前言
水泥行業(yè)碳排放結(jié)構(gòu)以直接排放為主，生產(chǎn)制造過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的碳排放，存在降碳難度大的問(wèn)題。海螺水泥是我國(guó)水泥行業(yè)龍頭企業(yè)，又是具有國(guó)有企業(yè)身份，勇于承擔(dān)推進(jìn)節(jié)能降碳的社會(huì)責(zé)任，從調(diào)整用能結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新降碳技術(shù)、搭建循環(huán)經(jīng)濟(jì)、推行低碳管理等方面布局低碳發(fā)展，在保持業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了碳排放強(qiáng)度降低、污染物減排的成效。海螺水泥的低碳發(fā)展布局不僅能夠?yàn)樗嗥髽I(yè)的綠色轉(zhuǎn)型提供借鑒，更為降碳難的其他行業(yè)生產(chǎn)型企業(yè)把握低碳發(fā)展痛點(diǎn)、高質(zhì)量推進(jìn)碳中和提供經(jīng)驗(yàn)。
一、海螺水泥低碳布局的必要性
水泥行業(yè)具有高耗能高排放的特性，是我國(guó)推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域。截至2020年，水泥行業(yè)的碳排放約14億噸，占全國(guó)碳排放的比例達(dá)13%（圖1），是僅次于電力、鋼鐵行業(yè)的二氧化碳“排氣筒”，成為我國(guó)推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和的抓手之一。2021年11月我國(guó)出臺(tái)了《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》，對(duì)水泥行業(yè)低碳發(fā)展的目標(biāo)與舉措進(jìn)行了規(guī)劃，持續(xù)推進(jìn)水泥行業(yè)的節(jié)能降碳，水泥行業(yè)面臨著越來(lái)越嚴(yán)格的節(jié)能降碳政策。水泥的生產(chǎn)過(guò)程為“兩磨一燒”，這些環(huán)節(jié)產(chǎn)生的碳排放以原料分解、燃料消耗產(chǎn)生的直接碳排放為主，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)直接將溫室氣體排放至空氣中，難以在較短時(shí)間內(nèi)消除，水泥行業(yè)存在減碳難度大的問(wèn)題。因此，水泥行業(yè)亟需加速推進(jìn)低碳發(fā)展。
圖1? 2021年我國(guó)水泥行業(yè)熟料產(chǎn)能排行
數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)水泥協(xié)會(huì)，中大咨詢整理
海螺水泥2021年熟料產(chǎn)能位于我國(guó)水泥行業(yè)中的第二位，是我國(guó)水泥行業(yè)的頭部企業(yè)?；谛袠I(yè)轉(zhuǎn)向低碳發(fā)展的背景，海螺水泥需要承擔(dān)推進(jìn)節(jié)能降碳的社會(huì)責(zé)任，面臨低碳發(fā)展的外部要求。同時(shí)，海螺水泥自身碳排放以范圍一下的直接碳排放為主（占比達(dá)94%），降低直接碳排放是節(jié)能減碳的主要抓手。因此，海螺水泥制定了海螺碳達(dá)峰碳中和行動(dòng)方案和路線圖，推進(jìn)節(jié)能環(huán)保技術(shù)、降碳技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，全面加速海螺水泥的低碳循環(huán)發(fā)展。
二、海螺水泥低碳發(fā)展布局
面對(duì)愈發(fā)嚴(yán)格的節(jié)能降碳政策，海螺水泥以調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、發(fā)展低碳循環(huán)、應(yīng)用降碳技術(shù)、推進(jìn)低碳管理等四條途徑實(shí)現(xiàn)公司的低碳發(fā)展布局。
圖2? 海螺水泥低碳發(fā)展布局
數(shù)據(jù)來(lái)源：海螺水泥社會(huì)責(zé)任報(bào)告，中大咨詢分析
（一）調(diào)整用能結(jié)構(gòu)
水泥生產(chǎn)需要消耗大量的電力，傳統(tǒng)水泥廠均采取煤炭發(fā)電的方式來(lái)提供電力，煤電的使用排放了大量的溫室氣體。因此，海螺水泥一方面大量投資可再生能源發(fā)電，持續(xù)提高可再生能源發(fā)電對(duì)化石能源的替代，如2022年初海螺水泥制定了年投資額達(dá)50億的新能源投資計(jì)劃，重點(diǎn)推動(dòng)水泥廠光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電改造。另一方面，海螺水泥應(yīng)用替代燃料以減少煤炭等化石能源的消耗，在2020年建成了國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)首條生物質(zhì)替代燃料系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)燃料替代燃煤率超40%，同時(shí)通過(guò)階梯爐、熱盤(pán)爐等技術(shù)的集成應(yīng)用，將協(xié)同處置進(jìn)行升級(jí)改造，使垃圾衍生燃料入窯，進(jìn)一步提高資源利用率。
海螺水泥在2021年使用了128萬(wàn)kWh的風(fēng)電、1.64億kWh的光電、2.2萬(wàn)噸的生物質(zhì)燃料，分別實(shí)現(xiàn)降碳量達(dá)741噸、9.53萬(wàn)噸、2.4萬(wàn)噸，新能源替代幫助海螺水泥取得了良好的降碳成效。
（二）構(gòu)建低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系
海螺水泥以“無(wú)害化、減量化、資源化”原則開(kāi)展廢棄物回收再利用與協(xié)同處置，減少環(huán)境污染的同時(shí)節(jié)約石灰石資源，推動(dòng)生產(chǎn)與垃圾處理碳排放降低。在無(wú)害化方面，海螺水泥遵循《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》的要求，設(shè)置危廢暫存庫(kù)，按照危廢管理要求定期委托有資質(zhì)單位規(guī)范處置，并做好相應(yīng)儲(chǔ)存、進(jìn)出庫(kù)管理，實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)無(wú)害化處理。在減量化與資源化方面，海螺水泥開(kāi)發(fā)水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾系統(tǒng)、應(yīng)用水泥窯利用工業(yè)廢料技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了水泥窯消化煤矸石、火山灰、脫硫石膏等工業(yè)廢渣與城市垃圾的功能。
依托于廢棄物協(xié)同處置與資源再利用技術(shù)，海螺水泥實(shí)現(xiàn)自身廢棄物全部合規(guī)處理與再利用，同時(shí)還在2021年累計(jì)消納了4366.1萬(wàn)噸的一般工業(yè)固體廢物、處理生活垃圾93.09萬(wàn)噸、處理危險(xiǎn)廢物53.02萬(wàn)噸等。海螺水泥在解決工業(yè)垃圾的消解問(wèn)題的同時(shí)，減少污染物排放，節(jié)約石灰石資源，降低石灰石分解產(chǎn)生的碳排放。
（三）改進(jìn)降碳技術(shù)
1.利用降碳技術(shù)降低生產(chǎn)排放
海螺水泥通過(guò)節(jié)能技改、余熱發(fā)電、原料替代等方式大幅降低水泥生產(chǎn)過(guò)程中直接產(chǎn)生的碳排放。
在節(jié)能技改方面，海螺水泥存在電力損耗高、熱力利用效率低的問(wèn)題，其通過(guò)改造篦冷機(jī)、改造分解爐擴(kuò)容、使用高效變頻風(fēng)機(jī)、使用節(jié)能生料輥壓機(jī)、利用高效低阻旋風(fēng)筒、使用新型隔熱納米材料等舉措推進(jìn)節(jié)能技改。在2021年底完成了10條生產(chǎn)線改造，能夠使生產(chǎn)線噸熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗在98千克以內(nèi)，噸熟料綜合電耗在48千瓦時(shí)以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降碳。
在余熱發(fā)電方面，海螺水泥面臨熱力資源大量浪費(fèi)的痛點(diǎn)，因此其對(duì)每個(gè)水泥廠添加配套余熱發(fā)電系統(tǒng)，利用排出的廢氣余熱進(jìn)行發(fā)電，并將產(chǎn)生的電能用于企業(yè)生產(chǎn)，減少外購(gòu)電力。在2021年，集團(tuán)整體余熱發(fā)電量達(dá)79億度，減排二氧化碳約459萬(wàn)噸。
在原料替代方面，由于石灰石的主要成分碳酸鹽分解過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳約占總排放量的63%，是水泥生產(chǎn)種最主要的碳排放來(lái)源，海螺水泥存在石灰石分解產(chǎn)生碳排放的痛點(diǎn)。因此海螺水泥一方面采用黃磷渣配料，降低煅燒溫度，減少熱力消耗，另一方面選擇粉煤灰、硫酸渣、脫硫石膏等工業(yè)廢料替代部分原料，從而減少碳酸鹽分解產(chǎn)生的二氧化碳。截至2021年實(shí)現(xiàn)噸熟料煤耗下降1.5kg，同時(shí)利用工業(yè)廢料替代原料減少了石灰石分解直接產(chǎn)生的二氧化碳。
2.創(chuàng)新碳捕集技術(shù)提高碳吸收
海螺水泥開(kāi)展碳捕集利用示范項(xiàng)目，將水泥生產(chǎn)排放的二氧化碳進(jìn)行資源化利用，既實(shí)現(xiàn)碳減排又提高經(jīng)濟(jì)效益。海螺水泥在白馬山水泥廠建設(shè)了全球水泥行業(yè)首個(gè)水泥窯碳捕集純化示范項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水泥窯尾氣中二氧化碳的捕集與資源化利用。
整個(gè)系統(tǒng)共分為兩步，分別是捕集與利用。第一步中，首先捕集提濃，使水泥窯尾氣通過(guò)脫硫水洗塔、吸收塔、換熱器、解吸塔等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)CO2捕集與提純；其次壓縮分水，將捕集后提純的CO2經(jīng)過(guò)冷卻機(jī)、壓縮機(jī)、脫硫床、干燥床，進(jìn)行氣體的冷卻壓縮，并分離氣體中的水分，再次進(jìn)行純化；最后純化液化與精餾，將脫水后的高濃度氣態(tài)CO2通過(guò)吸附床、液化系統(tǒng)進(jìn)行純化液化，隨后通過(guò)精餾塔進(jìn)行精餾，形成工業(yè)級(jí)與食品級(jí)CO2。第二步主要是二氧化碳的利用，將制成的CO2進(jìn)行封存與運(yùn)輸，之后將CO2通過(guò)保護(hù)焊接、碳酸飲料添加、食品保鮮、干冰生產(chǎn)、電子醫(yī)藥應(yīng)用等方式進(jìn)行資源化利用。
目前海螺水泥白馬廠碳捕集項(xiàng)目每年可生產(chǎn)3萬(wàn)噸食品級(jí)和2萬(wàn)噸工業(yè)級(jí)CO2，為從吸收端降低水泥生產(chǎn)中排放的二氧化碳量進(jìn)行了有益的探索。
圖3? 海螺水泥白馬山碳捕集項(xiàng)目技術(shù)流程
數(shù)據(jù)來(lái)源：海螺水泥集團(tuán)，中大咨詢整理
3.應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)優(yōu)化能源管理
對(duì)于礦山開(kāi)采，海螺水泥搭建了數(shù)字化礦山系統(tǒng)來(lái)推進(jìn)節(jié)能降碳。海螺水泥已投入2億元推進(jìn)數(shù)字化建設(shè)，目前建設(shè)了24家數(shù)字化礦山。數(shù)字化礦山系統(tǒng)依托于數(shù)字采礦平臺(tái)、生產(chǎn)執(zhí)行平臺(tái)、三維可視化平臺(tái)等三大平臺(tái)，搭建了礦山采掘各單元的智能調(diào)度與監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)礦山資源、開(kāi)采環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)礦山勘探、原料開(kāi)采、礦物運(yùn)輸?shù)募泄芾?，利用智能化分析?yōu)化礦山開(kāi)采過(guò)程，提高采礦效率、降低采礦能耗，減少采礦碳排放。
對(duì)于工廠生產(chǎn)，海螺水泥搭建智能生產(chǎn)平臺(tái)、運(yùn)維管理平臺(tái)、智慧管理平臺(tái)等，開(kāi)展工廠生產(chǎn)全流程智能管理，依托平臺(tái)形成了以智能生產(chǎn)為核心、以運(yùn)行維護(hù)做保障、以智慧管理促經(jīng)營(yíng)的智能生產(chǎn)模式，打造智能工廠?；谥悄芑S，海螺水泥推進(jìn)全流程能耗管控，探索高耗能、高排放環(huán)節(jié)，利用智能分析工具持續(xù)優(yōu)化水泥生產(chǎn)煤電能耗情況，從而減少生產(chǎn)中的碳排放。
（四）踐行低碳管理
1.構(gòu)建三級(jí)環(huán)境管理體系
海螺水泥為推進(jìn)低碳發(fā)展戰(zhàn)略的落實(shí)，建立了自上而下的環(huán)保管理體系，以總部—區(qū)域—子公司三級(jí)環(huán)境管理架構(gòu)推進(jìn)節(jié)能環(huán)保工作。總部級(jí)別的環(huán)境管理部門(mén)負(fù)責(zé)統(tǒng)籌集團(tuán)的節(jié)能降碳目標(biāo)、制定節(jié)能降碳工作計(jì)劃、組織節(jié)能減排專業(yè)培訓(xùn)，并對(duì)子公司進(jìn)行監(jiān)督排查。區(qū)域級(jí)環(huán)境管理部門(mén)負(fù)責(zé)落實(shí)總部制定的節(jié)能減排中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略，并統(tǒng)籌管理各區(qū)域的節(jié)能減碳工作，負(fù)責(zé)把控區(qū)域節(jié)能減排情況，并對(duì)總部進(jìn)行匯報(bào)。子公司環(huán)境管理部門(mén)需要按照總部要求來(lái)實(shí)施環(huán)保管理措施，推進(jìn)節(jié)能減碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
圖 4? 海螺水泥三級(jí)環(huán)境管理體系
數(shù)據(jù)來(lái)源：海螺水泥社會(huì)責(zé)任報(bào)告，中大咨詢整理
2.建設(shè)低碳文化
海螺水泥針對(duì)不同的降碳場(chǎng)景采取相應(yīng)的舉措來(lái)推進(jìn)員工參與減碳。首先，海螺水泥通過(guò)低碳文化宣傳幫助員工樹(shù)立低碳意識(shí)，利用集團(tuán)內(nèi)網(wǎng)、微信群、海報(bào)等宣傳方式，持續(xù)加大低碳環(huán)保理念宣傳力度。其次，通過(guò)無(wú)紙化辦公、應(yīng)用節(jié)能燈具和定制空調(diào)等措施培養(yǎng)員工在工作中的低碳辦公習(xí)慣，降低集團(tuán)商務(wù)樓宇辦公產(chǎn)生的碳排放。最后，鼓勵(lì)員工低碳出行，海螺水泥要求員工合理安排商務(wù)活動(dòng)，減少不必要的出行，鼓勵(lì)日常商務(wù)出行優(yōu)先選擇乘坐公共交通，同時(shí)提高視頻或者電話會(huì)議開(kāi)展商務(wù)洽談的比例。
（五）低碳發(fā)展成效明顯
海螺水泥業(yè)務(wù)增長(zhǎng)與碳排放逐步脫鉤，且碳強(qiáng)度、單位熟料碳排放、污染物排放持續(xù)下降，低碳發(fā)展取得良好成效。在碳排放方面，海螺水泥雖然碳排放仍在增長(zhǎng)，但是營(yíng)業(yè)收入在5年間復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)17%，而碳排放增長(zhǎng)率僅為1.6%，營(yíng)業(yè)收入的增長(zhǎng)已與碳排放逐步脫鉤，而且降碳技術(shù)的應(yīng)用使單位熟料碳排放、碳強(qiáng)度逐年下降，海螺水泥的低碳發(fā)展取得了良好的效果。在污染物排放方面，除2018年氮氧化物略有上升之外，海螺水泥的氮氧化物、二氧化硫、主要排放口顆粒物排放量逐年下降，水泥生產(chǎn)造成的環(huán)境污染水平逐年降低。
圖5? 2017-2021年海螺水泥營(yíng)業(yè)收入與碳排放
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圖6? 2017-2021年海螺水泥碳強(qiáng)度與單位熟料碳排放
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在污染物排放方面，除2018年氮氧化物略有上升之外，海螺水泥的氮氧化物、二氧化硫、主要排放口顆粒物排放量逐年下降，水泥生產(chǎn)造成的環(huán)境污染水平逐年降低。
圖7? 2017-2021年海螺水泥污染物排放
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三、海螺水泥低碳布局啟示
海螺水泥重點(diǎn)從用能結(jié)構(gòu)、低碳循環(huán)、技術(shù)創(chuàng)新、低碳管理等途徑推進(jìn)公司的節(jié)能降碳，力圖解決水泥行業(yè)降碳難度大的問(wèn)題。海螺水泥的舉措同樣為降碳難的其他行業(yè)生產(chǎn)型企業(yè)把握低碳發(fā)展痛點(diǎn)提供了經(jīng)驗(yàn)借鑒，從調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新、完善管理體系等方面推進(jìn)節(jié)能減碳，完成低碳發(fā)展布局。
（一）調(diào)整能源使用結(jié)構(gòu)
水泥等高碳排放產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中消耗了大量的化石能源與電力能源來(lái)供熱供電，產(chǎn)生了大量碳排放。因此高排放的生產(chǎn)型企業(yè)可以在工廠內(nèi)建設(shè)光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電站，充分利用可再生資源，提高可再生能源在能源消耗中的使用比例。同時(shí)，搭建智能儲(chǔ)能系統(tǒng)，對(duì)可再生能源發(fā)電進(jìn)行調(diào)峰，還能將多余的電力并網(wǎng)賣出，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降碳并提高收益。此外，還可以建設(shè)生物質(zhì)能源燃料替代系統(tǒng)，通過(guò)應(yīng)用生物質(zhì)能源提高碳利用效率，從而推進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程中的節(jié)能降碳。
（二）推動(dòng)減碳技術(shù)創(chuàng)新
以直接排放為主的水泥等產(chǎn)品的碳排放主要來(lái)源是生產(chǎn)過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)以及煤炭發(fā)電，因此高排放的生產(chǎn)型企業(yè)需要從搭建資源循環(huán)體系、推動(dòng)生產(chǎn)節(jié)能技改、應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)、研發(fā)碳吸收技術(shù)等方面開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新，推進(jìn)企業(yè)低碳發(fā)展。
在資源循環(huán)體系創(chuàng)新方面，依托于生產(chǎn)技術(shù)改進(jìn)，生產(chǎn)型企業(yè)需要在保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)垃圾等廢棄物的消納，對(duì)廢棄物資源循環(huán)利用的同時(shí)減少產(chǎn)品原料的使用，降低產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的直接碳排放。
在生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新方面，應(yīng)用節(jié)能技改、余熱發(fā)電、原料替代、燃料替代等技術(shù)，提高能源與原材料的利用效率，降低碳強(qiáng)度與單位產(chǎn)品碳排放，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的節(jié)能降碳。
在碳吸收技術(shù)創(chuàng)新方面，高排放的生產(chǎn)型企業(yè)可以聯(lián)合科研院所、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，推進(jìn)碳捕集封存及利用技術(shù)的創(chuàng)新，提高二氧化碳吸收與利用的能力，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)碳中和奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
在數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新方面，依托數(shù)字化平臺(tái)搭建原料開(kāi)采、產(chǎn)品生產(chǎn)智能管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能化礦山與智能化工廠，對(duì)企業(yè)能耗進(jìn)行控制，制定企業(yè)能耗優(yōu)化方法，推進(jìn)節(jié)能降碳。
（三）完善低碳管理體系
完善的環(huán)境治理體系是降碳技術(shù)能夠有效推進(jìn)的保障，高排放的生產(chǎn)型企業(yè)可以搭建ESG治理架構(gòu)，形成ESG治理機(jī)制。同時(shí)在ESG治理下的環(huán)境管理方面依托ISO140001環(huán)境管理體系認(rèn)證，建立多級(jí)環(huán)境管理體系，持續(xù)推進(jìn)節(jié)能降碳工作。
低碳文化的構(gòu)建有助于幫助員工養(yǎng)成節(jié)能降碳的習(xí)慣，不僅幫助企業(yè)降低成本、貫徹節(jié)能理念，更能幫助企業(yè)降低范圍三內(nèi)的碳排放。因此，水泥企業(yè)可以通過(guò)理念宣貫、員工培訓(xùn)的方式來(lái)培養(yǎng)員工的習(xí)慣，形成企業(yè)整體的綠色低碳文化。