建材行业实现碳中和目标的路径选择

今年9月22日，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上的讲话中表示，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。12月16日至18日召开的中央经济工作会议，也将做好碳达峰、碳中和工作，推动煤炭消费尽早达峰，开展大规模国土绿化行动，提升生态系统碳汇能力的工作确定为明年要抓好的重点任务之一。如何正确理解碳达峰、碳中和的内涵？碳达峰、碳中和将会对建材行业提出哪些新的要求？《中国建材报》记者近日采访了北京林业大学教授武曙红，在答疑解惑的同时，为行业绿色发展提供了来自专业领域的思路与建议。 

记者：中央经济工作会议指出，要做好碳达峰、碳中和工作。我国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。请您简单解释一下什么是碳达峰、碳中和？

武曙红：碳峰值指一个经济体温室气体（主要是二氧化碳）的最大年排放值，碳排放达峰就是碳排放量在某个时间点达到峰值；根据IPCC（政府间气候变化专门委员会）的表述，碳中和指人类活动造成的二氧化碳排放与全球人为二氧化碳吸收量在一定时期内达到平衡。我国关于碳中和的表述与IPCC的相同。

记者：建筑材料工业是我国国民经济发展的重要基础原材料工业，是改善民生的基础性产业，但也存在能耗高、排放多、产能过剩等问题。您觉得碳达峰、碳中和对建材行业意味着什么？

武曙红：从能源消费的角度看，建材行业的生产以矿业和窑业为主，是国民经济中能源消费总能较大的行业之一。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，煤炭的消耗大约占建材工业能源消耗总量的80%，电力大约占15%。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二氧化碳。燃煤产生的二氧化碳排放总量大约占我国二氧化碳排放总量的85％以上。

因此，作为我国碳排放最大的“贡献者”，煤炭行业率先达峰是实现我国碳达峰的先决条件，国家势必将对以煤为主的能源消费结构进行调整。作为以煤电为主要能源消费的建材行业，将面临着提高能源利用效率、寻找替代能源（可更新能源）的新挑战。

从建材产品的生产过程来看，钢铁、水泥、石化等材料的生产都是高能耗、高排放的过程。在实现碳达峰和碳中和的国家战略背景下，建材行业可能将面临着选择有效的减排路径和选择低排放可替代原料的要求。例如，水泥行业可能要选择降低熟料烧成热耗（采用高热值煤炭、降低预热器阻力）提升AF（可替代燃料）/TSR（可替代衍生燃料）的替代率以工艺优化等能耗优化的减排路径。

记者：中央经济工作会议还提出要开展大规模国土绿化行动，提升生态系统碳汇能力。请您介绍一下什么是碳汇？如何理解2016年中国科学院沈阳应用生态研究所发布的“水泥是重要的碳汇”这一研究成果？ 

武曙红：根据《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）的定义，碳汇是从大气中吸收二氧化碳的过程、活动或机制。开展大规模国土绿化行动，可以增加森林吸收大气二氧化碳的碳汇功能，保护生物多样性，是一种具有多重效益的碳中和路径。森林碳汇在未来应对气候变化、实现碳中和目标的过程中，将会扮演越来越重要的角色。提升生态系统碳汇能力，意味着除森林生态系统以外，海洋等其他也具有碳汇的功能的生态系统也需要通过各种行动进行保护和提升。

从UNFCCC的定义来看，凡是能从大气中吸收二氧化碳的过程，都可称为碳汇。水泥主要的化学成分是CaO、SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃等，其中CaO约占水泥成分的65%。在使用过程中，易发生水化反应生成不稳定的水化产物，这些水化产物会不断与空气、土壤和水中的二氧化碳发生反应生成稳定物质，换句话说，也就是产生了一个碳汇的过程。从这个过程看，水泥材料可能具有碳汇的功能。但如果从水泥的全生命周期看，我们可能更应该把水泥当作碳源而不是碳汇。因为生产水泥过程中产生的碳排放是大于水泥作为建材使用过程中产生的碳汇的。曾经有一项研究表明，1930年至2013年储存在水泥材料里潜在的碳汇量相当于同期水泥生产过程中二氧化碳的排放量的43%。因此，“水泥是重要的碳汇”这一研究成果的结论应该是有前提条件的。

总的来说，碳达峰、碳中和对我国未来的可持续发展具有重要意义，建材行业需要在结构调整、工艺技术改进及替代能源等方面作出改变，才能开启绿色发展的新格局。