已“达峰”的水泥行业“中和”路上亟须CCUS

中国发展改革报社记者 | 白雪

2023年12月，中国建筑材料联合会会长阎晓峰在中国建筑材料联合会六届理事会四次会议上表示，水泥行业已实现碳达峰，进入碳中和阶段。水泥行业实现碳达峰标志着水泥行业的碳排放量达到顶峰水平，随后将开始逐步减少碳排放，水泥企业将采取更多的环保措施实现碳中和。

发展CCUS（碳捕集、利用与封存技术）是水泥行业实现碳中和的必要途径。记者在近日举办的“水泥行业CCUS应用与发展国际研讨会”上了解到，目前，CCUS在商业化发展及产业化部署等方面面临多重挑战。水泥行业碳捕集项目投资较大，经济效益低。目前仅有少数企业进行了项目试点，现有捕集能力远低于行业预测量，行业布局CCUS项目缓慢。

CCUS是水泥行业实现碳中和的必备选择

CCUS技术一直被视为水泥行业实现碳中和的关键技术。CCUS指的是将二氧化碳从工业、能源生产等排放源或空气中捕集分离，并加以利用或输送到适宜的场地封存，避免其直接排放到大气中，最终实现二氧化碳的减排的一种技术。

中国建筑材料联合会标准质量总监、副秘书长周丽玮表示，据统计分析，水泥行业提前实现碳达峰已成为现实，但是水泥行业要想实现碳中和难度很大。作为一项能够实现二氧化碳深度减排和资源化利用的关键技术，CCUS是水泥行业实现碳中和的必备选择。

据了解，水泥行业目前可行的碳捕集提纯技术主要分为两类，第一类是针对低浓度二氧化碳烟气的捕集提纯技术；第二类是通过燃烧过程实现二氧化碳自富集技术，主要采用全氧燃烧技术。

上述技术在实际应用中已见成效。例如，山东青州中联水泥有限公司20万吨/年全氧燃烧耦合碳捕集工程全氧燃烧富集系统已于今年初正式投料运行，该系统使烟气中二氧化碳浓度从常规的20%~30%提高到75%以上，有效降低碳捕集提纯系统运行成本。

在天津水泥工业设计研究院副总工程师彭学平看来：“全氧燃烧耦合物理吸附不仅可以节能增效，还能有效提高二氧化碳的捕集效率，从而降低企业CCUS的运营成本。”

加速CCUS在水泥行业的示范和扩大应用

2018年，海螺集团旗下白马山水泥厂建成了全球水泥行业首个水泥窑碳捕集纯化示范项目，这不仅弥补了世界水泥工业低碳技术的一项空白，也标志着我国在CCUS技术方面迈出了关键一步。

如今，这一项目已建设运行6年。结合项目运行情况，海螺集团三碳研究院政策研究室主任姚方行坦言：“我国目前CCUS技术发展面临巨大挑战，主要体现在全流程大规模集成示范项目的缺乏、建设主体驱动力不足、CCUS项目跨企业跨行业协作困难以及减排收益不足等问题。”对此，他建议加快水泥行业纳入全国碳市场的步伐，利用市场化手段促进企业降碳。此外，他还建议应进一步健全“双碳”“1+N”政策体系，出台更加细化的政策，推动CCUS项目的环境效益转化为经济效益。

水泥生产排放的烟气中，二氧化碳浓度低，因此捕集成本高。自然资源保护协会城市项目主任潘支明表示：“目前我国水泥行业CCUS的捕集量距离实现碳中和目标的减排需求有较大差距。”为此，亟须加大对水泥CCUS的扶持力度，充分调动企业积极性，加速CCUS在水泥行业的示范和扩大应用。

全球碳捕集与封存研究院中国区总经理杨晓亮也表示，目前CCUS技术的应用与发展仍面临着经济挑战、长开发周期以及项目开发复杂等难题。

面对这些挑战，水泥行业需加快技术创新，提升CCUS技术的效率和经济效益。业内专家在接受记者采访时表示：“一方面，要加大研发投入，推动CCUS技术的持续创新和优化，降低技术成本，提高捕集效率；另一方面，要加强行业内的合作与交流，共享资源和技术，共同推进CCUS技术的商业化进程。”

建议率先建立CCUS碳中和示范园

将碳捕集企业与利用企业集合到一起，有利于实现碳的就地消纳，减少运输成本，保证CCUS项目的长期稳定运行。不过，与会专家表示，目前我国尚未制定CCUS产业园的建设标准，不同行业的企业整合到一起，将会面临更加复杂的项目审批要求，跨行业的审批要求将给企业带来额外的项目管理难度。因此，与会专家建议，我国应率先建立CCUS碳中和示范园，可以涉及电力、钢铁、化工等多个行业，探索不同行业进园的管理办法，以示范园为蓝本，制定我国CCUS碳中和产业园的建设标准。

针对碳运输管网问题，与会专家表示，以往的研究主要从碳捕集点源到封存汇点的角度进行评估。然而，在碳中和视角下，需要在减排量、运输距离的基础上统筹考虑全局最优成本，因此现在要反向思考，从汇点到点源进行规划。

根据中国CCUS年度研究报告，250公里是不需要对二氧化碳运输再进行中转增压的最长距离，管道建设成本比较低，常常作为中国源汇匹配分析中的最大距离限值。因此，在进行管网规划时，应统筹考虑不同点源和汇点之间的封存经济性。此外，未来随着直接空气捕集技术的成熟，以及考虑到捕集过程中用能带来的排放问题，需要综合考虑与汇点的距离及可再生能源的富集情况，以达到更好的经济效益。因此，对于水泥行业，未来企业新建选址或现有企业建设CCUS项目时，需要全局考虑源汇匹配的情况，这也是未来CCUS管网的规划方向，是水泥行业实现碳中和必须考虑的重要因素。

欧盟经验显示，将CCUS纳入碳市场，利用碳交易可以增加CCUS收益。全球水泥与混凝土协会水泥与创新业务总监克洛德·洛雷亚（Claude Lorea）建议各国政府应给予更多的政策支持，培育新技术，促进CCUS的发展。她还提到，实施政府低碳采购政策，可以刺激低碳产品的市场需求，从消费端拉动生产端减碳。

针对捕集碳减排量核算的问题，与会专家以美国为例进行了说明。无论是捕集碳的利用还是封存，减排量的申请主体必须证明其捕集的碳能够长期与大气隔绝，否则不能进行核算，也无法参与碳交易。例如，通过二氧化碳加氢制合成燃料，燃烧后又产生二氧化碳，这种情况就不能获得减排量的核证。美国的核算方法为我国未来的CCUS减排量核算提供了参考。关于碳交易，与会专家认为，CCUS纳入碳市场需要重点关注两个方面：“首先是封存标准和监管办法的建立，必须能够证明封存地的长期安全性，确保没有碳泄漏。其次是监测、报告和核查办法，以及量化的方法学，以确保二氧化碳核算的科学性。”