水泥行业的脱碳化：路径与生命周期影响评估

《Journal of Cleaner Production》：Decarbonization of the cement industry: Pathways and life cycle impact assessment

　　

Rahul Ramesh|V.S. Vigneswaran|Karthik Rajendran

摘要

印度水泥行业本身就占全球二氧化碳总排放量的7%。其中大部分排放来自熟料生产，而熟料是水泥制造过程中的主要中间产品。熟料生产过程中消耗约3.07-3.3 GJ的热能，这些能量主要来源于化石燃料；此外，石灰石煅烧过程还会产生0.9-1吨二氧化碳当量的排放。因此，为了实现熟料生产的脱碳，必须用替代燃料取代化石燃料，并采用碳捕获技术来捕捉煅烧过程中产生的二氧化碳。本研究评估了稻壳（RH）和炭化稻壳（TRH）作为替代燃料在熟料生产中的潜力，同时研究了碳捕获与储存（CCS）技术的整合效果。通过从摇篮到坟墓的生命周期评估，对比了六种不同的情景与现有情况的差异，以评估这些方案的环境可持续性。其中，情景5和情景6展现了最高的减排效果：在情景5中，熟料排放量从基准情景下的926.5公斤二氧化碳当量减少到709.7公斤二氧化碳当量；在情景6中减少到708.7公斤二氧化碳当量。减排主要归因于用稻壳和炭化稻壳替代了25%的化石燃料，并结合了碳捕获技术。由此可见，使用替代燃料并结合碳捕获技术可以有效降低熟料生产的碳强度，帮助印度实现其水泥行业到2030年的脱碳目标（每吨水泥排放560公斤二氧化碳当量）。