2025年水泥行业现状分析：降低碳捕集成本

  中国报告大厅网讯，随着全球对碳排放问题的关注不断升温，水泥行业作为碳排放的重要来源，正面临着前所未有的挑战与机遇。2025年，水泥行业将在碳减排、碳捕集与利用技术方面迎来关键的发展节点。本文将深入探讨水泥行业在碳减排、碳捕集与利用技术方面的现状，并展望未来的发展方向，旨在为行业的绿色转型提供参考。

  《2025-2030年全球及中国水泥行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出，水泥行业是我国国民经济的重要基础原材料产业，同时也是能源消耗和温室气体CO₂排放的主要领域。随着国家碳减排工作的深入推进，水泥行业的碳减排、碳捕集与利用技术的发展受到了广泛关注。近年来，水泥行业在碳减排、碳捕集与利用技术方面取得了一定的进展，但仍面临诸多挑战。未来，水泥行业需在降低碳捕集成本、优化碳计量方法设备、高效利用碳资源等方面持续努力，以进一步促进水泥生产减碳降碳目标的实现。

  一、水泥生产碳排放源的分类及计量

  (一)水泥生产碳排放源的分类

  水泥生产过程中的碳排放源主要分为直接排放源和间接排放源。直接排放源包括水泥生产工艺过程中碳酸盐矿物分解产生的CO₂、水泥生产窑炉用燃料消耗产生的CO₂以及水泥生产非窑炉用燃料消耗产生的CO₂。其中，工艺生产矿物分解和能源消耗产生的碳排放量最大，约占碳排放总量的92%。间接碳排放源主要包括外购电力消耗和外购熟料消耗等产生的CO₂。

  (二)水泥生产碳排放量的计量

  碳排放量的计量是监测和量化水泥生产过程中CO₂排放量的重要措施。目前，碳排放量的计量主要有两种较为成熟的方法：核算法和在线监测法。

  1. 核算法

  核算法通过确定碳排放核算边界、识别碳排放源、选择和获取排放因子数据、计算燃料燃烧产生的CO₂排放量、水泥生产过程中产生的CO₂排放量、外购电力和热力等产生的CO₂排放量，并汇总计算CO₂排放总量。研究表明，生产1吨P·I型硅酸盐水泥，原材料开采、生产及运输产生的碳排放量为35.15千克;工艺生产矿物分解产生的碳排放量为462.87千克;煤耗和电耗等能源消耗产生的碳排放量为505.92千克;成品发运产生的碳排放量为58.56千克。工艺生产矿物分解和能源消耗产生的碳排放量最大，应成为水泥行业碳排放研究的重点。

  2. 在线监测法

  在线监测法基于在线自动分析仪器，运用现代传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术及相关的专用分析软件和高效数据传输方式，组成综合性在线监测与预警信息平台进行CO₂排放量在线监测。尽管在线监测法在电力行业得到了广泛应用，但在水泥行业，国内仍很少采用该方法直接监测碳排放量。2022年12月，行业首套CO₂在线监测计量技术方案成功应用于福建三明南方水泥厂，标志着水泥行业在碳排放量在线监测技术方面取得了重要进展。

  二、水泥行业碳捕集和碳利用现状

  (一)碳捕集主要技术

  水泥行业碳捕集技术主要包括富氧/全氧燃烧、物理吸收、膜分离、空气分离/排气循环、低温分离及化学吸收等。富氧/全氧燃烧技术作为水泥熟料烧成系统CO₂捕集的主要技术路线之一，为水泥行业碳捕集提供了技术支持。全氧燃烧技术通过提高水泥窑系统烟气中的CO₂浓度，降低CO₂捕集成本，减少NOₓ的生成及燃烧后的烟气量。

  (二)碳捕集技术应用现状

  2011年4月，我国首台水泥回转窑富氧助燃节能装置正式投入运行，测试结果显示，该装置在不增加燃料的前提下，能使水泥熟料生产线回转窑火焰温度提高180℃，节能效果显著。2024年1月，国内水泥行业首个碳捕集利用项目——“年产20万吨CO₂全氧燃烧富集提纯示范项目”在青州中联水泥有限公司正式投入运行。该项目采用全氧燃烧流程再造技术及关键装备，与常规后捕集技术相比，单位CO₂捕集能耗和运行成本降低了25%以上。

  (三)碳利用主要技术

  水泥行业碳利用的主要技术路径包括碳化养护混凝土技术、废渣矿化技术及新型固碳材料制备技术。碳化养护混凝土技术通过利用新拌混凝土中的碱性组分与CO₂发生反应，将CO₂稳定封存在混凝土中，既能有效固定CO₂，也能加快混凝土力学性能的形成。废渣矿化技术则利用钙基工业废渣与CO₂反应生成碳酸钙等固体物质，实现CO₂的固化。新型固碳材料制备技术通过碳矿化材料与CO₂反应，制备成各种建材产品，有效促进了建材行业的经济效益和社会效益。

  三、水泥行业碳减排、碳捕集及碳利用的展望

  尽管水泥行业在碳减排、碳捕集和碳利用领域已取得一定的突破，但技术的规模化应用仍面临着诸多挑战。未来，水泥行业需在降低碳捕集成本、推广碳计量先进技术装备、提高碳资源利用率等方面持续努力。

  (一)降低碳捕集成本

  目前，CO₂捕集提纯技术已实现工业应用，但如何降低生产成本仍是亟待解决的问题。建议利用光伏发电、风电等绿色电力来降低制氧成本，提高能源效率，以解决CO₂捕集提纯技术运行成本高的难题。

  (二)推广碳计量先进技术装备

  CO₂在线监测计量技术已实现试点应用，但需更长时间的运行效果验证。建议国内大型水泥集团尽早落实CO₂在线监测计量的工程化应用，并共同论证研究成果的科学性、系统性和稳定性。

  (三)提高碳资源利用率

  水泥行业现状分析指出，碳化养护混凝土技术是实现碳利用的有效途径之一，但相对水泥窑系统捕集的CO₂量，其处理量有限。建议针对国内富产大量废钢渣的现状，研究多级碳化制备建材制品技术及悬浮碳化制备高活性SCM材料技术，多渠道消纳水泥窑系统捕集的大量CO₂，推动水泥行业的碳减排进程及绿色低碳高质量发展。

  四、总结

  水泥行业作为我国国民经济的重要基础原材料产业，面临着碳减排的巨大压力。通过碳捕集和利用技术的应用，水泥行业在实现碳减排目标方面取得了显著进展。未来，水泥行业需在降低碳捕集成本、推广碳计量先进技术装备、提高碳资源利用率等方面持续努力，以进一步促进水泥生产减碳降碳目标的实现。随着技术的不断进步和政策的支持，水泥行业有望在2025年实现更加绿色、低碳的发展。

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