摘要:

低碳經濟是以低排放、低消耗、低污染為特征的經濟發展模式，是從傳統的高排放、高能耗、資源依賴型（“兩高一資”）的發展模式轉向可持續發展的必由之路。發展低碳經濟就是要在科學發展觀的指導下，通過技術創新、產業升級、新能源開發及政策保障體系的完善等多種方法和手段，努力減少天然化石燃料消耗，大幅度提高社會生產活動的能效水平，顯著降低生產產品單位溫室氣體排放強度，實現經濟社會發展與生態環境保護全面進步，提高應對氣候變化的能力。

水泥是經濟建設的重要材料，水泥工業也是國民經濟的重要的基礎產業。水泥工業的快速發展有力支撐了國家社會經濟的建設。然而，作為傳統的工業部門，水泥工業有著顯著的“兩高一資”生產工藝特性。水泥工業傳統的發展和生產模式，使得資源、能源都難以為續，對生態環境也造成了極為不利的影響。低碳經濟是水泥工業發展的必由之路；推動水泥工業低碳生產技術研發和應用，促進水泥工業大幅度節能減排，實現水泥工業先進、綠色制造，是水泥工業發展面臨的緊迫任務。

1.水泥生產CO2的排放

水泥生產包括原料開采、生料制備、熟料煅燒、水泥粉磨等多個工藝環節，使用多種輸送、破碎、粉磨、煅燒工藝設備及電機、風機等，需要消耗一定量的電力。各工藝過程的單位電力消耗如表一所示。可見，每生產1噸水泥，需要消耗電力約110kWh。

水泥熟料煅燒包括原料礦物分解、固相反應、液相燒結、熟料冷卻等一系列物理、化學過程、需要消耗大量的熱量。目前大多使用的煅燒工藝為預分解窯爐，燃煤由噴煤管分別送入分解爐和回轉窯進行燃燒。水泥熟料形成反應的理論熱耗約為1700kJ/kg。由于窯爐筒體表面散熱、燃燒煙氣帶出熱量及出窯熟料帶出熱量，實際的水泥熟料燒成熱耗約為3200kJ/kg，即噸熟料綜合煤耗約為110kg標準煤。

水泥生產電力消耗可產生間接CO2排放，即直接CO2排放由發電廠燃料燃燒產生。根據國家主管部門發布的數據，我國電力消耗CO2排放因子平均約為0.86TCO2/MWh，由此也可以推算出噸水泥生產電力消耗產生的間接CO2排放量約為94.6千克。水泥生產燃料消耗會產生直接CO2排放。可根據燃料中有機碳含量進行換算，計算出CO2排放量，但采用標準煤換算更為方便、快捷。根據中國建筑材料科學研究總院的初步研究，燃煤的CO2排放因子介于2.31—2.55千克CO2每千克標準煤，而國家發改委能源所推薦的排放因子為2.46千克CO2每千克標準煤。由此，可以計算出生產每噸水泥熟料、由燃煤燃燒產生的直接CO2排放量約為295千克。水泥生產采用石灰質原料，經煅燒后石灰質原料中的碳酸鹽礦物會分解，釋放出大量的CO2。通常，生產1噸水泥熟料需要消耗1.55噸生料，即產生的直接CO2排放量約為550千克。按水泥中的熟料系數為0.75計，可計算出生產單位水泥CO2總排放量約為728千克/噸。