支持水泥行业碳达峰、碳中和标准体系建设–六项行业标准的制定研究

支持水泥行业碳达峰、碳中和标准体系建设–六项行业标准的制定研究 SupporttheConstructionofStandardSystemforCementIndustrytoAchieveCarbonPeakingandCarbonNeutrality-ResearchontheFormulationofSixIndustrialStandards 中国建筑材料联合会2023.5.26 ChinaBuildingMaterialsFederationMay26,2023 关于作者 周丽玮，教授级高工，现任中国建筑材料联合会副秘书长兼标准质量部主任，主要负责建材行业标准化管理、质量管理和计量管理工作。 联系方式：010-57811079，zlw@cbminfo.com 致谢 本研究由中国建筑材料联合会统筹撰写，由能源基金会（美国）北京办事处提供资金支持。 本研究是【能源基金会工业项目/工作组下的课题】。 在本项目研究过程中，研究团队得到了建材行业骨干单位的大力支持，包括:华新水泥股份有限公司、北京国建联信认证中心有限公司、安徽海螺水泥股份有限公司、中国建筑材料科学研究总院有限公司等，在此向他们表示诚挚感谢。 研究团队同时感谢以下专家在项目研究过程中作出的贡献：徐永模中国混凝土与水泥制品协会 李叶青华新水泥股份有限公司戴彦德国家发改委能源研究所 武庆涛建材工业质量认证管理中心蔡玉良中国水泥协会 狄东仁中材国际研究总院龚先政北京工业大学 何捷中国建筑材料科学研究总院有限公司刘晨中国建筑材料科学研究总院有限公司何光明北京建筑材料检验研究院股份有限公司余学飞中国建材检验认证集团安徽有限公司 目录 一、项目概况4 （一）政策背景4 （二）行业背景6 （三）项目主要研究内容、目的和意义7 （四）项目完成情况10 二、低碳标准化现状11 （一）国内外低碳标准化现状11 （二）水泥行业低碳标准化现状12 （三）六项行业标准国内外情况15 三、主要研究内容20 （一）《水泥窑烟气二氧化碳捕集技术规范》20 （二）《基于项目的二氧化碳减排量评估技术规范水泥窑烟气碳捕集项目》24 （三）《基于项目的二氧化碳减排量评估技术规范生产水泥熟料的燃料替代项目》28 （四）《低碳产品评价技术规范通用硅酸盐水泥》31 （五）《水泥制品养护固碳技术规范》37 （六）《建材产品生命周期评价技术通则》46 四、标准预期效益分析54 （一）《水泥窑烟气二氧化碳捕集技术规范》54 （二）《基于项目的二氧化碳减排量评估技术规范水泥窑烟气碳捕集项目》55 （三）《基于项目的二氧化碳减排量评估技术规范生产水泥熟料的燃料替代项目》56 （四）《低碳产品评价技术规范通用硅酸盐水泥》57 （五）《水泥制品养护固碳技术规范》58 （六）《建材产品生命周期评价技术通则》59 五、总结及下一步计划60 （一）总结60 （二）下一步计划62 一、项目概况 （一）政策背景 习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布中国力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。为推进国家“双碳”目标的顺利实现，党中央、国务院作出了一系列重要部署。 《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》明确提出，要建立健全碳达峰、碳中和标准计量体系。加快完善地区、行业、企业、产品等碳排放核查核算报告标准，建立统一规范的碳核算体系。制定重点行业和产品温室气体排放标准，完善低碳产品标准标识制度。推进规模化碳捕集利用与封存技术研发、示范和产业化应用。 《国家标准化发展纲要》提出，建立健全碳达峰、碳中和标准。加快节能标准更新升级，抓紧修订一批能耗限额、产品设备能效强制性国家标准，提升重点产品能耗限额要求，扩大能耗限额标准覆盖范围，完善能源核算、检测认证、评估、审计等配套标准。加快完善地区、行业、企业、产品等碳排放核查核算标准。制定重点行业和产品温室气体排放标准，完善低碳产品标准标识制度。完善可再生能源标准，研究制定生态碳汇、碳捕集利用与封存标准。实施碳达峰、碳中和标准化提升工程。 国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》提出，建立统一规范的碳排放统计核算体系。加强碳排放统计核算能力建设，深化核算方法研究，加快建立统一规范的碳排放统计核算体系。建立健全碳排放计量体系。健全法律法规标准。完善工业绿色低碳标准体系。建立重点企业碳排放核算、报告、核查等标准，探索建立重点产品全生命周期碳足迹标准。积极参与国际能效、低碳等标准制定修订，加强国际标准协调。 2021年12月14日，国家标准委、工信部等十部委联合印发了《“十四五”推动高质量发展的国家标准体系建设规划》，在建设碳达峰、碳中和标准领域国家标准体系中提出，加快制定温室气体排放核算、报告和核查，温室气体减排效果评估、温室气体管理信息披露方面的标准。推动碳排放管理体系、碳足迹、碳汇、碳中和、碳排放权交易、气候投融资等重点标准制定。完善碳捕集利用与封存、低碳技术评价等标准，发挥标准对碳前沿技术的引领和规范作用。 实现碳达峰、碳中和，是中国实现可持续发展、高质量发展的内在要求，也是推动构建人类命运共同体的必然选择。在此背景下，采取有效措施推动水泥行业节能降碳改造升级，实现绿色低碳转型，对建材行业提前实现碳达峰，助力国家总体实现碳达峰碳中和目标，构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互 促进的新发展格局具有重要意义。 （二）行业背景 中国是水泥生产与消费大国，目前全国水泥企业数量超过3000家，其中含熟料生产的水泥生产企业约1/3，水泥粉磨站企业约2/3，此外还有十余家水泥配置站。全国熟料实际总产能 20.2亿吨，水泥产能38.30亿吨。2021年全国水泥累计产量 23.63亿吨。目前水泥工业能源消耗总量为2亿余吨，在2020年 水泥工业CO2排放约为12.3亿吨，占全国CO2排放大约10%。 水泥行业碳排放分为直接排放和间接排放，直接排放包括燃料燃烧排放和生产过程（碳酸盐分解）排放两部分；间接排放包括水泥生产环节中的电力消耗、以及发电、供热和运输等非生产环节的能耗所折合的CO2排放。水泥行业CO2排放主要源于熟料生产过程，其中碳酸盐分解所排放的CO2，约占碳排放总量的60％；燃料燃烧产生的CO2，约占排放总量的35％；电力消耗间接产生的CO2，约占排放总量的5％。目前水泥行业的燃料结构以煤为主，煤炭占水泥生产所消耗能源的85％左右。面对上述问题，我会推动并加强包括政策研究、科技创新、标准质量等系列工作，在国家发改委、工信部、生态环境部等政府部门的领导下，先后组织完成了《建材行业碳达峰实施方案》《重点行业/领域（水泥）国家碳达峰行动方案》、水泥平板玻璃建筑陶瓷卫生陶瓷等四个重 点产业《节能降碳改造升级实施方案》等的编制工作。上述相关研究表明，促进水泥行业低碳转型和实现双碳目标须采取一系列创新措施，包括全面开展水泥生产过程能效提升行动，大力推进原/燃料替代、CCUS等突破性技术，以及研发和应用低碳水泥产品。 标准对于规范引导行业的发展具有关键作用。此前，在促进产业节能环保和绿色制造方面，先后发布和实施了水泥单位产品能耗限额、能源管理体系实施指南、水泥生产企业能源计量器具配备和管理要求、绿色工厂评价等标准，为行业转型升级提供了标准化支撑。 目前，建材行业骨干企业围绕低碳技术装备和工艺、低碳产品方面开展了一系列攻关和示范，但由于缺少标准化技术规范的支撑和驱动，特别是在窑炉尾气CO2利用、高比例燃料替代以及水泥窑炉烟气二氧化碳捕集与纯化催化转化利用方面，以及对项目节能降碳量评估与水泥的低碳产品评价方法等方面，不利于先进技术的推广应用及促进行业的绿色低碳转型。因此，亟需开展相应的标准研究，包括节能降碳技术的减碳量评估、低碳产品评价，以及开发和推广新型技术装备的技术规范等，从而为水泥及建材行业提前实现碳达峰碳中和提供有力支撑。 （三）项目主要研究内容、目的和意义 1.项目主要研究内容 《支持水泥行业碳达峰、碳中和系列标准建设—六项行业标准的制定研究》项目中，在能源基金会支持下开展细致的研究工作并最终提出征求意见稿，具体包括《水泥窑烟气二氧化碳捕集技术规范》《基于项目的二氧化碳减排量评估技术规范水泥窑烟气碳捕集项目》《基于项目的二氧化碳减排量评估技术规范生产水泥熟料的燃料替代项目》《低碳产品评价技术规范通用硅酸盐水泥》《水泥制品养护固碳技术规范》和《建材产品生命周期评价技术通则》。 2.项目研究目的和意义 通过开展本研究，加快完善建材工业水泥领域低碳标准体系，全面提升水泥行业绿色低碳、节能减排水平，用更高的标准引领水泥企业转型升级，支撑中国水泥行业2023年前率先实现碳达峰。 （1）完善水泥行业低碳标准体系，引领建材工业绿色低碳发展。水泥制造因其工艺特点，碳排放约占建材工业排放总量的70%，是建材行业碳排放重点领域。在碳达峰碳中和的目标背景下，中国水泥行业低碳技术创新步伐加快，新产品不断涌现，不仅消纳了大量的垃圾与固体废弃物，而且能源和原材料消耗逐年下降，社会效益十分显著。但低碳新技术、新工艺、新产品和碳排放核算、核查、减排效果评估方法等标准缺失，通过开展本研 究，能加快完善水泥行业低碳标准体系，搭建好全面引领建材工业绿色低碳发展的标准化顶层设计。 （2）推动水泥行业科技成果标准化，促进低碳技术工艺推广应用。中国开展碳捕集、利用和封存技术相对较早，但主要用于石化、煤炭等领域，2018年中国水泥行业通过技术攻关，成功建立全球首个水泥窑碳捕集纯化示范项目，实现了5万吨/年的CO2捕集纯化目标，该示范项目为中国水泥行业绿色低碳发展提供了关键技术路径。通过开展本研究，用标准化手段推动水泥行业碳捕集技术、固碳技术的推广应用，将有助于充分发挥低碳标准的规范和引领作用，促进水泥企业末端降碳技术推广应用，实现绿色低碳发展。 （3）解决项目层面碳减排量统计核算方法标准缺失问题，规范碳排放统计核算体系建设。中国建材工业目前仅有GB/T32151.8-2015《温室气体排放核算与报告要求第8部分：水泥生产企业》等4项现行国家标准，没有针对碳捕集、燃料替代等降碳项目的碳减排量统计核算标准。通过开展本研究，针对水泥行业碳捕集、燃料替代等降碳项目提出科学的碳减排量统计核算方法标准，提高低碳项目减排效率，为中国加速建立健全统一规范的碳排放统计核算制度提供了关键依据，也是支撑“双碳”目标实现的坚实基础。 （4）开展低碳产品评价，推动水泥企业绿色低碳转型。为促进低碳经济的发展，鼓励企业生产低碳产品和提供低碳服务，越来越多的国家在相关机构的支持和倡导下，评估和披露产品生命周期内的碳排放环境行为，向产品授予碳标志，开展低碳产品认证。目前，已有英国、德国、日本、韩国等十几个国家开展低碳产品认证，中国在低碳产品评价认证方面的工作刚起步，建材行业还没有低碳产品相关标准。通过开展本研究，针对建材行业水泥这类典型的高碳值的产品，以产品生命周期理念提出低碳产品评价标准，为低碳水泥产品认证工作提供依据，促进低碳水泥产品的推广应用，完善碳排放标准体系。 （四）项目完成情况 截至2023年3月31日，中国建筑材料联合会已按照项目任务要求全部完成。其中，完成《水泥窑烟气二氧化碳捕集技术规范》等5项行业标准的征求意见稿和《建材产品生命周期评价技术通则》的报批稿。 表1项目完成情况表 序号 标准名称 标准类型 完成情况 1 水泥窑烟气二氧化碳捕集技术规范 行标 完成征求意见稿 2 基于项目的二氧化碳减排量评估技术规范水泥窑烟气碳捕集项目 行标 完成征求意见稿 3 基于项目的二氧化碳减排量评估技术规范生产水泥熟料的燃料替代项目 行标 完成征求意见 稿 4 低碳产品评价技术规范通用硅酸盐水泥 行标 完成征求意见稿 5 水泥制品养护固碳技术规范 行标 完成征求意见稿 6 建材产品生命周期评价技术通则 行标 完成报批稿 二、低碳标准化现状 （一）国内外低碳标准化现状 标准是实现碳达峰、碳中和不可或缺的技