宁海浙江江苏福建厂家:水泥生产的碳排放因子研究进展-宁波页岩砖|宁波水泥|宁波陶粒|红砖|标砖|轻质砖|加气砌块|过梁价格规格厂家-宁波铭德物流有限公司官网

公司新闻

当前位置: 首页 > 新闻中心 > 公司新闻 >

宁海浙江江苏福建厂家:水泥生产的碳排放因子研究进展

日期:2018-09-27 / 文章来源:

摘要:水泥出产是除化石动力以外碳排放的重要来历。我国是世界上水泥产量最大的国家,水泥出产的碳排放疑问不容无视。

2011年,我国水泥产量为20亿t占世界总产量的58.8%。我国水泥出产碳排放占世界水泥排放的比重添加60.6%,与此一起,水泥排放占我国碳排放总量的比重也添加11.3%。其时,世界默许的水泥出产碳排放因子已不能满足我国碳排放核算的需要。加强我国水泥出产碳排放因子核算办法研讨,对科学、精确核算我国水泥出产的碳排放具有重要实际意义

水泥生产的碳排放因子研究进展

导语水泥出产是除化石动力以外CO2排放的重要来历。据美国橡树岭国家实验室CO2信息分析中心(Carbon,Dioxide Information Analysis Center,CDIAC)数据闪现,2011年全球CO2排放总量为9471Mt,其间水泥出产排放464Mt,水泥排放占世界碳排放总量的比重为4.89%[1]。我国是世界上水泥产量最大的国家,水泥出产的碳排放疑问不容无视。自1985年我国水泥产量跃居世界第一以来,并以年10%以上的速度疾速增加,到2011年,我国水泥产量抵达20亿t,占世界产量的58.8%。我国水泥占世界水泥出产碳排放的比重也添加60.6%,见图1(USGS,2012年;CDIAC,2012年)。水泥碳排放在我国碳排放总量中的比重从1990年的缺乏5%灵敏前进至2000年的8.7%,2009年打破10%,到2011年已抵达11.3%(CDIAC,2012年)近20年来,我国水泥作业从出产技能到技能均完成了全部晋级改造,加强水泥出产的碳排放因子研讨,对科学、精确核算我国水泥出产的碳排放具有重要实际意义。

这篇文章从核算鸿沟、核算办法下手对国表里水泥出产碳排放因子核算办法进行比照,在分析参数选择、不断定性差异的根底上提示了水泥出产的碳排放因子影响要素,以期为将来我国水泥出产的碳排放因子核算办法的选择及构建供给学习。

2核算鸿沟水泥出产技能流程可归纳为两磨一烧,即生料制备,指生料的混合/均化、粉磨、预热进程;熟料煅烧,指生料在预热器900~1500°C的高温下及旋窑中反应生老到料的进程;水泥粉磨,冷却后的熟料与添加剂一同粉磨均化的进程(图2)。水泥出产的碳排放首要来历于碳酸盐分化和燃料耗费[2]。通常来说,水泥出产的碳排放由直接排放与直接排放两有些构成,其间直接排放包括技能排放与化石燃料耗费所发生的排放,而直接排放则首要包括电力耗费发生的排放,外购熟料、外购磨细混合材等也直接发生排放(图3)。

世界上水泥出产的碳排放核算办法较具代性的研讨组织为政府间气候改变专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)和世界可持续打开工商理事会(World BusinessCouncil for Sustainable Development,WBCSD)水泥可持续打开自愿性协议(Cement Sustainability Initiative,CSI)即WBCSD/CSI和我国建筑材料研讨总院(ChinaBuilding Materials Academy,CDMA)。IPCC、WBCSD/CSI与CDMA在对水泥出产的碳排放进行测算时,具体核算项目及研讨隙н界存在必定差异,如1所示。3核算办法因为IPCC(1996年,2006年)在国家温室气体清单攻略中单独关于动力排放进行了谈论,因而在触及水泥出产的碳排放时,为避免重复核算,仅思考了水泥出产的技能排放。以下首要对IPCC、WBCSD/CSI和CDMA三大组织水泥出产技能排放因子的核算办法进行介绍。3.1IPCC办法IPCC先后于1996年、2006年提出了水泥出产的碳排放因子核算办法[5,6]。

因为许多CO2在熟料煅烧进程中发生,因而IPCC(1996年)假定熟猜中CaO悉数来自CaCO3(不思考熟猜中MgO引致的排放),根据熟猜中CaO含量和熟料产量预算水泥出产的排放[7]。根据活动数据的不一样来历,IPCC(2006年)提出了水泥出产碳排放3种核算办法。办法1与办法2根据国家水泥和熟料产量数据,办法3根据工厂碳酸盐给料数据。与此一起,供给了3种排放因子核算办法(2)。

3.2WBCSD/ CSI办法在世界可持续打开工商理事会(World Busi-ness Council for Sustainable Development,WBCSD)水泥可持续打开自愿性协议(Cement SustainabilityInitiative,CSI)的推进下,世界首要水泥出产公司一起协作打开了温室气体排放监测和陈述。该协议树立在IPCC攻略、WBCSD&WRI议定书[8]根底之上,已在世界100多个国家和世界首要的水泥出产公司得到了广泛使用[3]。2001年CSI经过了水泥核算办法体系《水泥CO2议定书(第一版,以下简称V1)》。2005年CSI在V1根底上发布了《水泥CO2议定书(第二版),以下简称V2)》[9]。2011年5月《水泥CO2议定书(第三版,以下简称V3)》正式发布,从2011年头步启用。WBCSD/CSI(2011年)将水泥出产碳排放区别为直接排放与直接排放[3]。直接排放首要包括:生猜中碳酸盐、有机碳、窑灰、粉尘煅烧,化石动力耗费所发生的排放;直接排放指在出产进程中电力耗费和外购熟料所发生的排放(3)。根据直接排放参数及数据来历的不一样,V3分为投入法和产出法。投入法指根据生料耗费量、入窑生猜中回窑粉尘、生料烧失量等有关参数核算直接碳排放的办法,又称生料法;产出法指首要根据熟料产量、熟料排放因子或熟料CaO、MgO含量等核算直接CO2排放的办法,又称熟料法。

理论上,投入法与产出法核算成果共同。WBCSD/ CSI水泥出产排放核算办法及排放因子WBCSD/ CSI根据工厂熟猜中CaO和MgO含量及源自非碳酸盐如硅酸钙或粉煤灰CaO和MgO含量核算熟料碳排放因子。在工厂数据缺失的情况下,WBCSD/ CSI举荐选用的熟料排放因子为525kgCO2/t熟料,与IPCC批改MgO后的默许值较为共同。可是WBCSD/ CSI根据CaO和MgO含量的熟料排放因子没有思考到窑灰及材料有机碳所发生的碳排放。CDMA排放因子根据CaO和MgO含量实测数据,也思考了窑灰、旁路放风粉尘及有机碳所发生的碳排放。3.4.2不断定性不断定性是拟定温室气体清单面临的长时刻应战,值得特别重视[2,11]。IPCC(1996年,2006年)认为水泥出产的碳排放不断定性首要来历于活动数据和熟料排放因子两方面。办法1不断定性首要来历于水泥出产的熟料/水泥比、熟料进出口数据及默许CKD批改因子;办法2不断定性首要来历于熟猜中CaO含量。当熟料数据精确时,熟料排放因子不断定性首要来自熟猜中CaO含量以及CaO悉数来自于CaCO3的假定;办法3根据化学办法测定碳酸盐排放因子的不断定性较小,但假定CKD中碳酸盐完全煅烧,也将构成不断定性。WBCSD/CSI(2011年)认为水泥部分CO2排放清单不断定性首要来自熟料产量、生料耗费、煅烧排放因子、燃料耗费、燃料低位发热值和燃料排放因子6个方面。

从科学性视角启航,关于水泥出产碳排放因子的预算不大约为精确的点预算,而大约述为不断定性区间或相信区间。此外,WRI/WBCSD开发了一款东西(www.ghgprotocal .org)用于协助和教训水泥出产碳排放不断定性的预算。CDMA水泥出产的碳排放因子核算均根据工厂实践检测数据,不断定性相对较小。与水泥出产技能进程碳排放因子有关的不断定性来历及应对办法综上,水泥出产的碳排放首要受出产技能技能类型、熟猜中材料碳酸盐含量、燃料类型、熟料/水泥比、电力出产排放因子等影响[20]。有鉴于此,水泥出产的碳减办法首要包括出产技能设备晋级、替代燃料、降低熟料/水泥比(替代材料)、选用碳捕获和封存技能(Carbon dioxide capture and storage,CCS)、混凝土作为碳汇等[26]。

1)出产技能设备及技能晋级,前进动力功率。设备辊压机、立磨和高效别离器等,经过旧出产技能设备和技能的更新换代(如湿法向新式干法改动),仅窑内燃料煅烧进程就可以节约2%~10%的燃料[27]。(2)选用低碳燃料替代高碳燃料。根据替代燃料类型,替代程度可抵达80%~100%[28]。比利时,法国,德国,荷兰和瑞士替代动力占动力总量的均匀比例已从35%添加到70%[29]。美国水泥厂20%~70%的动力来自于替代动力。经过扔掉物燃料替代化石燃料将减排(0.1~0.5)kgCO2/kg水泥。扔掉物替代燃料不会带来新的排放,可是需特别留心有些蒸腾性元素如汞和铊会带来严峻的环境污染。此外,还可以选用废能(热)、可再生动力和核能作为替代动力。

3)材料替代,降低熟料/水泥比。为节约熟料、降低能耗、改进功能,水泥厂常常在水泥出产进程中参入混合材(如粉煤灰,矿渣,石膏,萤石等)制成掺配水泥。经过出产掺配水泥将为全球水泥出产带来至少5%~20%的减排额度。掺配水泥的减排潜力视不一样国家和区域而不一样[20]。

4)碳捕获和封存技能(CCS)。CCS技能包括燃烧前和燃烧后捕获,富氧燃料燃烧捕获。Newll&Anderson认为在水泥出产中选用CCS技能可以减排65%~70%[30]。当前CCS有关方针首要向动力及有关部分倾斜,在水泥工业层面CCS技能尚不老到。待CCS技能工业使用老到以及CO2能长时刻安全保存后,CSI将思考在水泥工业中运用CCS技能(WBCSD-CSI,2011年)。

2)(5)混凝土吸碳作用。当混凝土灌溉固化时,大气中的CO2被混凝土再吸收。但再吸收的CO2仅占很小比例,因而在核算碳排放时可以忽略不计(IPCC,1996年)。混凝土碳化进程不可以避免,但因为混凝土建筑露出的面积非常有限,因而在混凝土建筑效能的50~70年间,仅有少量的CO2被碳化进程吸收,占水泥出产CO2排放的10%支配。抵达效能年限后,拆迁破碎使混凝土面积增大,由此带来较大碳化吸收潜力,至少10%~15%水泥出产的碳排放被碳化进程吸收(WBCSD-CSI,2011年)。综上所述,共有20%~25%水泥出产的碳排放被碳化进程吸收。关于水泥和混凝土作为碳汇再碳化吸收CO2方面的疑问,当前尚短少精确的量化数据,因而暂时不予谈论,但这将变成将来研讨的重要内容之一。5对我国的启示水泥出产碳排放因子核算办法需根据研讨意图、数据根底以及习气性等进行选择。现有核算办法可以区别为国家微观和工厂微观两个标准,其间IPCC办法1、办法2以国家为研讨目标从微观层面打开测算,而IPCC办法3、WBCSD/CSI(办法A1、A2、B1、B2)以及CDMA均以工厂为研讨目标从微观层面打开测算。微观与微观办法互为弥补,彼此印证。以下联系数据可得性谈论其在我国的习气性及将来我国水泥出产的碳排放因子核算办法选择。从微观上看,我国官方数据《我国计算年鉴》仅发布了国家级和省级水泥产量数据,《我国水泥年鉴》发布了国家级和省级水泥和熟料产量、熟料和水泥进出口量。因为熟料/水泥比、CKD丢掉、CaO含量、非碳酸盐材料数据的缺失致使无法预算真实的我国水泥出产碳排放因子。

有鉴于此,根据IPCC办法1打开水泥出产的碳排放测算为其时选择。跟着根据出产线我国水泥出产的碳排放实地调研作业的打开,熟料/水泥比、CKD丢掉、CaO含量、非碳酸盐材料数据等的不缎拦充和完善,IPCC办法2将变成我国从微观上核算水泥出产碳排放的较优选择。从微观上看,为有用实施《国民经济和社会打开第十二个五年方案大纲》提出的树立完善温室气体计算核算准则,逐步树立碳排放生意商场的方针,推进结束国务院《“十二五”控制温室气体牌发那个作业方案》(国发[2011]41号)提出的加速构建国家、当地、公司三级温室气体排放核算作业体系,国家打开变革委作业厅于2013年10月15日印发了《我国水泥出产公司温室气体排放核算办法与陈述攻略(试行)》[31]。该攻略树立在IPCC《2006国家温室气体清单攻略》、WBCSD-CSI《水泥作业二氧化碳减排议定书》根底之上,其核算项目悉数涵括在CDMA《水泥出产公司二氧化碳排放量核算办法(寻求定见稿)》之中。跟着《我国水泥出产公司温室气体排放核算办法与陈述攻略(试行)》的发布实施,我国根据公司的水泥出产碳排放物性和测管用据库将逐步树立,根据此,WBCSD-CSI(B2)、CDMA、IPCC办法3均将变成我国从微观上核算水泥出产碳排放的较优选择。

当前就我国水泥出产的碳排放因子及核算而言,树立和完善公司微观数据根底,标准核算办法体系是燃眉之急。构建我国水泥出产的碳排放因子物性和查验数据库,测算我国水泥出产作业碳排放因子,关于把握我国水泥出产碳排放真实情况具有重要实际意义。我国科学院先导专项项目1课题4“水泥出产的碳排放”正式建议,我国科学院地舆科学与本钱研讨所“水泥出产的排放”课题组联合我国水泥协会、我国建筑材料研讨总院、国家发改委动力所、清华大学、我国科学院武汉岩土所等一起打开全国水泥出产的碳排放物性和查验数据调研作业,为构建包括全国水泥出产公司的碳排放因子物性和查验数据库、科学核算我国水泥出产的碳排放奠定坚实根底。