智造低碳水泥：海螺水泥專注佈局低碳發展

前

言

水泥行業碳排放結構以直接排放為主，生產製造過程會產生大量的碳排放，存在降碳難度大的問題。

海螺水泥

作為我國水泥行業的龍頭企業，積極履行節能降碳的社會責任，彰顯國企擔當

，從

調整用能結構、創新降碳技術、搭建迴圈經濟、推行低碳管理等方面佈局低碳發展

，在保持業務增長的同時實現了碳排放強度降低、汙染物減排的成效。海螺水泥的低碳發展佈局不僅能夠為水泥企業的綠色轉型提供借鑑，更為降碳難的其他行業生產型企業把握低碳發展痛點、高質量推進碳中和提供經驗。

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1

海螺水泥低碳佈局的必要性

水泥行業具有高耗能高排放的特性，是我國推進碳達峰碳中和目標實現的重點關注領域。截至2020年，水泥行業的碳排放約14億噸，佔全國碳排放的比例達13%（圖1），是僅次於電力、鋼鐵行業的二氧化碳“排氣筒”，成為我國推進碳達峰碳中和的抓手之一。2021年11月我國出臺了《“十四五”工業綠色發展規劃》，對水泥行業低碳發展的目標與舉措進行了規劃，持續推進水泥行業的節能降碳，水泥行業面臨著越來越嚴格的節能降碳政策。水泥的生產過程為“兩磨一燒”，這些環節產生的碳排放以原料分解、燃料消耗產生的直接碳排放為主，透過化學反應直接將溫室氣體排放至空氣中，難以在較短時間內消除，水泥行業存在減碳難度大的問題。因此，水泥行業亟需加速推進低碳發展。

圖1 2021年我國水泥行業熟料產能排行

資料來源：中國水泥協會，中大諮詢整理

海螺水泥2021年熟料產能位於我國水泥行業中的第二位，是我國水泥行業的頭部企業。基於行業轉向低碳發展的背景，海螺水泥需要承擔推進節能降碳的社會責任，面臨低碳發展的外部要求。同時，海螺水泥自身碳排放以範圍一下的直接碳排放為主（佔比達94%），降低直接碳排放是節能減碳的主要抓手。因此，海螺水泥制定了海螺碳達峰碳中和行動方案和路線圖，推進節能環保技術、降碳技術的研發與應用，全面加速海螺水泥的低碳迴圈發展。

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海螺水泥低碳發展佈局

面對愈發嚴格的節能降碳政策，海螺水泥以

調整能源結構、發展低碳迴圈、應用降碳技術、推進低碳管理

等四條途徑實現公司的低碳發展佈局。

圖2 海螺水泥低碳發展佈局

資料來源：海螺水泥社會責任報告，中大諮詢分析

調整用能結構

水泥生產需要消耗大量的電力，傳統水泥廠均採取煤炭發電的方式來提供電力，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電，持續提高可再生能源發電對化石能源的替代，如2022年初海螺水泥制定了年投資額達50億的新能源投資計劃，重點推動水泥廠光伏發電、風力發電改造。

另一方面

，海螺水泥應用替代燃料以減少煤炭等化石能源的消耗，在2020年建成了國內水泥行業首條生物質替代燃料系統，實現生物質燃料替代燃煤率超40%，同時透過階梯爐、熱盤爐等技術的整合應用，將協同處置進行升級改造，使垃圾衍生燃料入窯，進一步提高資源利用率。

海螺水泥在2021年使用了128萬kWh的風電、1。64億kWh的光電、2。2萬噸的生物質燃料，分別實現降碳量達741噸、9。53萬噸、2。4萬噸，新能源替代幫助海螺水泥取得了良好的降碳成效。

構建低碳迴圈經濟體系

海螺水泥以

“無害化、減量化、資源化”原則

開展廢棄物回收再利用與協同處置，減少環境汙染的同時節約石灰石資源，推動生產與垃圾處理碳排放降低。在無害化方面，海螺水泥遵循《中華人民共和國固體廢物汙染環境防治法》的要求，設定危廢暫存庫，按照危廢管理要求定期委託有資質單位規範處置，並做好相應儲存、進出庫管理，實現水泥生產無害化處理。在減量化與資源化方面，海螺水泥開發水泥窯協同處置城市生活垃圾系統、應用水泥窯利用工業廢料技術，實現了水泥窯消化煤矸石、火山灰、脫硫石膏等工業廢渣與城市垃圾的功能。

依託於廢棄物協同處置與資源再利用技術，海螺水泥實現自身廢棄物全部合規處理與再利用，同時還在2021年累計消納了4366。1萬噸的一般工業固體廢物、處理生活垃圾93。09萬噸、處理危險廢物53。02萬噸等。海螺水泥在解決工業垃圾的消解問題的同時，減少汙染物排放，節約石灰石資源，降低石灰石分解產生的碳排放。

改進降碳技術

1.利用降碳技術降低生產排放

海螺水泥透過節能技改、餘熱發電、原料替代等方式大幅降低水泥生產過程中直接產生的碳排放。

在節能技改方面

，海螺水泥存在電力損耗高、熱力利用效率低的問題，其透過改造篦冷機、改造分解爐擴容、使用高效變頻風機、使用節能生料輥壓機、利用高效低阻旋風筒、使用新型隔熱奈米材料等舉措推進節能技改。在2021年底完成了10條生產線改造，能夠使生產線噸熟料標準煤耗在98千克以內，噸熟料綜合電耗在48千瓦時以內，實現節能降碳。

在餘熱發電方面

，海螺水泥面臨熱力資源大量浪費的痛點，因此其對每個水泥廠新增配套餘熱發電系統，利用排出的廢氣餘熱進行發電，並將產生的電能用於企業生產，減少外購電力。在2021年，集團整體餘熱發電量達79億度，減排二氧化碳約459萬噸。

在原料替代方面

，由於石灰石的主要成分碳酸鹽分解過程中產生的二氧化碳約佔總排放量的63%，是水泥生產中最主要的碳排放來源，海螺水泥存在石灰石分解產生碳排放的痛點。因此海螺水泥一方面採用黃磷渣配料，降低煅燒溫度，減少熱力消耗，另一方面選擇粉煤灰、硫酸渣、脫硫石膏等工業廢料替代部分原料，從而減少碳酸鹽分解產生的二氧化碳。截至2021年實現噸熟料煤耗下降1。5kg，同時利用工業廢料替代原料減少了石灰石分解直接產生的二氧化碳。

2.創新碳捕集技術提高碳吸收

海螺水泥開展碳捕集利用示範專案，將水泥生產排放的二氧化碳進行資源化利用，既實現碳減排又提高經濟效益。海螺水泥在白馬山水泥廠建設了全球水泥行業首個水泥窯碳捕集純化示範專案，實現了對水泥窯尾氣中二氧化碳的捕集與資源化利用。

整個系統共分為兩步，分別是捕集與利用。

第一步

中

，首先捕集提濃，使水泥窯尾氣透過脫硫水洗塔、吸收塔、換熱器、解吸塔等裝置，實現CO

捕集與提純；其次壓縮分水，將捕集後提純的

CO

經過冷卻機、壓縮機、脫硫床、乾燥床，進行氣體的冷卻壓縮，並分離氣體中的水分，再次進行純化；最後純化液化與精餾，將脫水後的高濃度氣態

CO

透過吸附床、液化系統進行純化液化，隨後透過精餾塔進行精餾，形成工業級與食品級

CO

。

第二步

主要是二氧化碳的利用，將製成的

CO

進行封存與運輸，之後將

CO

透過保護焊接、碳酸飲料新增、食品保鮮、乾冰生產、電子醫藥應用等方式進行資源化利用。

目前海螺水泥白馬廠碳捕集專案每年可生產3萬噸食品級和2萬噸工業級

CO

，為從吸收端降低水泥生產中排放的二氧化碳量進行了有益的探索。

圖3 海螺水泥白馬山碳捕集專案技術流程

資料來源：海螺水泥集團，中大諮詢整理

3.應用數字化技術最佳化能源管理

對於礦山開採，海螺水泥搭建了數字化礦山系統來推進節能降碳。海螺水泥已投入2億元推進數字化建設，目前建設了24家數字化礦山。數字化礦山系統依託於數字採礦平臺、生產執行平臺、三維視覺化平臺等三大平臺，搭建了礦山採掘各單元的智慧排程與監控系統，對礦山資源、開採環境進行實時監控，實現礦山勘探、原料開採、礦物運輸的集中管理，利用智慧化分析最佳化礦山開採過程，提高採礦效率、降低採礦能耗，減少採礦碳排放。

對於工廠生產，海螺水泥搭建智慧生產平臺、運維管理平臺、智慧管理平臺等，開展工廠生產全流程智慧管理，依託平臺形成了以智慧生產為核心、以執行維護做保障、以智慧管理促經營的智慧生產模式，打造智慧工廠。基於智慧化工廠，海螺水泥推進全流程能耗管控，探索高耗能、高排放環節，利用智慧分析工具持續最佳化水泥生產煤電能耗情況，從而減少生產中的碳排放。

踐行低碳管理

1.構建三級環境管理體系

海螺水泥為推進低碳發展戰略的落實，建立了自上而下的環保管理體系，以總部—區域—子公司三級環境管理架構推進節能環保工作。

總部

級別的環境管理部門負責統籌集團的節能降碳目標、制定節能降碳工作計劃、組織節能減排專業培訓，並對子公司進行監督排查。區域級環境管理部門負責落實總部制定的節能減排中長期發展戰略，並統籌管理各區域的節能減碳工作，負責把控區域節能減排情況，並對總部進行彙報。

子公司

環境管理部門需要按照總部要求來實施環保管理措施，推進節能減碳目標的實現。

圖 4 海螺水泥三級環境管理體系

資料來源：海螺水泥社會責任報告，中大諮詢整理

2.建設低碳文化

海螺水泥針對不同的降碳場景採取相應的舉措來推進員工參與減碳。首先，海螺水泥透過低碳文化宣傳幫助員工樹立低碳意識，利用集團內網、微信群、海報等宣傳方式，持續加大低碳環保理念宣傳力度。其次，透過無紙化辦公、應用節能燈具和定製空調等措施培養員工在工作中的低碳辦公習慣，降低集團商務樓宇辦公產生的碳排放。最後，鼓勵員工低碳出行，海螺水泥要求員工合理安排商務活動，減少不必要的出行，鼓勵日常商務出行優先選擇乘坐公共交通，同時提高影片或者電話會議開展商務洽談的比例。

低碳發展成效明顯

海螺水泥業務增長與碳排放逐步脫鉤，且碳強度、單位熟料碳排放、汙染物排放持續下降，低碳發展取得良好成效。

在碳排放方面

，海螺水泥雖然碳排放仍在增長，但是營業收入在5年間複合增長率達17%，而碳排放增長率僅為1。6%，營業收入的增長已與碳排放逐步脫鉤，而且降碳技術的應用使單位熟料碳排放、碳強度逐年下降，海螺水泥的低碳發展取得了良好的效果。

圖5 2017-2021年海螺水泥營業收入與碳排放

資料來源：海螺水泥年報與社會責任報告，中大諮詢整理

圖6 2017-2021年海螺水泥碳強度與單位熟料碳排放

資料來源：海螺水泥年報與社會責任報告，中大諮詢整理

在汙染物排放方面

，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，水泥生產造成的環境汙染水平逐年降低。

圖7 2017-2021年海螺水泥汙染物排放

資料來源：海螺水泥社會責任報告，中大諮詢整理

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海螺水泥低碳佈局啟示

海螺水泥重點從用能結構、低碳迴圈、技術創新、低碳管理等途徑推進公司的節能降碳，力圖解決水泥行業降碳難度大的問題。海螺水泥的舉措同樣為降碳難的其他行業生產型企業把握低碳發展痛點提供了經驗借鑑，從調整能源結構、加強技術創新、完善管理體系等方面推進節能減碳，完成低碳發展佈局。

調整能源使用結構

水泥等高碳排放產品在生產過程中消耗了大量的化石能源與電力能源來供熱供電，產生了大量碳排放。因此高排放的生產型企業可以在工廠內建設光伏發電、風力發電站，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，搭建智慧儲能系統，對可再生能源發電進行調峰，還能將多餘的電力併網賣出，實現節能降碳並提高收益。此外，還可以建設生物質能源燃料替代系統，透過應用生物質能源提高碳利用效率，從而推進生產過程中的節能降碳。

推動減碳技術創新

以直接排放為主的水泥等產品的碳排放主要來源是生產過程中的化學反應以及煤炭發電，因此高排放的生產型企業需要從搭建資源迴圈體系、推動生產節能技改、應用數字化技術、研發碳吸收技術等方面開展技術創新，推進企業低碳發展。

在資源迴圈體系創新方面

，依託於生產技術改進，生產型企業需要在保證產品質量的基礎上實現對工業垃圾等廢棄物的消納，對廢棄物資源迴圈利用的同時減少產品原料的使用，降低產品生產過程中的直接碳排放。

在生產技術創新方面

，應用節能技改、餘熱發電、原料替代、燃料替代等技術，提高能源與原材料的利用效率，降低碳強度與單位產品碳排放，實現企業的節能降碳。

在碳吸收技術創新方面

，高排放的生產型企業可以聯合科研院所、行業領先企業建立聯合實驗室，推進碳捕集封存及利用技術的創新，提高二氧化碳吸收與利用的能力，為實現企業碳中和奠定技術基礎。

在數字化技術創新方面

，依託數字化平臺搭建原料開採、產品生產智慧管控系統，實現智慧化礦山與智慧化工廠，對企業能耗進行控制，制定企業能耗最佳化方法，推進節能降碳。

完善低碳管理體系

完善的

環境治理體系

是降碳技術能夠有效推進的保障，高排放的生產型企業可以搭建ESG治理架構，形成ESG治理機制。同時在ESG治理下的環境管理方面依託ISO140001環境管理體系認證，建立多級環境管理體系，持續推進節能降碳工作。

低碳文化

的構建有助於幫助員工養成節能降碳的習慣，不僅幫助企業降低成本、貫徹節能理念，更能幫助企業降低範圍三內的碳排放。因此，水泥企業可以透過理念宣貫、員工培訓的方式來培養員工的習慣，形成企業整體的綠色低碳文化。