从润百客第16期开始，小润为大家推出了新的系列，聚焦碳中和所涉及的重点行业(俗称八大行业)排放控制的难点和现状。
关于八大行业的划分，根据2020年的统计计算，电力、钢铁、造纸、有色金属、石化、化工、航空空和建材的碳排放量占90%以上。因此，电力、钢铁、造纸、有色、石化、化工、航空空和建材被确定为重点行业/领域(业内称为碳排放八大行业)，并采取不同的路径和策略来推进目标的实现。
2021年，八大行业占比下降到80%以下，但仍是最大的。
(数据来源:中国光伏发电行业发展趋势研究报告及未来投资分析报告(2022-2029))上期讲解了排名第二的钢铁行业。本期继续看排名第三的建材行业，其碳排放量占比13.16%。
图片来自网络，如建材行业的碳排放构成。
建筑业是中国的一个综合产业，也是一个重要的材料产业。顾名思义，建筑材料就是与建筑相关的材料。建筑本身就是一个复杂的工程，包含了土木工程和建筑工程中用到的所有材料。建筑材料种类繁多，可分为结构材料、装饰材料和特种材料。
材料包括:木材、竹子、石头、水泥、混凝土、金属、砖、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材料等。
装饰材料包括:各种涂料、油漆、涂料、贴面、各种颜色的瓷砖、有特殊效果的玻璃等。
特殊材料包括:防水、防火、防潮、阻燃、隔音、隔热、保温、密封等。
正是由于建材行业的复杂性和产品的多样性，其碳排放量当之无愧地排在第三位。
据初步测算，2020年，中国建材行业二氧化碳排放量为14.8亿吨，比上年增长2.7%。此外，用电量可间接换算成约1.7亿吨二氧化碳当量(CO?e)，因此总量约为16.5亿吨。
细分来看，建材行业的主要碳排放来自于以下产品的相关工业生产:
水泥行业排放CO 12.3亿吨，同比增长1.8%，用电量可间接转化为约8955万吨二氧化碳当量(COE)；
石膏行业CO排放量1.2亿吨，同比增长14.3%，用电量可间接折算约314万吨二氧化碳当量(COE)；
墙体材料行业CO排放量1322万吨，同比增长2.5%，用电量可间接折算约612万吨二氧化碳当量(COE)；
建筑陶瓷行业CO排放量3758万吨，同比下降2.7%，用电量可间接折算约1444万吨二氧化碳当量(COE)；
墙体材料行业CO排放量2740万吨，同比增长3.9%，耗电量可间接折算约893万吨二氧化碳当量(COE)；
我们通过图表向您展示建材行业各种材料制造产生的碳排放比例。
显然，水泥行业占比最大，占83%；其次是石灰石膏行业，占8%。这两项可以成为整个建材行业的减排重点。
建材行业的碳排放特征
建材行业偏向于加工制造业，碳排放主要分为工艺排放(材料分化)、燃料排放(化石能源)和间接排放(以电为主)三个阶段，其中水泥行业是建材行业中主要的碳排放行业。根据我们的减排分析策略，我们可以从水泥生产过程来看水泥行业的排放重点和难点。
水泥工艺流程图来源:中国建筑材料科技期刊水泥生产过程可分为原料准备、熟料煅烧和水泥粉磨生产三个主要阶段。这一过程中的能耗主要包括电能和热能。
碳排放的主要来源包括以下几个环节:
(1)水泥生料中碳酸钙分解产生CO；
(2)熟料生产过程中煤、石油等燃料燃烧产生的一氧化碳；
(3)生料中的钢渣、煤矸石、粉煤灰等非燃料碳在高温煅烧过程中转化成的CO；
(4)co?；废物协同处置过程中，废物中替代燃料和非生物质碳燃烧产生；
(5)对应于水泥厂购买的净电力和热量的CO
水泥行业90%的CO排放来自熟料生产(碳酸钙分解、燃料燃烧)，其余10%来自原料制备和水泥制品生产。
减排技术路径
1.化石能源和原材料的替代技术
建材工业能耗品种主要是煤炭、电力、燃料油以及少量的天然气、煤气和焦炭。其中，在所有化石能源中含碳量最高的煤，无论是作为能源直接燃烧，还是作为原料、还原剂等非能源用途，都不可避免地会产生大量的CO。
在环境条件允许和需要的情况下，废弃物、城市垃圾和替代燃料的利用率可达40%。据统计，目前我国建材行业的主要燃料是煤炭和天然气。采用替代燃料时间短，燃料种类少，年度替代量不足。
一些欧盟国家的成功案例值得借鉴。以水泥行业为例，其平均燃料替代率超过50%，在荷兰更是高达98%。在欧美的水泥行业，甚至使用废轮胎、固体废弃物、屠宰业废弃的肉骨头、废塑料、废机油、生物质燃料。
图片来自互联网，比如在燃料替代方面，中国也做了一些探索。目前建材行业的燃料替代主要是生活垃圾与秸秆等其他生物质燃料共处置。然而，只有少数企业在开展示范项目。如果他们的成功经验在全行业推广，预计未来有相当大的减排潜力。
2.能效提高
通过使用节能技术，建材行业的能耗和电耗持续降低，CO排放量也相应减少。提高单条生产线的生产能力，可以有效促进单位能耗，减少生产过程中的碳排放。近年来，低能耗烧结和新型粉磨技术的发展对提高建材生产的能源效率也起到了积极的作用。
3.充分利用余热和低品位热源、风能和太阳能发电。
比如在风能、太阳能利用方面，国内建材企业也有很大空的余地。中国太阳能年利用小时数在1000-1600小时之间。按照1300小时计算，每1mw(占地约15亩)的太阳能光伏组件每年可发电1,300 mwh。比如在年产200万吨的水泥厂建设分布式光伏发电项目，利用办公楼屋顶、空闲置地面和废弃矿井安装5组(约75亩)。太阳能
4.碳捕获、储存和利用技术
目前，CO捕集技术主要包括吸收法、吸附法、膜分离法以及这些方法的组合。吸收法分为物理吸收和化学吸收。物理吸收法是在压力或温度降低的情况下，通过物理溶解来捕集CO，然后通过压力降低或温度升高来释放CO。常用的化学吸收剂有烷基醇胺溶液和热钾碱溶液。
建材工业窑炉典型的二氧化碳捕集方法:工业窑炉烟气CO捕集主要有三种:燃烧前捕集、富氧燃烧和燃烧后捕集。燃烧前捕集不适用于水泥行业，因为其过程中碳酸盐分解是CO排放的主要来源。燃烧后捕集不需要改进原有的生产工艺。上述吸收法、吸附法和膜分离法用于捕获CO
建材行业减排进展
建材行业作为碳排放第三的行业，高能耗、高污染，在低碳背景下，建材的转型升级迫在眉睫。因此，发展绿色建材是推动我国建材行业转型升级和绿色发展的重要举措，也是我国建筑领域实现碳中和的重要路径。
2021年1月16日，中国建筑材料联合会发布《推进建材行业二氧化碳排放峰值和碳中和倡议书》，郑重提出并倡导中国建材行业在2025年前全面实现二氧化碳排放峰值，水泥行业在2023年前率先实现二氧化碳排放峰值。
同年7月29日，由中国建筑材料联合会主办的主题为“低碳同行，绿色发展”的2021建材行业减碳国际论坛在北京举行。本次论坛旨在进一步落实中央提出的“3060”和“双碳”目标，深化全球建材行业减碳国际合作，共同交流减碳和碳中和的先进技术和经验，推动建材行业走绿色、低碳、高质量发展之路，落实“有益于行业、有益于人类”的建材行业发展新目标。
图片来自网络，如侵删。近年来，绿色建材的探索也取得了一定的成果。先后开发出新型墙体材料、保温隔热材料、节能门窗、光伏屋顶、防水密封材料、空气体净化材料、抗菌材料等七大类。其中，具有隔热隔音性能的中空玻璃和具有太阳能发电功能的光伏产品是最好、最快、最容易被大众接受的。
同时，社会也更加关注建筑行业相关企业的碳排放和减排。通过舆论监督，行业更有发展和改革动力。
总结
建材行业减碳不是孤立的，必须与化工、有色、钢铁行业深度耦合，这是实现建材低碳零碳的关键。传统水泥向低碳水泥发展，利用工业废渣作为水泥生产原料将是近期的重点工作。未来生物质可能会把碳纤维、二氧化碳、绿氢做成烯烃，再做成各种塑料。大部分能源可以来自太阳能，低碳零碳建筑可以使用新材料。低碳、零碳建材也将带来建筑结构和风格的革命性变化。
好了，本期就到这里！下一期润百客小润将带你揭开“重点行业减排——石化行业”的神秘面纱。请关注我们~我们下次再见~
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