(yè)建立碳捕集和封存(CCS)機(jī)制,要么尋找其他替代材料?!?/p>

  粉煤灰是煤炭燃燒的一種副產(chǎn)物,添加這種物質(zhì)可以減少水泥中熟料的比例。查塔姆研究所表示,這種所謂的“高混合”水泥能夠?qū)⑺嗌a(chǎn)過程的碳排放減少四分之三。

  全球水泥和混凝土協(xié)會(huì)(GCCA )表示,碳捕集和封存(CCS)技術(shù)在中短期內(nèi)是“必不可少的”,因?yàn)楝F(xiàn)代水泥廠的運(yùn)轉(zhuǎn)已經(jīng)基本接近或達(dá)到理論效率的極限。

  碳中性混凝土的生產(chǎn)

  德國的海德堡水泥公司(HeidelbergCement)是全球第二大水泥生產(chǎn)商,全球第三大預(yù)拌混凝土生產(chǎn)商。像其他水泥公司一樣,海德堡公司也正在研究和開發(fā)新的技術(shù)和工藝。2019年5月,海德堡公司宣布計(jì)劃“最晚”在2050年生產(chǎn)出碳中性混凝土,這個(gè)目標(biāo)已經(jīng)通過了“科學(xué)碳目標(biāo)”(SBTi)標(biāo)準(zhǔn)的評估,同時(shí)也符合《巴黎協(xié)定》提出的將全球升溫控制在2攝氏度以內(nèi)的目標(biāo)。

  “科學(xué)碳目標(biāo)”(SBTi)由聯(lián)合國全球契約(UN Global Compact)、多家非政府組織、以及世界資源研究所、世界自然基金會(huì)(WWF)和碳信息披露項(xiàng)目(CDP)共同運(yùn)營,主要為投資者提供商業(yè)氣候風(fēng)險(xiǎn)方面的數(shù)據(jù)。目前,全球大約有200家企業(yè)的二氧化碳減排目標(biāo)得到了該機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn),但海德堡水泥公司是首家來自水泥行業(yè)的企業(yè)。

  海德堡水泥公司在德國Lengfurt鎮(zhèn)的工廠。

  海德堡公司將研究重點(diǎn)放在二氧化碳封存和使用上。目前,該公司已經(jīng)開發(fā)了一種“再碳酸化”的工藝,將混凝土循環(huán)再利用到能夠吸收二氧化碳的水泥細(xì)粉中,然后將這種原料用于新的水泥和混凝土生產(chǎn)。

  此外,海德堡水泥公司還計(jì)劃在挪威布雷維克建造全球第一座零排放的水泥廠。目前,Norcem水泥廠(挪威水泥制造商、海德堡水泥公司子公司)已經(jīng)成功地用廢紙、紡織布料、塑料和有害垃圾等廢棄物替代了70%的生產(chǎn)燃料??偟膩砜?,這會(huì)讓這座水泥廠的整體二氧化碳排放減少三分之一左右。

  為減少熟料生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳,海德堡公司計(jì)劃啟用碳捕集和封存技術(shù)。如果首期項(xiàng)目能夠成功捕獲工廠一半的排放量,海德堡公司計(jì)劃將實(shí)現(xiàn)100%碳捕集與封存。這座工廠的建設(shè)依靠的是公共資金,相關(guān)可行性研究結(jié)果將于今年8月出爐,并將最終決定政府投資與否。如果項(xiàng)目獲批,全面碳捕集將從2024年開始啟動(dòng)。

  水泥行業(yè)減排整體進(jìn)展

  行業(yè)組織也在研究二氧化碳減排的問題。全球水泥與混凝土協(xié)會(huì)(GCCA)鼓勵(lì)成員機(jī)構(gòu)按照2018年頒布的《可持續(xù)憲章》(Sustainability Charter)采取行動(dòng)。這就要求協(xié)會(huì)正式成員機(jī)構(gòu)在氣候變化與能源、環(huán)境與自然、以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)5個(gè)方面全面落實(shí)可持續(xù)性倡議。此外,他們還要制定氣候變化減緩戰(zhàn)略,發(fā)布減排目標(biāo),匯報(bào)減排進(jìn)展,并與其他會(huì)員機(jī)構(gòu)分享減排經(jīng)驗(yàn)。

  然而,碳信息披露項(xiàng)目(CDP)去年發(fā)布的一份分析警告稱,如果不能將減排量增加一倍以上,水泥行業(yè)很可能無法完成《巴黎協(xié)定》的減排目標(biāo)。分析認(rèn)同碳捕集和封存(CCS)對水泥行業(yè)的重要性,但此類項(xiàng)目大多處于試驗(yàn)階段,除海德堡水泥公司外,其他企業(yè)取得的進(jìn)展都很有限。

  查塔姆研究所的研究同時(shí)評估了水泥行業(yè)目前的創(chuàng)新情況,通過對過往14年的4500份專利進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),創(chuàng)新的成果非常可觀,尤其是在熟料替代和新型水泥生產(chǎn)方面。

  分析還顯示,中國在水泥研究和開發(fā)方面的資金投入遠(yuǎn)超其他國家,專利申請量也處于領(lǐng)先地位,因此將成為水泥行業(yè)的創(chuàng)新中心。

  研究人員指出:“從去碳化的角度來看,這種趨勢非常令人振奮,因?yàn)橹袊A(yù)計(jì)將繼續(xù)占據(jù)全球水泥生產(chǎn)的主要份額?!?/p>

  但是該研究也指出,上述專利商業(yè)轉(zhuǎn)化的數(shù)量并不多,而且沒有一項(xiàng)得到廣泛應(yīng)用。

  開發(fā)用于脫碳水泥的新材料和新技術(shù)還要克服很多困難。查塔姆研究所指出,少數(shù)主導(dǎo)著這個(gè)行業(yè)的大型水泥生產(chǎn)商都對挑戰(zhàn)現(xiàn)有商業(yè)模式的新產(chǎn)品持謹(jǐn)慎態(tài)度。這些生產(chǎn)商很有可能會(huì)對此類產(chǎn)品能否達(dá)到規(guī)模化生產(chǎn)產(chǎn)生質(zhì)疑。與此同時(shí),建筑師、工程師、承包商和客戶也會(huì)更多地考慮安全性,而不是碳減排。

  碳信息披露項(xiàng)目(CDP)投資者研究部門負(fù)責(zé)人卡羅爾·費(fèi)格森認(rèn)為,監(jiān)管可以推動(dòng)必要的變革?!斑^去,建筑監(jiān)管和建筑物環(huán)境證書主要關(guān)注建筑物在使用期間的排放,但是近年來人們逐步開始從項(xiàng)目早期關(guān)注建筑內(nèi)含的碳排放?!?/p>

  內(nèi)含碳排放是指在建筑物建設(shè)過程中產(chǎn)生的碳排放。英國已經(jīng)試圖將這種排放納入本國政策之中。比如,英國建筑研究院環(huán)境評估方法(BREEAM)提出的建筑標(biāo)準(zhǔn)就將這種碳排放納入了基礎(chǔ)設(shè)施和建筑物可持續(xù)性評測標(biāo)準(zhǔn)中,并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對建筑物進(jìn)行評測,并依照評測結(jié)果對其進(jìn)行評級(jí)。建筑項(xiàng)目內(nèi)含碳排放降低會(huì)增加該建筑項(xiàng)目的評分,去年該研究院對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了更新,減少碳排放所獲得的“獎(jiǎng)勵(lì)”分值在增加。據(jù)碳信息排放項(xiàng)目(CDP)介紹,這表明英國建筑研究院環(huán)境評估方法對建筑物內(nèi)含碳排放的重要性有了更廣泛的認(rèn)識(shí)。

  政策干預(yù)能夠推動(dòng)行業(yè)減排。對此,海德堡水泥公司發(fā)言人表示認(rèn)同。他指出:“建筑規(guī)范(針對建筑物設(shè)計(jì)、建造和材料使用的監(jiān)管條例)需要進(jìn)行調(diào)整。而且如果有激勵(lì)或監(jiān)管機(jī)制推動(dòng)低碳建筑材料的使用,那顯然會(huì)大有助益。”

編輯:余婷

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