从第16期《润百科》开始，小润为大家展开了一个新的系列，碳中和涉及的重点行业（俗称八大行业）的控排难点及现状。
关于八大行业的划分，乃是依据2020年统计测算，电力、钢铁、造纸、有色金属、石化、化工，以及航空、建材领域的碳排放合计约占90%以上。因此，将电力、钢铁、造纸、有色金属、石化、化工以及航空、建材领域确定为重点行业/领域（业内称为碳排放八大行业），并采取不同的路径及策略促进目标达成。
2021年，八大行业占比有所下降，降到低于80%，但仍是大头。
（数据来源：观研报告网《中国光伏发电行业发展趋势研究与未来投资分析报告（2022-2029年）》）
上期我们我们解读过了排名第二的钢铁行业，本期我们将继续看看排名第三的建材行业，该行业的碳排放占比13.16%。
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建筑材料工业碳排放构成
建筑材料行业是一个综合性行业，是中国重要的材料工业。顾名思义，建材就是建筑相关的材料，建筑本身是一个复杂的工程，包含土木工程和建筑工程中使用的所有材料，它的种类众多，从大类上可以分为结构材料、装饰材料和专用材料三种。
结构材料包括：木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金属、砖瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材料等。
装饰材料包括：各种涂料、油漆、镀层、贴面、 各色瓷砖、具有特殊效果的玻璃等。
专用材料包括：用于防水、防火、防潮、阻燃、隔音、隔热、保温、密封等。
也正是因为建材行业的复杂性，产品的多样性，其排碳量也是实至名归的位列第三。
2020年，经初步核算，中国建材行业CO₂排放14.8亿吨，比上年上升2.7%，此外电力消耗可间接折算约合1.7亿吨二氧化碳当量（CO₂e），故总计约16.5亿吨。
细分下来，建材行业主要碳排放来自于以下几个产品的相关工业生产：
水泥工业CO₂排放量12.3亿吨，同比上升1.8%，电力消耗可间接折算约合8955万吨二氧化碳当量（CO₂e）；
石灰石膏工业CO₂排放量1.2亿吨，同比上升14.3%，电力消耗可间接折算约合314万吨二氧化碳当量（CO₂e）；
墙体材料工业CO₂排放量1322万吨，同比上升2.5%，电力消耗可间接折算约合612万吨二氧化碳当量（CO₂e）；
建筑卫生陶瓷工业CO₂排放量3758万吨，同比下降2.7%，电力消耗可间接折算约合1444万吨二氧化碳当量（CO₂e）；
墙体材料工业CO₂排放量2740万吨，同比上升3.9%，电力消耗可间接折算约合893万吨二氧化碳当量（CO₂e）；
我们通过图表为大家展示了建材行业中各项材料制造产生的碳排放占比。
显然，水泥工业占比最大，为83%；其次是石灰石膏工业占比8%。这两项可以成为整个建材行业的减排重点。
建材行业的碳排放特点
建材行业偏加工制造行业，碳排放首要分为三个阶段：进程排放（质料分化）、燃料排放（化石能源）和间接排放（电力为主），其中水泥行业是建材行业的主要碳排放行业。按照我们的减排分析策略，我们从水泥生产的过程来看一看水泥行业的排放重点和难点。
水泥工艺流程图 资料来源：中国建材科技期刊
水泥生产过程可分为原材料准备、熟料烧成和水泥粉磨生产三个主要阶段，在此过程中的能源消耗主要包括电能和热能。
主要的碳排放来源包括以下几个环节：
（1）水泥生料中碳酸钙分解产生CO₂；
（2）熟料生产过程中煤、油等燃料燃烧产生的CO₂；
（3）生料中钢渣、煤矸石、粉煤灰等含有的非燃料碳在高温煅烧过程中转化的CO₂；
（4）协同处置废弃物过程中，替代燃料以及废弃物中非生物质碳燃烧产生的CO₂；
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（5）水泥厂净购入的电力、热力对应的CO₂
水泥工业90%的CO₂排放来自熟料生产(碳酸钙分解、燃料燃烧)，其余的10%来自原材料的准备和水泥制品的生成。
减排技术路径
1.化石能源、原料替代技术
建材工业能源消耗品种主要是煤炭、电力、燃料油及少量的天然气、煤气、焦炭等。其中，煤炭作为所有化石能源中含碳量最高的一种，无论是作为能源被直接燃烧还是被用于原料、还原剂等非能源使用目的，都不可避免会产生大量CO₂。
在环境条件许可和需要的情况下，可实现利用废弃物、城市垃圾、替代燃料达到４０％。据统计目前中国建材行业的燃料主要为煤和天然气，采用替代燃料的时间短，燃料种类少，年替代量不足。
欧盟一些国家的成功案例值得我们借鉴。以水泥行业为例，其燃料平均替代率超过５０％，荷兰更是髙达９８％。在欧美水泥工业中，甚至会使用废旧轮胎，固体废弃物，屠宰业弃置的肉、骨头，废弃塑料，废机油及生物质燃料等。
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在燃料替代方面，我国也有了一些探索。目前，建材工业的燃料替代主要是协同处置生活垃圾，其他生物质燃料如秸秆等。但仅有个别企业正在开展示范项目工作，如果将其成功经验在整个业内进行推广，预计未来将有相当大的减排潜力。
2.能效提升
通过使用提高能效的技术，建材行业的能耗和电耗持续下降，CO₂排放也相应减少。提高单条生产线产能可有效促进单位能耗，降低生产碳排放。近年来，低能耗烧成和新型粉磨技术的开发也对建材生产能效提升起到积极的作用。
3.充分利用余热及更低品位热源、风能、太阳能发电
如风能、太阳能利用方面，国内建材企业也同样有较大的空间。国内太阳能年利用小时数为１０００—１６００ｈ之间，按１３００ｈ计算，每１ＭＷ（占地约１５亩）的太阳能光伏发电组件每年可以发电１３００ＭＷｈ，如年产２００万吨水泥厂内建设分布式光伏发电项目，利用厂房办公楼屋顶、空闲地面、废弃矿山安装５组（约７５亩），该太阳能光伏板，按照２０２０年电网排放因子０．５３ｋｇCO₂／ｋＷｈ计算，年减少间接碳排放３４４５ｔ。
4.碳捕集封存和利用技术
目前CO₂捕集技术主要有吸收法、吸附法、膜分离法以及这些方法的组合等。吸收法分为物理吸收和化学吸收。物理吸收法通过物理溶解的作用，在加压或降温条件下实现CO₂的捕捉，再通过降压或升温实现CO₂的释放，常用的化学吸收剂主要是烷基醇胺溶液和热钾碱溶液。
建材行业典型窑炉二氧化碳捕集方法：工业窑炉烟气CO₂捕集主要有三种：燃烧前捕集、全氧燃烧和燃烧后捕集。燃烧前捕集并不适用于水泥工业，因为其工艺过程中碳酸盐分解是其CO₂排放的主要来源。燃烧后捕集不需对原有生产工艺改进，利用上述吸收法、吸附法、膜分离法等对CO₂进行捕集。
建材行业减排进展情况
作为碳排放第三的行业，建材行业高能耗、高污染，在低碳背景下建材转型升级迫在眉睫。因此，发展绿色建材是推动我国建材行业转型变革、促进绿色发展的重要举措，同时也是我国建筑领域实现碳中和的重要路径。
中国建筑材料联合会2021年1月16日重磅发布《推进建筑材料行业碳达峰、碳中和行动倡议书》中郑重提出并倡议：我国建筑材料行业要在2025年前全面实现碳达峰，水泥等行业要在2023年前率先实现碳达峰。
同年7月29日，中国建筑材料联合会主办的以“低碳同行、绿色发展”为主题的2021建材行业碳减排国际论坛在北京召开。此次论坛旨在进一步贯彻落实中央提出的“3060”“双碳”目标，深化全球建筑材料行业在碳减排方面的国际合作，共同交流碳减排、碳中和的先进技术和经验，推动建筑材料行业走绿色低碳、高质量发展之路，践行“宜业尚品、造福人类”的建筑材料行业发展新目标。
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近年来，绿色建材方面的探索也取得了一定程度的效果。相继开发出了新型墙体材料、保温隔热材料、节能门窗、光伏屋顶、防水密封材料、空气净化材料、抗菌材料等七大类型。其中，具有隔热、隔音性能的中空玻璃和具有太阳能发电功能的光伏产品是发展最好、最快，也最容易被大众所广泛接受的。
同时，社会面也更多地关注建筑行业相关企业的碳排放和减排情况，通过舆论的监督，让行业有了更多的发展和改革动力。
小结
建材行业减碳不是孤立的，必须与化工、有色、钢铁等行业进行深度耦合，这是实现低碳、零碳建材的关键糖心。传统水泥向低碳水泥发展，用工业废渣用作水泥生产的原料，这将是近期的重点工作。未来，生物质可能做出碳纤维，二氧化碳与绿氢制烯烃进而做出各种各样的塑料，大部分能量可以来自太阳能，新型材料可以用于低碳零碳结构的建筑，低碳零碳建材也将带来建筑结构和型式的革命性变化。
好了，以上就是本期的全部内容啦！下一期《润百科》小润将带您揭开“重点行业的减排-石化化工行业”的神秘面纱，请持续关注我们呦~我们下期再会~
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