加速工业深度脱碳：中国水泥行业碳中和之路-RMI

加速工业深度脱碳： 中国水泥行业碳中和之路2022.09rmi.org / 2加速工业深度脱碳：中国水泥行业碳中和之路关于落基山研究所 (RMI)落基山研究所(RMI)是一家于1982年创立的专业、独立、以市场为导向的智库。我们与企业、政策制定者、科研机构及创业者协作，识别并规模化推广能源系统转型解决方案，推动全球能源系统转型，践行1.5°C温控气候目标，创造清洁、繁荣的零碳共享未来。落基山研究所在北京、美国科罗拉多州巴索尔特和博尔德、纽约市、加州奥克兰及华盛顿特区设有办事处。关于中国水泥协会中国水泥协会（CCA）于1987年在北京成立，是具有独立法人资格的社会团体。中国水泥协会是由全国水泥及相关产品的生产企业、科研工程设计企业、投资咨询企业等单位自愿组成的行业性组织，具有广泛的代表性，是企业与政府联系的桥梁纽带，为企业和政府、社会做好技术与政策咨询服务。我们与企业、政府、科研设计机构及建设者共同协作，促进水泥行业绿色低碳永续发展。rmi.org / 3加速工业深度脱碳：中国水泥行业碳中和之路作者与鸣谢作者落基山研究所 (RMI) 中国水泥协会 李婷 王郁涛 李抒苡 范永斌 李威 张翼 闫榕 夏凌风 张梦露 赵峙杰 刘淑娟其他作者高旭东 中国水泥协会郭珍妮 中存大数据邱林 中存大数据叶寒韵 中存大数据贺梦蛟 中存大数据孙盈盈 中存大数据李晋 清华大学环境学院联系方式李威 wli@rmi.org引用建议落基山研究所 , 中国水泥协会 , 加速工业深度脱碳：中国水泥行业碳中和之路 , 2022鸣谢特别感谢 Angela Wright Bennett Foundation、Bloomberg Philanthropies、ClimateWorks Foundation、Quadrature Climate Foundation、Sequoia Climate Foundation 和 The William and Flora Hewlett Foundation 对本报告的支持。我们也向为本研究提供意见和建议的来自水泥企业和研究机构的专家们表示诚挚的感谢。rmi.org / 4加速工业深度脱碳：中国水泥行业碳中和之路目录前言 51. 中国水泥行业碳中和之路：挑战与优势 6中国占据全球水泥生产与消费的半壁江山，减排意义重大 6中国水泥行业碳中和转型的挑战 7中国水泥行业碳中和转型的优势 82. 碳中和图景下水泥行业供需展望 9城镇化与基建放缓将主导未来的水泥需求 92050 年水泥熟料需求将下降三分之二 10进出口对水泥行业产量与碳排放的影响有限 113. 水泥行业脱碳的技术路径 12水泥减量生产是水泥行业减排重要抓手 12水泥生产脱碳的技术可行性 14燃料替代对水泥脱碳发挥重要作用 14能效提升有进一步空间 17调整水泥品种结构以创造减碳价值 18碳捕集、封存与利用是水泥碳中和的必要技术 19零碳水泥的经济可行性 204. 中国水泥碳中和之路：时间、空间演变和转型模式 23中国水泥碳中和转型时间线 23中国水泥碳中和产能地理分布 26中国水泥碳中和转型模式 285. 推动中国水泥碳中和发展：政策建议 29推动水泥行业纳入全国碳交易市场，发挥碳价机制促进水泥行业向碳中和转型 29通过与碳挂钩的绿色采购政策，促进需求方的转型。建立绿色建材市场和生态系统 29发挥绿色金融作用，为水泥企业绿色转型提供金融支持 29促进循环经济，实现固体废物燃料的大规模生产和应用 29rmi.org / 5加速工业深度脱碳：中国水泥行业碳中和之路前言水泥行业是中国实现碳中和的关键行业之一。中国的水泥生产与消费占据全球市场的一半以上，碳排放占全国总排放量的13%，仅次于电力与钢铁行业。水泥行业减排的难点一是减少生产过程的排放，这需要能够大规模替换现有原料的工艺技术；二是改变以煤炭为主体的燃料结构。此外，中国水泥企业的资产运行年限较短，快速转型带来的搁浅资产风险较高，同时，较低的行业集中度也对新技术的大规模应用带来一定挑战。在双碳目标下，中国正在着力构建碳达峰碳中和“1+N”政策体系 ，包括制订以水泥为代表的建材等重点行业的碳达峰实施方案。随着以建筑业为代表的下游产业向低碳转型，产业政策如错峰生产和减量置换等常态化，以及碳市场等市场措施的启动，水泥行业向低碳乃至碳中和转型有望不断取得进展。本报告《加速工业深度脱碳：中国水泥行业碳中和之路》由RMI与中国水泥协会共同合作，针对水泥行业在碳中和目标下的转型路线图进行深入探讨。我们的分析表明，水泥行业实现碳中和需要在减量、燃料、品种、能效和末端处理各环节共同发力。在城镇化与基建需求放缓、淘汰落后产能以及建筑业提升材料效率等多重因素影响下，中国的水泥需求与产量将呈现明显下降趋势。在此基础上，燃料替代技术将发挥重要减排作用。与此同时，调整水泥品种可以起到降低过程排放的作用，其路径包括调整水泥的熟料系数、生产新型低碳水泥，以及替代原料技术。碳捕集、封存与利用（CCUS）是水泥行业实现碳中和的重点技术之一，能够为水泥工艺中的部分碳排放进行末端处理，对未来水泥产业的布局也将产生影响。值得指出的是，水泥行业碳中和需要依靠价格机制传递正确的市场信号，以提升低碳水泥的成本优势。同时，水泥低碳转型与上下游产业关系密切，宜打破行业边界、布局综合规划。考虑到供需关系、技术发展速度、成本构成等因素的不确定性，本研究聚焦于在假设时间框架下中国水泥行业的碳中和转型趋势、短中长期安排和技术经济路线图，以期为政策制定和行业规划提供参考。rmi.org / 6加速工业深度脱碳：中国水泥行业碳中和之路1. 中国水泥行业碳中和之路：挑战与优势图表 1 2021年全球水泥主要生产国中国占据全球水泥生产与消费的半壁江山，减排意义重大中国是全球最大的水泥生产国和消费国。2021 年中国水泥生产占世界的 57%（图表 1），中国共生产水泥 23.63 亿 吨（图表 2）；共消费水泥 23.8 亿吨，消费量也占全球一半以上 i。从碳排放的角度看，2020 年，中国水泥行业 CO2排放量约为 13.7 亿吨（图表 3）；据不同研究，水泥行业占全国总碳排放的比例约 13%，仅次于电力和钢铁行业。水泥行业的减排对实现中国碳中和至关重要。57%8%2%2%31%ѣളদᓜ䏀঍㗄ളެԌളᇬi 据 The Global Cement Report，全球水泥消费量 2020 年达到 41.4 亿吨 图表 2 2010-2020年中国水泥与水泥熟料产量ᒪᒪᒪᒪ ᒪᒪᒪᒪ ᒪᒪ ᒪ302520151050ӝ䠅δӵਫ਼ε⟕ᯏ≪⌛来源：US Geological Survey, Cement Statistics and Information来源：本研究课题组rmi.org / 7加速工业深度脱碳：中国水泥行业碳中和之路中国水泥行业碳中和转型的挑战过程排放是水泥行业减排的最大难点水泥生产过程中约 60% 的碳排放来自碳酸盐（主要来自石灰石）分解产生的 CO2，即过程排放。石灰石作为水泥生产的核心原材料，具有分布广、储量大、开采易、价格低等特