前言

水泥行業(yè)碳排放結構以直接排放為主，生產(chǎn)制造過程會產(chǎn)生大量的碳排放，存在降碳難度大的問題。海螺水泥是我國水泥行業(yè)龍頭企業(yè)，又是具有國有企業(yè)身份，勇于承擔推進節(jié)能降碳的社會責任，從調整用能結構、創(chuàng)新降碳技術、搭建循環(huán)經(jīng)濟、推行低碳管理等方面布局低碳發(fā)展，在保持業(yè)務增長的同時實現(xiàn)了碳排放強度降低、污染物減排的成效。海螺水泥的低碳發(fā)展布局不僅能夠為水泥企業(yè)的綠色轉型提供借鑒，更為降碳難的其他行業(yè)生產(chǎn)型企業(yè)把握低碳發(fā)展痛點、高質量推進碳中和提供經(jīng)驗。

一、海螺水泥低碳布局的必要性

水泥行業(yè)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(xiàn)的重點關注領域。截至2020年，水泥行業(yè)的碳排放約14億噸，占全國碳排放的比例達13%（圖1），是僅次于電力、鋼鐵行業(yè)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(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》，對水泥行業(yè)低碳發(fā)展的目標與舉措進行了規(guī)劃，持續(xù)推進水泥行業(yè)的節(jié)能降碳，水泥行業(yè)面臨著越來越嚴格的節(jié)能降碳政策。水泥的生產(chǎn)過程為“兩磨一燒”，這些環(huán)節(jié)產(chǎn)生的碳排放以原料分解、燃料消耗產(chǎn)生的直接碳排放為主，通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(yè)存在減碳難度大的問題。因此，水泥行業(yè)亟需加速推進低碳發(fā)展。

圖1? 2021年我國水泥行業(yè)熟料產(chǎn)能排行

數(shù)據(jù)來源：中國水泥協(xié)會，中大咨詢整理

海螺水泥2021年熟料產(chǎn)能位于我國水泥行業(yè)中的第二位，是我國水泥行業(yè)的頭部企業(yè)。基于行業(yè)轉向低碳發(fā)展的背景，海螺水泥需要承擔推進節(jié)能降碳的社會責任，面臨低碳發(fā)展的外部要求。同時，海螺水泥自身碳排放以范圍一下的直接碳排放為主（占比達94%），降低直接碳排放是節(jié)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(jié)能環(huán)保技術、降碳技術的研發(fā)與應用，全面加速海螺水泥的低碳循環(huán)發(fā)展。

二、海螺水泥低碳發(fā)展布局

面對愈發(fā)嚴格的節(jié)能降碳政策，海螺水泥以調整能源結構、發(fā)展低碳循環(huán)、應用降碳技術、推進低碳管理等四條途徑實現(xiàn)公司的低碳發(fā)展布局。

圖2? 海螺水泥低碳發(fā)展布局

數(shù)據(jù)來源：海螺水泥社會責任報告，中大咨詢分析

（一）調整用能結構

水泥生產(chǎn)需要消耗大量的電力，傳統(tǒng)水泥廠均采取煤炭發(fā)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(fā)電，持續(xù)提高可再生能源發(fā)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(fā)電、風力發(fā)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(yè)首條生物質替代燃料系統(tǒng)，實現(xiàn)生物質燃料替代燃煤率超40%，同時通過階梯爐、熱盤爐等技術的集成應用，將協(xié)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(xiàn)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。

（二）構建低碳循環(huán)經(jīng)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(xié)同處置，減少環(huán)境污染的同時節(jié)約石灰石資源，推動生產(chǎn)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污染環(huán)境防治法》的要求，設置危廢暫存庫，按照危廢管理要求定期委托有資質單位規(guī)范處置，并做好相應儲存、進出庫管理，實現(xiàn)水泥生產(chǎn)無害化處理。在減量化與資源化方面，海螺水泥開發(fā)水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾系統(tǒng)、應用水泥窯利用工業(yè)廢料技術，實現(xiàn)了水泥窯消化煤矸石、火山灰、脫硫石膏等工業(yè)廢渣與城市垃圾的功能。

依托于廢棄物協(xié)同處置與資源再利用技術，海螺水泥實現(xiàn)自身廢棄物全部合規(guī)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(yè)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(yè)垃圾的消解問題的同時，減少污染物排放，節(jié)約石灰石資源，降低石灰石分解產(chǎn)生的碳排放。

（三）改進降碳技術

1.利用降碳技術降低生產(chǎn)排放

海螺水泥通過節(jié)能技改、余熱發(fā)電、原料替代等方式大幅降低水泥生產(chǎn)過程中直接產(chǎn)生的碳排放。

在節(jié)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，其通過改造篦冷機、改造分解爐擴容、使用高效變頻風機、使用節(jié)能生料輥壓機、利用高效低阻旋風筒、使用新型隔熱納米材料等舉措推進節(jié)能技改。在2021年底完成了10條生產(chǎn)線改造，能夠使生產(chǎn)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(xiàn)節(jié)能降碳。

在余熱發(fā)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添加配套余熱發(fā)電系統(tǒng)，利用排出的廢氣余熱進行發(fā)電，并將產(chǎn)生的電能用于企業(yè)生產(chǎn)，減少外購電力。在2021年，集團整體余熱發(fā)電量達79億度，減排二氧化碳約459萬噸。

在原料替代方面，由于石灰石的主要成分碳酸鹽分解過程中產(chǎn)生的二氧化碳約占總排放量的63%，是水泥生產(chǎn)種最主要的碳排放來源，海螺水泥存在石灰石分解產(chǎn)生碳排放的痛點。因此海螺水泥一方面采用黃磷渣配料，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(yè)廢料替代部分原料，從而減少碳酸鹽分解產(chǎn)生的二氧化碳。截至2021年實現(xiàn)噸熟料煤耗下降1.5kg，同時利用工業(yè)廢料替代原料減少了石灰石分解直接產(chǎn)生的二氧化碳。

2.創(chuàng)新碳捕集技術提高碳吸收

海螺水泥開展碳捕集利用示范項目，將水泥生產(chǎn)排放的二氧化碳進行資源化利用，既實現(xiàn)碳減排又提高經(jīng)濟效益。海螺水泥在白馬山水泥廠建設了全球水泥行業(yè)首個水泥窯碳捕集純化示范項目，實現(xiàn)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(tǒng)共分為兩步，分別是捕集與利用。第一步中，首先捕集提濃，使水泥窯尾氣通過脫硫水洗塔、吸收塔、換熱器、解吸塔等設備，實現(xiàn)CO2捕集與提純；其次壓縮分水，將捕集后提純的CO2經(jīng)過冷卻機、壓縮機、脫硫床、干燥床，進行氣體的冷卻壓縮，并分離氣體中的水分，再次進行純化；最后純化液化與精餾，將脫水后的高濃度氣態(tài)CO2通過吸附床、液化系統(tǒng)進行純化液化，隨后通過精餾塔進行精餾，形成工業(yè)級與食品級CO2。第二步主要是二氧化碳的利用，將制成的CO2進行封存與運輸，之后將CO2通過保護焊接、碳酸飲料添加、食品保鮮、干冰生產(chǎn)、電子醫(yī)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項目每年可生產(chǎn)3萬噸食品級和2萬噸工業(yè)級CO2，為從吸收端降低水泥生產(chǎn)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項目技術流程

數(shù)據(jù)來源：海螺水泥集團，中大咨詢整理

3.應用數(shù)字化技術優(yōu)化能源管理

對于礦山開采，海螺水泥搭建了數(shù)字化礦山系統(tǒng)來推進節(jié)能降碳。海螺水泥已投入2億元推進數(shù)字化建設，目前建設了24家數(shù)字化礦山。數(shù)字化礦山系統(tǒng)依托于數(shù)字采礦平臺、生產(chǎn)執(zhí)行平臺、三維可視化平臺等三大平臺，搭建了礦山采掘各單元的智能調度與監(jiān)控系統(tǒng)，對礦山資源、開采環(huán)境進行實時監(jiān)控，實現(xiàn)礦山勘探、原料開采、礦物運輸?shù)募泄芾?，利用智能化分析?yōu)化礦山開采過程，提高采礦效率、降低采礦能耗，減少采礦碳排放。

對于工廠生產(chǎn)，海螺水泥搭建智能生產(chǎn)平臺、運維管理平臺、智慧管理平臺等，開展工廠生產(chǎn)全流程智能管理，依托平臺形成了以智能生產(chǎn)為核心、以運行維護做保障、以智慧管理促經(jīng)營的智能生產(chǎn)模式，打造智能工廠?；谥悄芑S，海螺水泥推進全流程能耗管控，探索高耗能、高排放環(huán)節(jié)，利用智能分析工具持續(xù)優(yōu)化水泥生產(chǎn)煤電能耗情況，從而減少生產(chǎn)中的碳排放。

（四）踐行低碳管理

1.構建三級環(huán)境管理體系

海螺水泥為推進低碳發(fā)展戰(zhàn)略的落實，建立了自上而下的環(huán)保管理體系，以總部—區(qū)域—子公司三級環(huán)境管理架構推進節(jié)能環(huán)保工作。總部級別的環(huán)境管理部門負責統(tǒng)籌集團的節(jié)能降碳目標、制定節(jié)能降碳工作計劃、組織節(jié)能減排專業(yè)培訓，并對子公司進行監(jiān)督排查。區(qū)域級環(huán)境管理部門負責落實總部制定的節(jié)能減排中長期發(fā)展戰(zhàn)略，并統(tǒng)籌管理各區(qū)域的節(jié)能減碳工作，負責把控區(qū)域節(jié)能減排情況，并對總部進行匯報。子公司環(huán)境管理部門需要按照總部要求來實施環(huán)保管理措施，推進節(jié)能減碳目標的實現(xiàn)。

圖 4? 海螺水泥三級環(huán)境管理體系

數(shù)據(jù)來源：海螺水泥社會責任報告，中大咨詢整理

2.建設低碳文化

海螺水泥針對不同的降碳場景采取相應的舉措來推進員工參與減碳。首先，海螺水泥通過低碳文化宣傳幫助員工樹立低碳意識，利用集團內網(wǎng)、微信群、海報等宣傳方式，持續(xù)加大低碳環(huán)保理念宣傳力度。其次，通過無紙化辦公、應用節(jié)能燈具和定制空調等措施培養(yǎng)員工在工作中的低碳辦公習慣，降低集團商務樓宇辦公產(chǎn)生的碳排放。最后，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(yōu)先選擇乘坐公共交通，同時提高視頻或者電話會議開展商務洽談的比例。

（五）低碳發(fā)展成效明顯

海螺水泥業(yè)務增長與碳排放逐步脫鉤，且碳強度、單位熟料碳排放、污染物排放持續(xù)下降，低碳發(fā)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(yè)收入在5年間復合增長率達17%，而碳排放增長率僅為1.6%，營業(yè)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(fā)展取得了良好的效果。在污染物排放方面，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(chǎn)造成的環(huán)境污染水平逐年降低。

圖5? 2017-2021年海螺水泥營業(yè)收入與碳排放

數(shù)據(jù)來源：海螺水泥年報與社會責任報告，中大咨詢整理

圖6? 2017-2021年海螺水泥碳強度與單位熟料碳排放

數(shù)據(jù)來源：海螺水泥年報與社會責任報告，中大咨詢整理

在污染物排放方面，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(chǎn)造成的環(huán)境污染水平逐年降低。

圖7? 2017-2021年海螺水泥污染物排放

數(shù)據(jù)來源：海螺水泥社會責任報告，中大咨詢整理

三、海螺水泥低碳布局啟示

海螺水泥重點從用能結構、低碳循環(huán)、技術創(chuàng)新、低碳管理等途徑推進公司的節(jié)能降碳，力圖解決水泥行業(yè)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(yè)生產(chǎn)型企業(yè)把握低碳發(fā)展痛點提供了經(jīng)驗借鑒，從調整能源結構、加強技術創(chuàng)新、完善管理體系等方面推進節(jié)能減碳，完成低碳發(fā)展布局。

（一）調整能源使用結構

水泥等高碳排放產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中消耗了大量的化石能源與電力能源來供熱供電，產(chǎn)生了大量碳排放。因此高排放的生產(chǎn)型企業(yè)可以在工廠內建設光伏發(fā)電、風力發(fā)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，搭建智能儲能系統(tǒng)，對可再生能源發(fā)電進行調峰，還能將多余的電力并網(wǎng)賣出，實現(xiàn)節(jié)能降碳并提高收益。此外，還可以建設生物質能源燃料替代系統(tǒng)，通過應用生物質能源提高碳利用效率，從而推進生產(chǎn)過程中的節(jié)能降碳。

（二）推動減碳技術創(chuàng)新

以直接排放為主的水泥等產(chǎn)品的碳排放主要來源是生產(chǎn)過程中的化學反應以及煤炭發(fā)電，因此高排放的生產(chǎn)型企業(yè)需要從搭建資源循環(huán)體系、推動生產(chǎn)節(jié)能技改、應用數(shù)字化技術、研發(fā)碳吸收技術等方面開展技術創(chuàng)新，推進企業(yè)低碳發(fā)展。

在資源循環(huán)體系創(chuàng)新方面，依托于生產(chǎn)技術改進，生產(chǎn)型企業(yè)需要在保證產(chǎn)品質量的基礎上實現(xiàn)對工業(yè)垃圾等廢棄物的消納，對廢棄物資源循環(huán)利用的同時減少產(chǎn)品原料的使用，降低產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的直接碳排放。

在生產(chǎn)技術創(chuàng)新方面，應用節(jié)能技改、余熱發(fā)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(chǎn)品碳排放，實現(xiàn)企業(yè)的節(jié)能降碳。

在碳吸收技術創(chuàng)新方面，高排放的生產(chǎn)型企業(yè)可以聯(lián)合科研院所、行業(yè)領先企業(yè)建立聯(lián)合實驗室，推進碳捕集封存及利用技術的創(chuàng)新，提高二氧化碳吸收與利用的能力，為實現(xiàn)企業(yè)碳中和奠定技術基礎。

在數(shù)字化技術創(chuàng)新方面，依托數(shù)字化平臺搭建原料開采、產(chǎn)品生產(chǎn)智能管控系統(tǒng)，實現(xiàn)智能化礦山與智能化工廠，對企業(yè)能耗進行控制，制定企業(yè)能耗優(yōu)化方法，推進節(jié)能降碳。

（三）完善低碳管理體系

完善的環(huán)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(chǎn)型企業(yè)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(huán)境管理方面依托ISO140001環(huán)境管理體系認證，建立多級環(huán)境管理體系，持續(xù)推進節(jié)能降碳工作。

低碳文化的構建有助于幫助員工養(yǎng)成節(jié)能降碳的習慣，不僅幫助企業(yè)降低成本、貫徹節(jié)能理念，更能幫助企業(yè)降低范圍三內的碳排放。因此，水泥企業(yè)可以通過理念宣貫、員工培訓的方式來培養(yǎng)員工的習慣，形成企業(yè)整體的綠色低碳文化。