【要點】一、中國水泥行業碳減排難點：
1、總量大：中國水泥行業產生的二氧化碳總量約13點幾億噸，占我國總排放量13%-14%。
2、一般來講，當尾氣中二氧化碳濃度越高，碳捕捉成本越低；而生產水泥過程中排出的尾氣，二氧化碳濃度偏低（20%-30%），導致碳捕捉成本較高。
3、成本收益不平衡：碳的交易價格才幾十塊錢，而捕捉成本要二三百塊錢。
二、如何碳減排？
常規方式（提升熱效率、替代燃原料、用低碳熟料）以及ccus-碳捕捉技術（解決40-60%的水泥碳排放）。2030年以前主要發展常規方式，但到2050年要實現零排放的話必須ccus技術要占到50%。
三、碳減排進展？
海螺水泥ccus技術成本約300元一噸，中材國際全氧燃燒技術收集一噸二氧化碳要200-250塊錢。不論是ccus還是全氧燃燒，都沒有進入工業化應用，只是實驗階段。
四、政策展望：
一方面技術進步，把捕集成本由50-80美元降到30-50美元，這是可以實現的。另一方面，政策上，國家征收碳稅，或給一個二氧化碳排放總量限制，超過的話就要關門。
【正文】
一、中國水泥行業碳減排情況和難點。
從全世界來講碳達峰、碳中和都是一個很關注的話題，2020年9月22號習總書記在聯合國大會上也承諾我們國家在二氧化碳力爭在2030年達到碳達峰，2060年努力實現碳中和。水泥協會對碳達峰也做了部署和安排，初步來說建材協會希望建材行業大概在2025年實現碳達峰，水泥行業是要求在2023年實現碳達峰。水泥行業來講，特別是中國水泥行業，碳減排的壓力個人覺得是很非常大的，壓力主要體現在這么幾種數據：
1）目前中國2020年水泥的總產量是23.77億噸，占全球總產量的55%；
2）2020年中國熟料產量是15.8億噸，每生產一噸的熟料大概需要產生0.8到0.9噸的二氧化碳，按照國家標準的準入值是0.87噸，先進值是0.845噸，也就是說每噸硅酸鹽熟料產生小于0.845噸的二氧化碳就是一個先進水平，目前中材國際能做到0.82，在技術水平上是比較好的。
3）那這么算下來的話，去年中國水泥行業產生的二氧化碳總數大概是13點幾億噸，中國水泥行業產生的二氧化碳占中國總排放量大概是13%-14%，所以講，也就是說中國水泥行業的二化碳的排放的壓力還是挺還是挺大的，壓力大體現在以下幾個方面：量大、治理成本高、政策力度?。?/span>
1、規模大：整體基數大，而且每噸產品產生二氧化碳的規模大；
2、尾氣中二氧化碳濃度低，治理成本高：水泥行業產生的二氧化碳，主要來自兩塊，一方面是煤粉燃燒，生產水泥要加熱，加熱用煤或者油或者天然氣，中國絕大多都是用的煤，這個就占每噸熟料產生二氧化碳的三分之一；另一方面，來自于水泥的生料，也就是水泥的原料，大概是三分之二。所以煤粉和生料產生的二氧化碳加起來是0.8~0.9噸。但是我們生產水泥過程中排出的煙氣當中二氧化碳的濃度還是偏低的，濃度大概是在20%-30%。當排出去的二氧化碳濃度越高，相對來講碳捕捉的成本就會越低，一般來講，不管是二氧化碳垃圾利用、還是儲存或其他方式，必須把二氧化碳提純到95%或者99%以上的濃度才能把他捕捉下來去填埋或者去利用，所以要捕捉或者提純到二氧化碳比較高濃度的成本直接與原料氣的濃度相關，而水泥行業的原料氣濃度大概小于30%，這就導致了我們水泥行業二氧化碳捕捉成本比其他行業高，電力行業、化工行業、水泥行業、鋼鐵行業這些煙氣中二氧化碳濃度相對來講偏低的行業捕捉成本相對的比較高，像酒精發酵行業尾氣二氧化碳濃度都達到了95%以上，還有煤化工的尾氣二氧化碳濃度達到了80%以上，這些行業捕捉成本相對來講就會比較低。所以第二個壓力就是水泥行業二氧化碳治理難度大，二氧化碳濃度低導致的捕集成本高。
3、成本收益不平衡：雖然二氧化碳捕集也好、利用也好成本比較高，但是我們國家大概從2017年開始正式啟動了發電行業的碳交易體系，目前逐年正在推進。今年有石化、化工、建材，有色，鋼鐵，造紙，電力、航空等行業已經加入了這個全國的碳交易體系。但是就交易成本來講，總共有八個省市有個試點，其中北京大概是碳交易是最貴的，交易價格大概是每一噸92塊錢，廣東、重慶、天津、深圳、福建、湖北、天津這幾個省相對來講會比較便宜，才20多塊錢。也就是說一份碳的交易價格才幾十塊錢，而捕捉成本要二三百塊錢，碳捕捉的成本是不平衡的。碳捕捉、碳交易發展比較好的是歐盟，截止到今年年底，歐盟的每噸二氧化碳的交易價格大概是30歐元，估計到21年底可能要到32歐元，預計到2030年可能要到50歐元。在中國的話，根據2019年中國碳價的調查，2020年碳交易平均價格是27塊錢，預估2025年可以到70多塊錢，到2050年可能不到200塊錢，即使是不到200塊錢，在水泥行業要整個執行碳捕捉的話還是收入-成本不平衡的。
以上這三個因素直接決定水泥行業在碳減排的容易度和技術推廣就會受一些限制。
二、水泥行業基于碳減排，應該怎么做，要做什么。
剛才說了我們的二氧化碳主要來自于煤粉燃燒和水泥生料，所以我們技術上來講，碳減排我們一般要采用四項主要的技術。
第一塊是提升熱效率。但是從目前的技術水平預判，預計3-5%的碳減排來自于提高能源的利用效率。
1）提高能源的利用效率，盡可能把熱耗成本降低，每噸產品少燒煤；
2）提高電耗效率，每噸產品少用電；
3）增加余熱的利用效率，也就是第一項說的提高熱效率。
第二塊是替換原料技術。我們可以在水泥行業處理一些其他行業的廢棄物，作為一個主要的替代來源，目前的水泥行業規定，如果采用了替代原料，這一部分產生的二氧化碳是不計入水泥的，這塊對碳減排貢獻大概在12%-20%。也就是說我們通過少燒煤以及原料當中少含碳酸鹽的鈣質原料，水泥行業常規的東西都是碳酸鈣分解得到的，碳酸鈣分解就會產生大量的二氧化碳，如果我用的鈣質原料，不需要用碳酸鈣的分解，比如氫氧化鈣，就可以很好地實現碳減排。歐洲替代原料在水泥行業是比較普遍的，對碳減排貢獻大概在40%-80%的水平，中國在替代原料這一塊還是剛剛起步或者偏低的水平。這跟國情有關，歐洲國家有垃圾分類，廢棄物的分類做的比較好，以及環保的要求，廢棄物的收集處理也比較嚴，而在中國的話相對來講，對垃圾分類、廢棄物處置、廢棄物要求，比如哪些東西必須要送到水泥廠消化是相對來講政策沒那么嚴，所以導致好多水泥廠要大規模利用廢棄物比較難。一方面是在中國要資質，另一方面水泥廠遠離城市比較難得到廢棄物，所以整個中國替代原料發展比較落后。
第三塊是低碳水泥、低碳熟料。也就是說在水泥強度一樣的情況下，水泥當中盡量少用產生二氧化碳高的熟料，有一些替代的熟料，還有比方說我們可以用研磨煅燒技術，高貝利特水泥（hbc）技術，碳化水泥技術等等，為整個水泥生產實現二氧化碳減排創造條件。
以上三塊是水泥生產碳減排的一些常規技術。
第四塊是有標志性的水泥碳減排，碳捕捉技術，俗稱ccus。第一個c是碳（carbon），第二個c是捕捉（capture），u是利用（utilization），s是儲存（storage）。水泥廠在碳減排方面目前是擁有這個標志性技術，水泥行業大概50%左右（40%-60%）二氧化碳減排必須要采用ccus技術。歐洲那些國家一般目前的路線圖都是要求2050年必須要達到碳中和，就是說水泥行業自身的水泥產品碳排放為零，一方面盡量少排，通過替代原料，提高能源利用效率，低碳水泥、低碳熟料減少碳排放，第二方面已經排放的、必須要排放二氧化碳要把它捕捉回來進行利用。所以說碳減排的一個標志性技術就是碳捕捉利用儲存技術ccus。
碳捕捉技術ccus目前在世界上通用的有四方面的技術。
第一個，比如海螺水泥，在中國有唯一一個水泥廠采用的碳捕捉技術就是（水泥窯煙氣）捕捉技術，所謂（水泥窯煙氣）捕捉技術就是水泥廠在排出二氧化碳之前的煙囪把二氧化碳捕捉回來，是通過化學吸附，也就是容積吸附的方法把它提純到99%以上，海螺把捕捉下來的二氧化碳當作食品或者工業二氧化碳在市場上銷售，但是剛剛說的目前中國整個二氧化碳的市場潛力大概是800萬到1000萬噸，對比水泥行業去年2020年總共排13億-14億噸，1000萬噸僅僅是1/130的水平，所以遠遠滿足不了我們把碳捕捉下來以后利用的量。海螺采用的（水泥窯煙氣）捕捉技術主要用的就是容積吸附，好處就是簡單，壞處就是成本高。為什么成本高呢？因為它采用的是氨法吸附，窯尾廢氣通過溶液，升溫和降溫交替，一會把氨合成碳酸氫銨，一會把它又解析出來，通過溫度不斷交替提純，但是又導致外面需要大量的蒸汽來升溫，利用了大量蒸汽以后，導致健康成本、運行成本比較高，像海螺如果把終身性成本加上去估計要超過300多塊錢一噸，如果捕捉一噸的二氧化碳，要多300多塊錢，還得考慮捕捉下來將來怎么用，怎么儲存。
第二個技術是全氧燃燒，中材國際走的就是這個技術，我們現在廢氣當中二氧化碳濃度之所以低，主要是采用空氣做助燃燃料，空氣中有21%的氧，79%的氮氣，所以氮氣會通過氧帶入這個系統，所以煙氣中氮氣的濃度是很高的，把二氧化碳的濃度拉低了，如果我們采用的純氧燃燒、全氧燃燒的技術，燃燒提供的是全氧，那么廢氣就不含有氮或含量很低了，燃燒產生排出來煙氣的濃度就會很高，我們就可以不采用化學吸附、溶劑吸附，而是采用物理吸附、變壓吸附的方式，可以把二氧化碳濃度從70%多提到90%多，這樣吸附這一塊的投資和運行成本就會得到大幅度下降，全氧燃燒我們認為運行成本可以降低30%以上。另外還有間接換熱、鈣循環，總體來講大部分就是全氧燃燒的一個技術。其實大致可以分兩類，一個是燃燒后捕集，類似于海螺的，另一種叫燃燒過程的捕集，有全氧燃燒、有間接換熱、有鈣循環這幾大類。國際上主流的水泥行業的碳捕集技術分為這四種，中材國際采用的就是全氧燃燒技術，整個中材國際在系統的設計和整個燃燒機理的研究上有自己的獨到之處。我們這個技術在同樣水泥行業不容易捕捉下來的前提下，我們可以比其他技術相對來講運行成本要降低一點，我們這個技術收集一噸二氧化碳要200-250塊錢，燃燒后捕集方式要300-350塊錢，是這樣的一個運行成本。我們預估包括世界上iea世界能員組預估，在2030年之后，所有的水泥生產線都會面臨要上碳捕集系統的技術，在2020年到2030年之間，是一個碳捕集技術的研究開發的階段，一方面技術需要積累，一方面目前碳捕集在歐洲也好、全世界也好，目前不具備經濟效益，如果我們的成本能做到250塊錢左右，除以7，是四十美元左右，如果歐盟捕捉一噸二氧化碳，能補貼30-50歐元，那么經濟效益就出來了。也許歐盟的那些國家，在2030年以后都會以水泥生產排出去的二氧化碳做交稅的指標，你要是不減排，就讓你交碳稅，或者給你一年多少指標，超過了這個指標就關停。在這個情況下，水泥行業碳捕捉才會納到一個比較高的高度，2030年之前是技術儲備和經濟效益的平衡階段。水泥行業總共有四種技術，前面三種是水泥生產過程中常規性的工作，最后一種技術碳捕捉利用技術，這是一個水泥行業一個標志性的技術，如果碳捕捉利用一旦進入水泥行業常態化，對行業的碳中和會起到一定的效果，目前世界上的著名的水泥集團海德堡集團和拉豪集團做得比較好，他們在全世界范圍內有20多條中間實驗的生產線，中間實驗也好、理論研究也好得生產線在一起啟動研究。我們認為在2030年以前，這塊技術還處于儲備階段。
三、水泥行業一年十幾億噸二氧化碳，將來怎么用這是一個很大的課題，一方面是如何捕集，另一方面是怎么用。
目前市面上有這么幾種方法，第一種也是最簡單的，作為工業化或食品進行銷售，整個中國也就八百到一千萬噸，量是很少的。第二種技術，用做二氧化碳的驅油，也就是開采石油生產過程中都要加入一種其他的東西把石油趕出來，二氧化碳作為一種介質，在驅油過程中把它打到地底下去，把石油擠出來，把二氧化碳留在礦井里面，目前這幾年，二氧化碳驅油儲存技術有比較大的發展。上周我們去了中石化設計研究院，我們共同探討如何運用二氧化碳的驅油來進行有效的利用。第三是二氧化碳的礦化，對一些礦物通過二氧化碳形成碳酸鹽的礦物，把二氧化碳固化下來。第四，目前比較前沿的研究，整個化工行業都在研究二氧化碳加氫制甲烷乙醇的技術，這個技術的技術水平是最高的，但是難度和成本也是最高最貴的，二氧化碳通過和氫氣結合生成甲烷乙烷，我們用二氧化碳替換掉煤作為化工原料的基礎原料，現在用煤作為化工的基礎原料，煤生成甲醇乙醇，做成乙烯等，將來用二氧化碳加氫通過加催化劑，做成甲醇乙醇乙烯，作為化工原料，這樣的話形成了二氧化碳的循環利用，但目前經濟效益不好，目前，一年產生不到兩千噸的甲醇乙醇，但投資上億元，這樣經濟效益很不好，這是目前將來可能的二氧化碳捕集下來業務的方向，
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q：目前，中材國際做的比較好的全氧燃燒技術，目前技術層面比較成熟嗎，比如200-250塊錢每噸的成本是大部分企業都是這個水平還是我們在這個領域最領先最有經濟性的？
a：水泥行業的全氧燃燒技術目前還沒有，全世界也還沒有納入工業化的應用，都做了一些中間實驗、實驗室的研究，目前在世界上也只是小規模的中間實驗，沒有一個水泥企業采用了全氧燃燒技術，拉法基也好，海德堡也好，只是一小時幾噸的量在進行實驗，我們自己發現了全氧燃燒的實驗平臺，自己進行了一些計算和推導，提出來了全氧燃燒的方案，還沒有工業運用。全世界沒有，我們目前也沒有。
q：從政策層面講，最有可能怎么推動，比如碳稅等？
a：歐洲兩條腿，第一是碳稅的價格不斷走高。目前碳捕集成本是50-80美元，將來有信心降低到30-50美元。目前歐盟碳稅是30歐元，到30年要到50歐元。如果捕集成本低于碳稅成本，捕集效益好于排放效益，企業肯定考慮捕集而非排放。而目前捕集成本還是高于碳稅的，而且捕集還涉及封存、利用，因此企業可能缺乏捕集動力。因此主要是兩方面，一個是技術進步，把捕集成本由50-80美元降到30-50美元，我覺得這是可以實現的。第二個是政策方面，國家征收碳稅，或給一個二氧化碳排放總量限制，超過的話就要關門，這樣的話企業最后必須要走這條路。主要還是政策和成本效益的問題?，F在大家主要還是在技術研究，沒有真正說要把碳捕捉下來實現減排，比如海螺每年至少排放一百多萬噸，現在只有五萬噸采用碳捕捉，只有3%，更多的只是實驗和技術研究性質。要達到減排的程度，必須要規模很大才能達到碳減排、碳中和的程度。這塊技術必須要做，如果不做到2030年要求普遍高了，要是沒有技術儲備就會走在人家后面。
q：對于我國政策執行，一個是減少單噸二氧化碳排放量，另一個是直接減少水泥產量，從行業層面有一個平衡，從執行角度，哪一個可執行？占比更高？歐洲是怎么做的？
a：碳減排通過技術進步，讓單噸水泥排放量下降，各水泥企業都在做，一個是提高能源利用效率，二是提高替代能源量的比例，三是利用低碳水泥低碳熟料的量。中國水泥行業的技術指標在全世界處于領先地位，中國水泥的熱耗電耗普遍低于歐洲，中國水泥熱耗電耗的技術先進性走在世界前列。但在替代原料方面還是落后于歐洲。相對歐洲來說，一方面提高能源利用效率，另一方面增加替代能源使用量，第三個2030年以后要走ccus技術路線。至于歐洲目前怎么限制二氧化碳排放，我理解是更多是給每一條生產線一個排放總量，當超過時要么進行碳捕集，要么關門。比如一個生產線，現在允許排放120萬噸，中國目前是隨便排，未來可能排放標準收緊，只能排放100萬噸，對企業來說，要么就減少運轉時間，要么減少每噸排放量，要么捕捉下來。未來歐洲也好中國也好，都會走這樣給每個生產線排放量的路。超過的話超過部分交稅，歐洲去年是30歐元，今年到32歐元。
q：現在世界上技術也沒有規?；瘧?，歐洲現行產量要壓減多少？
a：現在各國都做了碳減排路線圖，現在每個國家都把ccus比例加大放到2030年以后，2030年以前主要發展替代原料技術、提高能源利用效率技術、水泥低碳熟料技術。但到2050年要實現零排放的話必須ccus技術要占到50%?，F在還是在走常規路線，對產量減少的力度還不是很大。舉例來說，2030年要在2019年的基礎上下降30%。但由于2019年排放量很大，所以提高這三項技術在2025年就可以實現碳排放下降30%的目標，但2030年以后還要再下降，就要發展碳捕捉碳利用的技術?？绰肪€圖可以看出，目前主打常規技術，2030年以后強迫使用碳捕捉碳利用技術。
q：交易現在的價格比自己捕捉要低很多，像煤化工高濃度的二氧化碳如果捕捉成本比較低，那水泥行業以后直接買他們的指標就可以，有沒有這種可能？他們那種高濃度的成本是多少？
a：我們低濃度的大概是200-400元的水平，高濃度的，捕捉成本是120-200元?，F在即使成本低也是不合適的，因為捕集還涉及怎么用的問題，現在國家的碳交易平均27元，最高也只有92元。第二個，目前中國水泥行業二氧化碳排放占全國排放13-14%，目前水泥總產量遠大于其他行業，比如石油行業一年一億多噸，水泥行業一年十幾億噸，你買它的指標，但你產量比他要大很多。從國家層面來說，也不會允許占13%的行業去買指標。
q：我們公司在這一塊的優勢
a：中材國際的主要優點是我們可以做工程設計和開發。一般像海螺水泥，它做了一個五萬噸的碳捕捉系統，但是他是一個水泥企業，他只是生產水泥，比如說全氧燃燒它不知道怎么做。但我們是這個燒成系統整個技術是我們自己研發的，自己進行技術改進，相對來說只有我們能做到。比如說在提純技術跟大連理工合作，可以在源頭對濃度進行提純，后面的成本大幅度下降，這是別的企業不具備的。要想走減排技術路線，還是要像中材國際這樣研發、設計性質的企業，一體化，可以綜合采用，降低碳捕捉碳減排成本。
q：公司目前如何開展碳減排研究的？
a：目前全世界行業對碳減排，特別是水泥行業碳減排非常關注，我們定期會收集世界上所有水泥行業，或者歐盟、歐盟政府對碳減排技術的一個發布和路線圖，也就是說目前世界上碳減排的技術路線，以及采用什么技術，能降低到什么程度，我們都有。我們在這些技術的基礎上，針對不同的技術進行經濟分析，比如我們想走全氧燃燒的技術路線，目前有些技術難度，如果用空氣燃燒，里面有大量的氮氣，產生二氧化碳的風壓比較小，燃燒和分解很容易進行，如果用純氧氣，產生的只有二氧化碳，分解和燃燒產生的產物也是二氧化碳，在相同溫度情況下，對分解反應、燃燒反應起抑制作用，如何突破這個技術，我們專門建了一個全氧燃燒實驗室，在實驗室階段如何保證在高二氧化碳濃度情況下保證分解和原料的燃燒完成，技術突破了才可行。第二塊，我們和大連理工進行了專門合作，他們提出來如果采用后捕集，空氣中氧濃度是30%的話，每噸大概300-350塊錢才能捕集下來，如果濃度75%以上，告訴我們成本在200塊錢，他這里一百多塊錢，我這里再一百多塊錢，加一起兩百多就可以把二氧化碳捕集到99%這么一個濃度。我們集團一方面大量參考國內外的技術，第二個基于我們的實驗，第三個和我們的戰略合作伙伴系統性的方案進行投資分析和運行成本的分析，最后得到了我們認為比較經濟的可行的方案。但全氧燃燒技術還沒有走向真正的工業應用，包括世界著名的水泥公司和集團，目前都是在實驗階段。
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