海德堡將建設(shè)水泥行業(yè)第一條全尺寸CCS項(xiàng)目

海德堡官方網(wǎng)站于2020年12月15日發(fā)布消息，將在挪威Brevik水泥廠建設(shè)全球水泥行業(yè)第一條全尺寸（full-scale）CCS項(xiàng)目，預(yù)計(jì)每年可以捕集40萬噸CO₂，這些CO₂預(yù)計(jì)將被永久封存。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)馬上就會(huì)開工，預(yù)期在2024年前實(shí)現(xiàn)CO₂從煙氣中的分離。最終其可以減少該廠CO₂排放量的50%。

在此，圍繞這條新聞想展開說下。

CCS是什么？CCS是碳捕集和封存的簡(jiǎn)稱（carbon capture and storage），指將CO₂從工業(yè)排放源中分離出來，輸送到封存地點(diǎn)，并長(zhǎng)期與大氣隔絕。這種技術(shù)被認(rèn)為是未來大規(guī)模減少CO₂排放的最經(jīng)濟(jì)/可行的方法。

1.水泥行業(yè)碳減排已經(jīng)在路上了

如果你長(zhǎng)期跟蹤C(jī)CS，就發(fā)現(xiàn)海德堡的這項(xiàng)工作其實(shí)一直在推進(jìn)。Brevik這條生產(chǎn)線在2013年就開始開展CCS的工業(yè)試驗(yàn)了。從2013-2017年，其試驗(yàn)了四種CO₂的捕集技術(shù)，分別為有機(jī)胺吸收法、膜吸收技術(shù)、鈣循環(huán)技術(shù)和固體吸收技術(shù)。最終表明，有機(jī)胺吸收法可能是目前階段最適用的技術(shù)。

海德堡水泥除了CCS外，圍繞CO₂的減排，還在與歐洲水泥研究院合作開展全氧燃燒富集CO₂的示范、LEILAC技術(shù)應(yīng)用（間接換熱，然后收集碳酸鹽分解產(chǎn)生的CO₂）、低碳混凝土的開發(fā)等。

除了海德堡公司外，國外很多公司都已經(jīng)開始圍繞水泥行業(yè)的碳減排開展了相關(guān)部署。例如，F(xiàn)LSmidth依托自身優(yōu)勢(shì)，于2019年提出了“零排放”愿景（Mission Zero），期待在2030年前幫助水泥企業(yè)實(shí)現(xiàn)廢氣等的零排放。

2.為什么全尺寸卻只能減少50%的CO₂排放？

據(jù)資料顯示，Brevik是一條3200tpd生產(chǎn)線，年排放CO₂量應(yīng)該在80萬噸左右。既然CCS是全尺寸的，為什么CO₂的減排量不是100%呢？

我想主要有下面幾點(diǎn)：

①捕集后的CO₂濃度也無法達(dá)到100%，其應(yīng)該會(huì)根據(jù)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的原則選擇一個(gè)合適水平，這樣就導(dǎo)致排放的煙氣中仍有部分CO₂；

②CO₂捕集過程是一個(gè)高耗能過程，根據(jù)顯示的資料（如下圖），因CO₂捕集導(dǎo)致的熱耗會(huì)增加46MW。你如果對(duì)這個(gè)數(shù)字沒有概念的話，換算成標(biāo)煤為5.65 tph，因此多排放的CO₂量為約為11萬噸/年。

3.我們?cè)趺崔k？

水泥行業(yè)減碳將會(huì)是未來至少20-30年的主旋律。根據(jù)CSI發(fā)布的水泥行業(yè)碳減排路線圖，主要的減碳方法有4種：降低能耗、使用替代燃料、降低水泥種熟料比例和CO₂的捕集、利用（CCS/CCUS）。

降低能耗：由于目前能耗水平已經(jīng)較低，繼續(xù)降低能耗的潛力有限。

使用替代燃料：這是我們國家目前最需要發(fā)展的。我國水泥行業(yè)替代燃料使用率平均不到3%，而國外發(fā)達(dá)國家最高可以達(dá)到50%-60%以上。

降低水泥中熟料比例：對(duì)我國來說潛力有限。

CCS：未來（或許10年后）碳減排的主力軍。