核心观点
水泥是全球经济发展的基础材料，但其生产也带来了巨大的气候挑战。水泥生产产生的二氧化碳排放量占全球总排放量的7-8%，且其排放趋势与《巴黎协定》限制升温至工业化前水平1.5℃的目标不相符。中国是全球水泥生产和排放的主要来源，其水泥产量占全球一半以上，产生的二氧化碳排放量占全国总排放量的13-15%。因此，水泥行业的脱碳化对于中国实现2030年前碳排放达峰和2060年前碳中和的目标至关重要。
关键数据
- 全球水泥产量从1990年的1.3亿吨/年增长至2021年的4.4亿吨/年，随后下降至约4.1亿吨/年。
- 水泥生产的二氧化碳排放量约为2.5亿吨/年，占全球二氧化碳排放量的7-8%。
- 中国水泥产量从1990年的2.09亿吨增长至2014年的2.5亿吨，随后下降至2018年的约1.3亿吨。
- 中国水泥排放量从1990年的1.52亿吨/年增长至2020年的1.3亿吨/年。
- 中国水泥的碳强度低于全球平均水平，主要由于其较低的熟料比和较高的能源效率。
- 中国水泥和混凝土的消费量高于其他工业化国家，人均水泥消费量约为1.3吨，是许多工业化国家五倍以上。
脱碳化路径
水泥行业脱碳化需要采取“全系统”方法，包括减少水泥需求、降低熟料比、发展替代胶凝材料、提高能源效率、使用替代燃料和能源、以及碳捕获、利用和储存（CCUS）。
- 需求减少： 通过提高材料效率、替代材料和使用循环经济策略，可以显著减少水泥需求。
- 降低熟料比： 使用替代原料和补充胶凝材料（SCMs）可以减少水泥生产中熟料的用量。
- 替代胶凝材料： 研究人员正在开发基于替代胶凝材料的胶凝材料，例如碱激发胶凝材料（地聚合物）和镁氧化物。
- 提高能源效率： 使用预分解炉窑、余热回收、提高干法和半干法工艺的比例以及使用更高效的研磨技术可以降低能源消耗。
- 替代燃料和能源： 使用生物质或废弃物衍生的燃料可以减少窑炉加热排放。
- CCUS： CCUS被视为水泥行业减排的重要途径，但面临着成本和技术挑战。
挑战和政策响应
- 当前市场机制未能充分反映传统水泥生产的气候影响，导致供应和需求过高，而低碳替代品的价格低廉。
- 行业转型资产的高成本、低碳水泥需求的缺乏、绿色金融的有限性以及行业内部和更广泛的经济体之间气候行动的协调困难是主要的障碍。
- 政府可以通过以下方式帮助需求减少：采用绿色建筑和循环经济战略和支持性法规，例如要求评估、声明和限制建筑材料和实践的生命周期排放。
- 欧盟和德国已经实施了或提出了多种与需求减少、脱碳生产和部署CCUS相关的政策法规。
政策建议
- 短期： 优化水泥在碳排放交易体系（ETS）中的纳入方式，确保国家和建筑标准适合其目的，提高替代燃料的可用性和获取性，采用创新性公共资金机制，提高行业获取绿色金融的便利性。
- 中期： 增强国家水泥需求减少能力，通过公共采购和标签创造绿色领先市场，确保行业顺利过渡到低需求、低排放的未来。
- 长期： 通过研发支持持续的技术突破，有限地发展CCUS，推动全球水泥脱碳化合作，建立和维持支持性和一体化的工业生态系统。
