中國建材裝備集團:發(fā)掘建材央企“雙碳”新動能
一、建材央企在新質生產(chǎn)力的驅動下發(fā)掘“雙碳”新動能的背景
(一)“雙碳”目標對于我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重大意義
2020年9月,習近平主席在聯(lián)合國大會上代表中國政府向世界宣布:“中國將提高國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和?!碧歼_峰、碳中和目標的提出,引領了綠色低碳可持續(xù)發(fā)展的全球大勢。作為全球最大的溫室氣體排放國之一,我國率先實施碳達峰和碳中和將贏得國際社會的贊譽,樹立良好的國際形象,成為全球氣候領域的領導者,并有可能引領全球發(fā)展方向,打造綠色低碳的全球經(jīng)濟體系。
建材行業(yè)作為高能耗、高排放領域,其低碳轉型是實現(xiàn)國家整體碳減排目標的關鍵一環(huán)。這不僅有助于應對全球氣候變化挑戰(zhàn),而且能推動建材產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化升級,促進綠色低碳技術的研發(fā)與應用,提升行業(yè)競爭力。通過精確核算與管理碳排放,企業(yè)能更有效地制定減排策略,優(yōu)化資源配置,減少能源浪費和環(huán)境污染,實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的雙贏。中國建材裝備集團有限公司(以下簡稱裝備集團)等國資央企的積極參與,為建材行業(yè)提供了碳排放評估解決方案和技術支持,有助于解決減排過程中的技術難題和人才短缺問題,為行業(yè)低碳發(fā)展樹立了標桿,對于加快構建綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟體系,推動我國經(jīng)濟高質量發(fā)展具有深遠影響。
(二)新質生產(chǎn)力的驅動下發(fā)掘“雙碳”新動能的必要性
1.什么是新質生產(chǎn)力
2023年9月,習近平總書記在黑龍江考察調(diào)研期間首次提到新質生產(chǎn)力。2024年1月31日,習近平總書記在中共中央政治局第十一次集體學習時強調(diào),加快發(fā)展新質生產(chǎn)力,扎實推進高質量發(fā)展。習近平總書記指出,高質量發(fā)展需要新的生產(chǎn)力理論來指導,而新質生產(chǎn)力已經(jīng)在實踐中形成并展示出對高質量發(fā)展的強勁推動力、支撐力,需要我們從理論上進行總結、概括,用以指導新的發(fā)展實踐。
新質生產(chǎn)力是創(chuàng)新起主導作用,擺脫傳統(tǒng)經(jīng)濟增長方式、生產(chǎn)力發(fā)展路徑,具有高科技、高效能、高質量特征,符合新發(fā)展理念的先進生產(chǎn)力質態(tài)。它是馬克思主義生產(chǎn)力理論的創(chuàng)新和發(fā)展,是科技創(chuàng)新交叉融合突破所產(chǎn)生的根本性成果。新質生產(chǎn)力以勞動者、勞動資料、勞動對象及其優(yōu)化組合的質變?yōu)榛緝?nèi)涵,以全要素生產(chǎn)率大幅提升為核心標志,是一種生產(chǎn)力的躍遷。
中國建材集團黨委書記、董事長周育先曾表示,新質生產(chǎn)力是由技術革命性突破、生產(chǎn)要素創(chuàng)新性配置、產(chǎn)業(yè)深度轉型升級而催生的當代先進生產(chǎn)力?;A建材是中國建材集團的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和“壓艙石”業(yè)務。下一步中國建材集團將在基礎建材端,加大轉型升級力度;在轉型方面,將以“水泥+”拓展盈利空間,以國際化拓展市場空間,以“雙碳”拓展可持續(xù)發(fā)展空間,提高跨周期經(jīng)營能力;在升級方面,將通過持續(xù)創(chuàng)新,加快高端化、智能化、綠色化發(fā)展,鞏固領先優(yōu)勢。
裝備集團的成立是中國建材集團深入推進國有經(jīng)濟布局結構調(diào)整、打造世界一流企業(yè)的重要舉措,是中國建材集團及基礎建材行業(yè)綠色低碳發(fā)展和提升新質生產(chǎn)力的有力支撐,是以中材國際為代表的工程技術服務板塊強鏈補鏈、提升全產(chǎn)業(yè)鏈競爭力的全新里程碑。
2.新質生產(chǎn)力與“雙碳”之間的關系
新質生產(chǎn)力本身就是綠色生產(chǎn)力,強調(diào)在追求經(jīng)濟增長的同時,注重生態(tài)環(huán)境保護和資源可持續(xù)利用。這與“雙碳”目標所倡導的綠色低碳發(fā)展理念高度一致。
發(fā)展新質生產(chǎn)力與實現(xiàn)“雙碳”目標在路徑上相互協(xié)同。通過推動科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化升級等手段,新質生產(chǎn)力能夠驅動生產(chǎn)要素和產(chǎn)業(yè)結構的低碳化變革,為實現(xiàn)“雙碳”目標提供轉型新動力。
科技創(chuàng)新是新質生產(chǎn)力發(fā)展的核心動力,也是實現(xiàn)“雙碳”目標的關鍵所在。新質生產(chǎn)力的發(fā)展要求產(chǎn)業(yè)結構的優(yōu)化升級,這與“雙碳”目標所追求的低碳化、綠色化轉型不謀而合。通過推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉型升級和新興產(chǎn)業(yè)的培育壯大,可以形成綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系,為實現(xiàn)“雙碳”目標奠定堅實的產(chǎn)業(yè)基礎。
3.推動建材行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級與科技創(chuàng)新的重要途徑
新質生產(chǎn)力通過技術革命和要素優(yōu)化配置,推動建材行業(yè)向高端化、智能化、綠色化方向發(fā)展。這不僅能夠提高產(chǎn)業(yè)鏈的整體水平,還能促進產(chǎn)品結構的優(yōu)化升級,增強企業(yè)的市場競爭力。
發(fā)掘“雙碳”新動能是央企響應國家碳中和戰(zhàn)略的核心內(nèi)容,也是企業(yè)在未來市場中占據(jù)主動地位,搶占綠色建材制高點的關鍵。這不僅有助于提升企業(yè)的市場競爭力,而且能為企業(yè)的長遠發(fā)展奠定堅實的基礎。
作為建材行業(yè)的領軍企業(yè),裝備集團在創(chuàng)新體系中發(fā)揮著重要的引領和示范作用。通過加大科研投入力度,建設國家級研發(fā)平臺、培養(yǎng)高素質科研人才等措施,推動行業(yè)技術的不斷進步和創(chuàng)新能力的提升。同時,可以與產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)合作,共同構建開放協(xié)同的創(chuàng)新生態(tài)體系,推動整個行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級和創(chuàng)新發(fā)展。
4.履行社會責任與實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求
裝備集團在環(huán)保和社會責任方面承擔著重要的使命和責任。通過投資環(huán)保設備研發(fā)、推行節(jié)能降本技術、加強產(chǎn)品質量監(jiān)管等措施,減少對環(huán)境的影響,保障人們的生命安全和生活質量。同時,裝備集團積極參與社會公益事業(yè),回饋社會,樹立良好的企業(yè)形象和品牌形象。
新質生產(chǎn)力為建材行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標和可持續(xù)發(fā)展提供了有力支撐,通過技術創(chuàng)新和要素優(yōu)化配置,能夠降低生產(chǎn)過程中的碳排放和資源消耗,提高能源利用效率。同時,新質生產(chǎn)力能夠推動綠色建材的研發(fā)和應用,促進建材行業(yè)的綠色轉型和可持續(xù)發(fā)展。
二、依托建材央企新質生產(chǎn)力發(fā)掘行業(yè)“雙碳”新動能
(一)建材行業(yè)“雙碳”技術的發(fā)展現(xiàn)狀
當前,“雙碳”技術正引領全球向低碳經(jīng)濟轉型,各國政府與企業(yè)紛紛加速布局,以推動制造業(yè)的綠色化進程。國外如SimaPro等LCA工具憑借強大的數(shù)據(jù)整合能力和保密性優(yōu)勢,在科研機構及跨國企業(yè)中得到了廣泛應用。然而,這些工具在針對建材行業(yè)的精細化、動態(tài)化碳排放評估方面,尚存在一定的局限性,難以滿足行業(yè)特定需求。
國內(nèi),碳阻跡等碳管理軟件雖然已具備一定的市場基礎,但由于缺乏針對建材行業(yè)的深入研究和定制化服務,其在實際應用中的效果往往大打折扣?;谑袌龆床欤b備集團依靠建材行業(yè)的深厚積淀和戰(zhàn)略眼光,自主研發(fā)了“雙碳數(shù)字化公共服務平臺”。平臺創(chuàng)新性地融合了數(shù)字孿生等前沿技術,契合建材企業(yè)的復雜業(yè)務場景,通過BIM模型的可視化展示,直觀反映企業(yè)的碳排放情況,實現(xiàn)碳排放評估的精細化與智能化,有效彌補市場空白。
展望未來,該技術在央企等大型企業(yè)中的應用前景尤為廣闊,可助力央企率先實現(xiàn)低碳轉型,樹立行業(yè)標桿。其優(yōu)勢不僅在于定制化解決方案的提供、降低企業(yè)成本,而且在于增強碳管理的透明度、提升企業(yè)綠色形象推動整個建材行業(yè)的技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級,引領行業(yè)向更加綠色、低碳的方向發(fā)展。
(二)裝備集團在“雙碳”領域的研發(fā)與應用成果
1.裝備集團“雙碳”技術的研發(fā)與應用成果
裝備集團把握綠色發(fā)展機遇,致力于從“源頭減碳”“過程降碳”“末端固碳”“全流程管碳”四大方面推進行業(yè)綠色低碳建設目標。在此基礎上,通過資源循環(huán)利用與再制造、多污染物“減污降碳”全過程協(xié)同治理實現(xiàn)建材行業(yè)綠色生態(tài)。
在源頭減碳方面,裝備集團首創(chuàng)以CS—C5S2$—C2S為主導礦物的新型低鈣熟料體系,突破低溫燒成控制關鍵技術并完成中試生產(chǎn),相比傳統(tǒng)硅酸鹽熟料基準水平,石灰石用量降低24.6%,燒成熱耗降低28%,噸熟料CO2直接排放強度降低25.7%,減排降耗效益卓著。闡明了新型低鈣熟料特征礦物的碳化機理,建立了新型低鈣熟料碳化制備碳化混凝土制品和高活性輔助膠凝材料(SCM)工藝制度,實現(xiàn)碳化養(yǎng)護砌塊強度等級達到MU15.0,高活性SCM材料28天活性指數(shù)91.6%—98.4%,碳化性能優(yōu)勢顯著。裝備集團首創(chuàng)半干法、常壓、高固氣比循環(huán)控制碳化技術裝備并完成中試平臺搭建,實現(xiàn)碳化產(chǎn)物定向晶型調(diào)控和高活性SCM材料連續(xù)式懸浮碳化生產(chǎn),有利于突破水泥行業(yè)能耗及碳排放高的技術瓶頸。
在過程降碳方面,裝備集團聚焦水泥制造化石能源依存度高的重大難題,通過構建多源替代燃料協(xié)同利用和氫能耦合替代燃料組織燃燒大幅度減少化石燃料的煅燒理論,開發(fā)100%化石燃料替代的水泥燒成技術及成套裝備,形成行業(yè)首套20%氫能耦合替代燃料替代80%化石燃料煅燒熟料的中試示范及試驗驗證。
在末端固碳方面,聚焦水泥工業(yè)低能耗低成本CCUS技術裝備研發(fā)及應用示范的重大難題,裝備集團勇挑重擔,牽頭承擔行業(yè)及集團多項“揭榜掛帥”項目,通過多學科交叉發(fā)展創(chuàng)造新質生產(chǎn)力,在國內(nèi)外首次研發(fā)水泥工業(yè)全氧燃燒體系流程再造成套低碳技術裝備并在青州中聯(lián)20萬噸CO2/年全氧燃燒富集提純示范項目成功應用,為低濃度煙氣源工業(yè)領域提供CCUS技術支撐和示范引領,有力推動水泥工業(yè)綠色化、低碳化發(fā)展,為我國總體實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標做出積極貢獻。項目團隊累計申請發(fā)明專利33項,PCT國際發(fā)明專利4項。目前,已授權發(fā)明專利18項,其中PCT國際發(fā)明專利2項,在國內(nèi)外首創(chuàng)全氧燃燒流程再造技術體系,榮獲世界水泥協(xié)會(WCA)2024年度氣候行動技術與工程獎、氣候行動獎。示范項目是全球水泥行業(yè)全氧燃燒耦合碳捕集技術領域首個且規(guī)模最大的工程項目,相較常規(guī)空氣燃燒,煙氣CO2濃度提升約3倍,單位CO2產(chǎn)品綜合能耗和運行成本降低25%以上,得到國內(nèi)外同行及國際大型水泥集團、行業(yè)協(xié)會重點關注,被全球碳捕集與封存研究院(Global CCS Institute)專題報道并高度評價。
在全流程管碳方面,裝備集團圍繞建材行業(yè)企業(yè)碳排放不清、計量不準的難題,建立碳排放準確計量方法學及研發(fā)水泥行業(yè)二氧化碳在線監(jiān)測計量系統(tǒng),實現(xiàn)水泥行業(yè)CO2排放的準確計量。開發(fā)的碳管理數(shù)字化服務平臺,利用碳排放因子庫與數(shù)字孿生模型,提升計算速度與數(shù)據(jù)采集效率,實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)高效存儲與管理,可有效助力建材企業(yè)實現(xiàn)碳足跡精準計算和節(jié)能減排目標。
目前,已建成工廠碳核算平臺、裝備產(chǎn)品碳核算平臺、企業(yè)碳核算平臺、區(qū)域能碳雙控平臺,在設計、工程、裝備制造、園區(qū)等場景應用推廣。
(1)區(qū)域能碳雙控平臺
面向政府、行業(yè)、企業(yè)等各類客戶,提供碳資產(chǎn)管理服務??茖W輔助政府與企業(yè)制定科學合理達峰目標與路線圖,指導控制生產(chǎn)情況,助力“雙碳”戰(zhàn)略規(guī)劃與指標管控。
基于可配置、任意分組的碳核算方式,一次配置,自動核算。依據(jù)不同產(chǎn)線的配額計算基數(shù)不同的情況,預估企業(yè)配額,自動推薦最優(yōu)配額核算方式。設定年度預計碳排放量和減碳計劃,明確降碳效果與成本情況。同步配額下發(fā)、清繳、抵押以及交易等信息,結合當前碳價,形成交易策略。通過交易信息與配額履約信息,每年自動統(tǒng)計年度資產(chǎn)。
(2)工廠碳核算平臺
對工廠各階段的全部業(yè)務和要素進行完整、準確的數(shù)字孿生,著重實現(xiàn)對工廠全生命周期碳排放的精細化計算和實時動態(tài)監(jiān)控:基于信息編碼、業(yè)務資源數(shù)據(jù)、碳因子數(shù)據(jù)等基礎數(shù)據(jù)庫的映射匹配關系,實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的采集、分類、匹配、計算和尋優(yōu);提供項目各子項間、同一子項不同設計方案或不同設計階段間的碳排放量評估對比,為實現(xiàn)將碳指標作為設計依據(jù),提供強有力的數(shù)據(jù)支撐;全面應用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能算法等新信息技術,自動完成海量元素構件模型的分類、過程數(shù)據(jù)采集和處理,計算、評估、動態(tài)監(jiān)控工廠全生命周期碳足跡;一鍵生成碳足跡的詳細計算、評估和預測報告。
圖1 工廠碳數(shù)字孿生
(3)裝備產(chǎn)品碳核算平臺
基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,實現(xiàn)對建材裝備產(chǎn)品全生命周期的碳足跡核算。應用內(nèi)置的十余種核算模型,自定義核算模型、方案,可提供一鍵查看結果、生成報告,對比方案。
將設備BOM清單中的每一種材料匹配碳排放因子,用于計算裝備產(chǎn)品原料整體碳排放量。通過物聯(lián)網(wǎng)采集裝備原材料運輸信息,實現(xiàn)對原材料運輸過程的全流程監(jiān)控?;谘b備制造數(shù)字化系統(tǒng),采集裝備生產(chǎn)制造過程中的能耗信息;基于設備安裝數(shù)字化系統(tǒng),采集裝備安裝所消耗的能源、機具、材料等信息,實現(xiàn)精確統(tǒng)計。根據(jù)裝備零部件設計壽命對裝備運行階段零部件更換種類及周期預測核算,生產(chǎn)零部件更換維護清單,以此為依據(jù)計算出裝備運轉維護階段的碳排放量。
(4)企業(yè)碳核算平臺
通過對數(shù)字孿生模型及多種類型工程量數(shù)據(jù)源分析,實現(xiàn)一鍵自動完成建筑全生命周期碳排放量的計算,并進行碳排放水平評價。兼容數(shù)字孿生技術、傳統(tǒng)工程量BOM表單等多種數(shù)據(jù)源,基于內(nèi)置匹配關系與海量基礎數(shù)據(jù),匯集分析并計算能源、建材碳排放量;通過正向協(xié)同設計孿生BIM模型以及自主研發(fā)軟件,一鍵自動完成模型信息云化處理,為碳排放精細化計算評估提供數(shù)據(jù)支撐;可一鍵生成碳排放計算報告書,滿足階段性設計審批工作要求?;谠茢?shù)據(jù)支持,可在建筑設計階段,提供對建筑物全生命周期碳排放量水平的評價服務。
目前,平臺因子等基礎數(shù)據(jù)量達2萬余條,數(shù)字孿生模型量達220余個,模型元素量達715余萬個,計算數(shù)據(jù)量達920余萬條。獲得《碳排放數(shù)字化評估平臺》《工廠建設碳排放數(shù)字化評估監(jiān)控平臺》《工廠運維碳排放數(shù)字化評估監(jiān)控平臺》《裝備碳足跡核算平臺》《IIESP-區(qū)域能碳雙控平臺》等11項軟件著作權。成果彰顯了裝備集團技術創(chuàng)新實力,為行業(yè)數(shù)字化轉型與智能化升級提供了堅實的基礎底座。數(shù)字化管理作為新質生產(chǎn)力的核心動能,有效推動了能源管理、排放監(jiān)測及減排策略制定的智能化精細化進程,加速了綠色低碳技術的廣泛應用與迭代。平臺通過數(shù)據(jù)分析優(yōu)化資源配置,助力企業(yè)精準施策,實現(xiàn)碳足跡可視化與碳效益最大化,為構建綠色經(jīng)濟體系、促進行業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定了重要基礎。
2.裝備集團“雙碳”技術的引導與推廣
裝備集團構建了建材行業(yè)碳排放數(shù)字化公共服務平臺,為建材裝備制造上下游企業(yè)提供了一站式低碳解決方案,助力行業(yè)低碳轉型。豐富了碳排放評估方法和量化計算模型,積極融入綠色低碳技術驗證和綠色低碳產(chǎn)品檢驗檢測、認證體系,已應用于二十余個水泥廠新建、技改、骨料等項目,部分項目應用情況如下表所示。
表1 項目實施情況
當前已完成七臺套水泥裝備驗證應用,三臺核心產(chǎn)品的碳足跡評價及碳標簽認證,推動建材裝備產(chǎn)品技術升級,探索建立碳標簽應用模式,對接國際市場。
表2 碳標簽認證情況
在具體實施上,裝備集團首先將平臺應用于內(nèi)部業(yè)務,如設計方案、施工組織和產(chǎn)品全生命周期的碳排放測算,形成了有效的碳排放控制機制,并樹立了行業(yè)示范標桿。同時,通過BIM可視化技術,推動了水泥行業(yè)設計、管理、運維的綠色化轉型,提高了碳排放監(jiān)控和管理的精準度。
(三)重點案例的介紹
案例一:世界先進的水泥熟料燒成系統(tǒng)低碳節(jié)能集成技術及應用
裝備集團自主開發(fā)世界先進的水泥熟料燒成系統(tǒng)低碳節(jié)能集成技術,并在水泥工業(yè)領域大規(guī)模推廣應用。該技術關鍵核心裝備包括弱渦流高效低阻六級預熱器、梯度燃燒自脫硝分解爐、中置輥破第四代篦冷機等。該技術應用后,熟料單位產(chǎn)品綜合煤耗為94kgce/t.cl下,達到國家一級煤耗標準,可應用于我國大部分水泥燒成系統(tǒng)的技術升級改造或新建水泥生產(chǎn)線,單條水泥生產(chǎn)線可降低系統(tǒng)熱耗5%—12%,碳排放降低15—32kg.CO2/t.cl。應用該技術的槐坎南方水泥熟料生產(chǎn)線,成果鑒定為能效指標達到國際領先水平。該技術預計可按每年3—10條新建或改造水泥生產(chǎn)線進行推廣應用,預計能減少二氧化碳排放約50萬—150萬噸每年。該技術應用后,熟料單位產(chǎn)品綜合煤耗在94kgce/t.cl以下,達到《GB16780-2021水泥單位產(chǎn)品能耗限額》標準中1級能耗標準。按照淘汰現(xiàn)有水泥熟料4.5億噸落后產(chǎn)能中的2億噸置換計算,相對綜合煤耗折算可減少二氧化碳排放約2248萬噸,節(jié)能降碳減污效果顯著,具有廣闊的推廣前景。值得一提的是,該生產(chǎn)線作為綠色低碳技術的代表案例在2023年7月央視大型紀錄片《棟梁之材》第二集《點石成金》中進行了宣傳報道。
圖2 槐坎南方水泥熟料生產(chǎn)線—能效指標達到國際領先水平
案例二:全球水泥行業(yè)首個且規(guī)模最大的全氧燃燒耦合低能耗碳捕集示范工程
目前,水泥行業(yè)已實施的碳捕集項目,均采用燃燒后捕集技術。由于水泥生產(chǎn)過程中碳酸鹽分解是其CO2排放的主要來源,且煙氣中CO2濃度較低,采用燃燒后捕集技術能源消耗大、運行成本高,與水泥等典型建材工業(yè)運行工況不適應。全氧燃燒采用高純度O2和循環(huán)煙氣調(diào)配,沒有N2的引入,可顯著提升煙氣中CO2濃度,同時顯著減少需要處理的煙氣量,是與水泥生產(chǎn)工藝相匹配的顛覆性技術手段,為水泥工業(yè)高效率低能耗碳捕集及后續(xù)低成本CCUS技術的實施創(chuàng)造了條件。裝備集團自主研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權的全氧燃燒耦合低能耗碳捕集技術并在青州中聯(lián)20萬噸CO2/年全氧燃燒富集提純示范項目成功應用。該項目為全球水泥行業(yè)規(guī)模最大的全氧燃燒耦合碳捕集示范項目,也是全氧燃燒技術在水泥行業(yè)脫碳方面的首次工業(yè)應用。示范項目采用了裝備集團自主知識產(chǎn)權的全氧燃燒流程再造原創(chuàng)技術,以及多套自主研發(fā)的全氧燃燒關鍵核心裝備。示范項目于2024年1月9日順利投產(chǎn)后,所有考核指標均已達到合同要求,解決了現(xiàn)有水泥生產(chǎn)企業(yè)CO2捕集效率低、能耗高的技術難題,實現(xiàn)預熱器煙氣CO2干基濃度由常規(guī)空氣燃燒的20%—30%提升至≥80%,單位CO2捕集能耗降低25%以上,得到國內(nèi)外同行及國際大型水泥集團的高度關注,并多次現(xiàn)場調(diào)研。
圖3 全球水泥行業(yè)首個且規(guī)模最大的全氧燃燒耦合低能耗碳捕集示范工程
值得一提的是,示范項目于2024年5月18日榮獲世界水泥協(xié)會(WCA)2024年度氣候行動技術與工程獎。該獎項是對全球水泥行業(yè)第一個全氧燃燒CCUS項目的技術和工程工作的高度認可。
圖4 裝備集團全氧燃燒示范工程榮獲WCA(世界水泥協(xié)會)氣候行動技術與工程獎
2024年7月15日,全球碳捕集與封存研究院(Global CCS Institute)專題報道裝備集團牽頭完成的青州中聯(lián)年產(chǎn)20萬噸二氧化碳全氧燃燒富集提純示范項目。報道積極評價了裝備集團在推進全氧燃燒工程示范助力全球水泥行業(yè)低碳技術進步及助推我國凈零排放進程的示范效果。報道指出,裝備集團為該項目提供了技術和EPC服務,通過用氧氣代替富氮的環(huán)境空氣,全氧操作將水泥廠廢氣的二氧化碳濃度提高到80%以上,有利于后續(xù)吸附及精餾工序優(yōu)化及能耗降低。經(jīng)過變壓吸附和低溫精餾過程后,青州項目的二氧化碳濃度高于99.9%滿足工業(yè)級及食品級產(chǎn)品需求。中國在全氧燃燒技術研發(fā)及工程示范過程中獲得的諸多經(jīng)驗不僅可以助力中國凈零排放目標的實現(xiàn),而且有助于全球在節(jié)能減排行業(yè)的CCUS技術進步。
案例三:國內(nèi)最大水泥窯協(xié)同處置固廢系統(tǒng)解決方案
裝備集團設計開發(fā)完成國內(nèi)最大的水泥窯協(xié)同處置固廢系統(tǒng)解決方案(規(guī)模為33萬噸固廢+10萬噸替代燃料每年)。該技術可實現(xiàn)水泥窯系統(tǒng)處置替代燃料的精準管控,水泥窯燃料替代率可達40%,廢棄物處置實現(xiàn)無害化、資源化,可實現(xiàn)水泥熟料CO2排放量降低≥10萬噸/年。目前,該技術已成功入選中國工程院主編的《產(chǎn)業(yè)基礎創(chuàng)新發(fā)展目錄(2021年版)》,助力水泥生產(chǎn)企業(yè)大幅度降低化石燃料用量。
圖5 裝備集團設計承建的國內(nèi)最大的單廠水泥窯協(xié)同處置固廢項目—貴港臺泥項目
案例四:國內(nèi)首創(chuàng)水泥工業(yè)碳計量試點示范
當前,碳排放主要有核算和在線監(jiān)測兩種方案。歐美國家正在由碳核算向碳排放在線監(jiān)測轉變。在我國,國家林草局等九部門聯(lián)合發(fā)布《建立健全碳達峰碳中和標準計量體系實施方案》,與此同時,火電行業(yè)也要求由“碳核算”向“碳監(jiān)測”轉變。由于水泥行業(yè)煙囪具有管道直徑大、流程復雜、流場分布不均等特點,碳排放精準計量方案的科學制定、測量設備的精確安裝難度大。裝備集團在認真探索碳計量技術方案的基礎上,積極多方尋求合作單位,突破煙氣濃度測量和煙氣流量測量瓶頸,于2022年11月在福建三明南方水泥成功建成了水泥行業(yè)第一個碳計量試點項目,引領了水泥行業(yè)碳計量技術的進步。
案例五:中國中材國際工程股份有限公司“雙碳”數(shù)字化平臺
中材國際“雙碳”數(shù)字化平臺于2023年8月31日正式發(fā)布上線,以公司碳盤查需求為導向,以數(shù)據(jù)資源為關鍵要素,管理覆蓋中材國際工程建設、水泥運營、礦山行業(yè)、裝備制造、環(huán)保行業(yè)、其他行業(yè)等全業(yè)務鏈碳數(shù)據(jù),為公司決策提供數(shù)據(jù)支撐、為項目提供管理服務,構建公司“雙碳數(shù)字圖景”和碳數(shù)據(jù)資產(chǎn)體系。力爭實現(xiàn)精確描述現(xiàn)狀、精細分析歷史數(shù)據(jù)、精準預測未來發(fā)展趨勢等目標,打造“碳排填報、碳排審查、碳排匯總、進度管理、碳排監(jiān)測”五大基礎功能,大幅提升碳數(shù)據(jù)收集、管理效率。
基于數(shù)據(jù)分析結果,平臺能夠推薦針對性的節(jié)能指標分析,提高公司戰(zhàn)略的有效性和針對性。下級企業(yè)可以更好地了解自身的能源消耗和碳排放情況,進而采取針對性的措施進行優(yōu)化和管理。
案例六:上饒中材機械有限公司碳足跡核算
重點裝備熟料輸送機SCD1200X107076mm/110kW通過認證,評價范圍包括原材料獲取/運輸、產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品運輸、產(chǎn)品拼裝、產(chǎn)品使用與維護、回收等環(huán)節(jié)。建設了碳足跡基礎數(shù)據(jù)庫:包括裝備制造的全生命周期過程。依照公司《建材工業(yè)信息化編碼標準》對建材裝備分類、統(tǒng)計,并進行編碼,形成一套全面、完備的建材裝備編碼體系。自定義核算模型:提供推薦的核算方案以便用戶使用,也可以根據(jù)自己的需要靈活配置核算方案。智能核算結果分析:通過對比用于產(chǎn)品生產(chǎn)的各項能源、資源、物料碳足跡數(shù)據(jù),找出影響產(chǎn)品碳足跡的關鍵要素,有利于有針對性地升級生產(chǎn)技術和改造生產(chǎn)工藝,優(yōu)化供給結構,從而實現(xiàn)節(jié)能、降耗、減排目標。
圖6 裝備碳足跡核算
(四)雙碳技術發(fā)展帶來的成效
通過節(jié)能減排的管控,降低了企業(yè)的運營成本,提高了經(jīng)濟效益,同時減少了國家對環(huán)保治理的投入。通過統(tǒng)一監(jiān)管,推動了國家綠色經(jīng)濟的發(fā)展,為可持續(xù)發(fā)展貢獻了力量。同時可為政府制定相關節(jié)能政策和碳減排政策提供科學依據(jù),提高政策的有效性和針對性。
低碳技術的發(fā)展,為行業(yè)提供了統(tǒng)一的能源消耗和碳排放監(jiān)管模式,推動了行業(yè)的規(guī)范化發(fā)展;為水泥裝備制造行業(yè)提供了碳足跡評價與低碳認證的成功范例,促進了行業(yè)內(nèi)企業(yè)對低碳環(huán)保的重視與投入;為水泥行業(yè)提供了熟料生產(chǎn)線優(yōu)化的成功范例,促進了行業(yè)內(nèi)企業(yè)對節(jié)能減排技術的重視與投入。
低碳技術的發(fā)展,成功實現(xiàn)了對公司內(nèi)各類項目及所屬企業(yè)能源消耗和碳排放情況的統(tǒng)一監(jiān)管,提高了監(jiān)管效率。數(shù)字化碳管理平臺與企業(yè)其他管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享,實現(xiàn)了統(tǒng)一管理和調(diào)度,大幅提升了管理效率。自動化數(shù)據(jù)采集和檢查清理錯誤數(shù)據(jù)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式等,為節(jié)能評估和預警提供了有力支持。通過實時數(shù)據(jù)監(jiān)測,企業(yè)能夠及時調(diào)整生產(chǎn)工藝和能源消耗,有效減少不必要的碳排放,提升產(chǎn)品的綠色價值。
三、建材央企促進行業(yè)綠色低碳轉型的政策建議及展望
(一)加強政策引導與支持
通過政策引導、先進技術推廣、產(chǎn)能結構調(diào)整、低效產(chǎn)能有序退出可有效提高建材行業(yè)的整體能效水平。黨的二十屆三中全會報告中明確指出:“實施支持綠色低碳發(fā)展的財稅、金融、投資、價格政策和標準體系,發(fā)展綠色低碳產(chǎn)業(yè),健全綠色消費激勵機制,促進綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系建設。優(yōu)化政府綠色采購政策,完善綠色稅制。完善資源總量管理和全面節(jié)約制度,健全廢棄物循環(huán)利用體系。健全煤炭清潔高效利用機制。加快規(guī)劃建設新型能源體系,完善新能源消納和調(diào)控政策措施。完善適應氣候變化工作體系。建立能耗雙控向碳排放雙控全面轉型新機制。構建碳排放統(tǒng)計核算體系、產(chǎn)品碳標識認證制度、產(chǎn)品碳足跡管理體系,健全碳市場交易制度、溫室氣體自愿減排交易制度,積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和?!眻蟾嬷该髁斯膭罹G色低碳產(chǎn)業(yè)、提高煤炭清潔高效利用、健全廢棄物循環(huán)利用、建設新型能源體系、構建碳排放統(tǒng)計核算體系等方向,針對總體目標精準實施政策引導,利用綠色稅制、綠色消費激勵、碳市場交易等手段可積極穩(wěn)妥地推進碳達峰碳中和。具體而言,可提出以下幾條政策建議。
(1)依據(jù)國標16780-2021《水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額能耗限額》等規(guī)定劃分的建材行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)能耗水平,對現(xiàn)有企業(yè)能耗水平進行分級管理,能耗水平先進的建材企業(yè)可以提高產(chǎn)能,獲得稅收優(yōu)惠等,反之能耗水平較低的企業(yè)生產(chǎn)限制更為嚴苛,以此激勵水泥企業(yè)進行節(jié)能降耗改造及設備升級。
(2)采用新型低碳技術,如替代原燃料、低碳水泥、CCUS等,企業(yè)可以減少生產(chǎn)限制,提高產(chǎn)能利用率等,同時對技術工程應用進行補貼獎勵,以此引導低碳技術在水泥行業(yè)推廣應用。推廣應用的技術或設備需要通過建材聯(lián)合會等專業(yè)機構的認可,具有切實的降碳效果且值得推廣。
(3)建材行業(yè)加快進行碳交易市場,通過碳稅調(diào)節(jié)政策,可以實現(xiàn)對低碳排放企業(yè)的獎勵。同時,低能效企業(yè)通過一定的碳稅補貼,可以逐步退出市場,實現(xiàn)全行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級。
(4)通過在線監(jiān)測等技術實現(xiàn)建材企業(yè)碳排放精確計量,實現(xiàn)碳交易市場公平履約,有利于降低建材企業(yè)碳排放核算成本。建立統(tǒng)一的產(chǎn)品碳足跡數(shù)據(jù)管理體系,加快推進開展水泥產(chǎn)品碳足跡研究,利用數(shù)字技術對原材料使用、產(chǎn)品生產(chǎn)制造、包裝、運輸、安裝使用到廢棄處置整個生命周期過程中導致的溫室氣體排放量進行數(shù)據(jù)分析與管理,通過專業(yè)機構進行碳足跡審核與認證、出具報告和證書提高數(shù)據(jù)的準確性與有效性,積極有效應對綠色貿(mào)易壁壘。
(5)嚴控水泥熟料新建產(chǎn)能項目,通過傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級的方式淘汰低效生產(chǎn)線。堅決推動并執(zhí)行水泥錯峰生產(chǎn),改善供給側結構,建設良好的行業(yè)生態(tài),驅動行業(yè)綠色低碳優(yōu)化升級。推動“水泥+”業(yè)務發(fā)展,逐步提高商混產(chǎn)能利用率及實物勞動生產(chǎn)率,開展骨料產(chǎn)能擴充,確保骨料產(chǎn)量逐年增加。
(6)開展農(nóng)林生物質及高熱值可燃廢棄物的應用研究工作,提高廢棄物資源能源利用水平,提高燃料替代比例。
(二)發(fā)揮建材央企的引領作用
1.研究開發(fā)與推廣的機制建議
(1)設立專項研發(fā)基金。企業(yè)應設立專門的綠色低碳技術研發(fā)基金,用于支持低碳技術、清潔能源、節(jié)能減排等領域的研發(fā)項目,確保資金持續(xù)投入,鼓勵長期、基礎性的研發(fā)工作。
(2)構建研發(fā)團隊。組建跨學科的研發(fā)團隊,涵蓋材料科學、環(huán)境科學、信息技術等多個領域,通過多學科交叉融合,促進技術創(chuàng)新。
(3)技術示范與應用。在企業(yè)內(nèi)部及供應鏈上推廣已成熟的綠色低碳技術,建立示范項目,展示技術的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益,提高企業(yè)及行業(yè)的認知度和參與度。
2.激勵機制的建議
(1)績效激勵。將綠色低碳技術的研發(fā)成果納入員工績效考核體系,對在低碳技術研發(fā)、應用和推廣中做出突出貢獻的個人和團隊給予物質和精神獎勵。
(2)創(chuàng)新獎勵。設立創(chuàng)新獎勵機制,對提出創(chuàng)新思路、解決技術難題、取得專利等創(chuàng)新成果的個人或團隊給予獎金、職位晉升等激勵。
(3)股權激勵。對于核心技術團隊,可以通過股權激勵的方式,將他們的利益與企業(yè)的長遠發(fā)展綁定,提高團隊的創(chuàng)新動力和穩(wěn)定性。
3.產(chǎn)學研用合作的作用
產(chǎn)學研用合作是科技創(chuàng)新成果轉化的重要途徑,通過政府、企業(yè)、高校、科研機構等多方協(xié)同,促進技術、人才、資金等要素的流動和優(yōu)化配置。這種合作模式可以加速科技成果從實驗室走向市場,提高科技成果轉化效率和經(jīng)濟效益。
(1)建立合作平臺。央企可以聯(lián)合高校、科研機構建立產(chǎn)學研用合作平臺,通過共享資源、聯(lián)合攻關等方式,推動綠色低碳技術的研發(fā)和應用。
(2)實施合作項目。根據(jù)企業(yè)實際需求,確定具體的合作項目,明確各方職責和利益分配機制,確保合作項目的順利實施和成果的有效轉化。
(3)加強人才培養(yǎng)與交流。通過設立聯(lián)合實驗室、研究生工作站等方式,加強企業(yè)與高校、科研機構之間的人才培養(yǎng)與交流,培養(yǎng)一批具有創(chuàng)新精神和實踐能力的復合型人才。
4.綠色低碳創(chuàng)新成果轉化
(1)市場調(diào)研與定位。在成果轉化前,進行充分的市場調(diào)研,了解行業(yè)需求和競爭格局,明確產(chǎn)品的市場定位和目標用戶。
(2)知識產(chǎn)權保護。加強知識產(chǎn)權的申請和保護工作,確保創(chuàng)新成果得到法律保障,防止技術泄露和侵權行為的發(fā)生。
(3)商業(yè)模式創(chuàng)新。探索適合綠色低碳技術的商業(yè)模式,如合同能源管理、綠色金融等,提高產(chǎn)品的市場接受度和盈利能力。
(4)樹立行業(yè)標桿。通過成功案例的展示和推廣,樹立企業(yè)在綠色低碳領域的標桿地位,提高行業(yè)影響力。
(5)推動行業(yè)標準制定。積極參與行業(yè)標準的制定工作,將企業(yè)的技術優(yōu)勢和經(jīng)驗轉化為行業(yè)標準,提高整個行業(yè)的綠色發(fā)展水平。
(6)構建綠色供應鏈。推動上下游企業(yè)共同參與綠色低碳發(fā)展,構建綠色供應鏈體系,實現(xiàn)整個產(chǎn)業(yè)鏈的綠色低碳轉型。
(7)加強國際合作與交流。積極參與國際綠色低碳技術的交流與合作,引進先進技術和經(jīng)驗,提升企業(yè)的國際競爭力,同時推動全球綠色低碳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
(三)結語與展望
在當前經(jīng)濟全球化和環(huán)境問題日益嚴峻的大背景下,建材行業(yè)央企在推動新質生產(chǎn)力的提升和發(fā)掘“雙碳”新動能方面發(fā)揮著至關重要的作用。
首先,新質生產(chǎn)力的提升對于增強建材行業(yè)央企的核心競爭力具有決定性意義。其中,不僅涉及通過技術創(chuàng)新和智能化改造來優(yōu)化生產(chǎn)流程、降低能耗和排放,而且包括推動企業(yè)向綠色低碳方向轉型,以適應和引領市場需求的變化。
其次,建材行業(yè)央企在推動綠色轉型、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展方面承載著重大責任。央企需要發(fā)揮領導作用,引領行業(yè)技術創(chuàng)新,推廣清潔能源和低碳技術,推動整個產(chǎn)業(yè)鏈的綠色化。同時,央企需要加強國際合作和交流,引進先進的環(huán)保理念和技術,提高整個行業(yè)的能效水平。
再次,央企應積極履行社會責任,加大環(huán)保投入力度,推動綠色建材的應用和普及,為構建生態(tài)文明,實現(xiàn)經(jīng)濟社會的全面綠色發(fā)展貢獻自己的力量。
成果創(chuàng)造人:陳增福、王佳傳、劉濤、范道榮、彭學平、胡亞東
企業(yè)簡介:
中國建材裝備集團有限公司(以下簡稱裝備集團)是中國建材集團有限公司旗下上市公司中國中材國際工程股份有限公司的全資子公司。裝備集團由中國建材行業(yè)具有70余年悠久歷史和實力雄厚的兩大甲級設計院(天津水泥工業(yè)設計研究院有限公司、合肥水泥研究設計院有限公司)戰(zhàn)略整合,于2023年2月16日成立。裝備集團集成了中國水泥工業(yè)最優(yōu)質的裝備技術研發(fā)力量,構筑起水泥領域品種最全、規(guī)模最大、品質高端的裝備業(yè)務體系,依托國際領先的自主知識產(chǎn)權新型干法水泥生產(chǎn)線工藝技術以及完整的水泥技術裝備工程服務“全產(chǎn)業(yè)鏈”,以高起點、高目標開啟高端裝備制造業(yè)發(fā)展新征程,深度融入我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)布局。
2023年,資產(chǎn)總額超170億元,年營業(yè)收入120多億元,員工總數(shù)4000余人,涵蓋科技研發(fā)、高端裝備、設計工程、客戶服務四大業(yè)務板塊。在全國擁有9個制造基地,專業(yè)制造人員近3000人,占地面積3260畝,廠房面積超過90萬平方米,年制造產(chǎn)能超過40萬噸,加工設備齊全。