采用替代型燃料减少水泥生产中的碳排放

水泥是地球上仅次于水的第二大需求材料。 也是碳排放强度最高的行业之一，水泥生产至少占全球二氧化碳排放量的8%。 这主要是因为水泥生产需要大量燃料——每生产一吨水泥约需消耗120公斤煤炭。 众所周知，大规模燃烧化石燃料会排放二氧化碳（CO2）和氮氧化物（NOx）等温室气体，从而加剧气候变化。

因此，协同处理（即在可行的情况下使用替代型燃料替代化石燃料）有助于提升水泥生产的可持续性。 此外，化石燃料的价格波动加剧也意味着，替代型燃料有望成为更可靠的能源供应，并有效降低生产成本。

什么是替代型燃料？

替代型燃料是源自不同工业和市政来源的燃料的统称。固体替代型燃料包括：

• 建筑和拆除废料
• 农副产品，如秸秆、咖啡和稻壳、甘蔗叶和甘蔗渣、油菜秸秆以及棕榈果壳
• 非粮生物质，包括动物脂肪、粪便、肉类和骨骼
• 家庭或工业生物可降解废料
• 垃圾衍生燃料（RDF），如不可回收塑料
• 废旧轮胎。

替代型燃料有哪些优势？

替代型燃料不仅具有可持续性优势，还能助力水泥生产实现循环经济。 例如，与专用焚烧炉相比，将废弃物送入水泥窑炉系统可以增加全球二氧化碳净减排量。 由于再燃烧反应的作用，燃烧低等级替代型燃料时氮氧化物排放量也会减少。 此外，用废弃物衍生替代型燃料取代传统燃料有助于节约不可再生资源。 焚烧还可以减少对垃圾填埋或其他不环保的废物处置方法的依赖。

在北美及其他地区，替代型燃料仍是一个新兴市场，但蕴含巨大的经济潜力。 在欧洲以及其他无法进行垃圾填埋的地区，替代型燃料与传统燃料相比更有望于降低能源成本，因为大多数替代型燃料由废弃物制成，且仅需简单的处理工序。 目前正在制定商业协议，以充分利用这一潜力，但据麦肯锡预测，水泥行业提供的充足需求意味着，生产行业可能免费甚至以负成本向其供应替代型燃料。 预计到2050年，能源循环利用带来的年净收益总额将达到240亿欧元。

引入替代型燃料有多容易？

水泥生产的工艺条件非常适合使用替代型燃料。 例如，回转窑系统中的熟料生产过程兼具高温、氧化性气氛和碱性环境，同时具有较长的停留时间和较高的热惰性。 这些条件确保了燃料中的有机成分完全分解，而无机部分（包括重金属）则因熟料中的灰分保留特性而锁定并结合在产品中。

选择正确的替代型燃料对于实现最佳效率和产品品质至关重要。 如前所述，替代型燃料来源各异，与化石燃料特性完全不同。 必须慎重考虑这一点，以避免因燃烧不完全或窑内残留粉尘堆积而导致堵塞等问题。 如果燃烧副产物掺入熟料中，会影响最终产品的质量。

无论是引入替代型燃料作为完全替代品使用，还是将其与化石燃料混合使用，都需要经过周密的规划。 这可能需要前期投资，用于调整或更换燃烧设备、建立替代型燃料输送系统、新建燃料仓储设施以及燃料分配系统。

替代型燃料应用支持

替代型燃料仍在不断发展，这意味着给料可能随时间推移而发生变化。 因此，对于水泥厂运营商而言，采用能够轻松定制的工厂解决方案，从而使用最高效经济的燃料是明智之举。

设备制造商可以根据客户的具体需求，结合热替代率（TSR）等运行参数，提供系统最优解。热替代率对系统的整体设计和使用的设备影响显著。

采用替代型燃料是一项重要的战略决策，务必与可靠的设备制造商合作。制造商应充分理解客户的具体技术和物流需求、设计定制化的输送和仓储系统，从而优化投资回报。

结论要点

水泥行业必须实现脱碳才能生存，而替代型燃料在环境和商业方面均具有多重优势。这需要周密的规划，并可能需要进行重大的设备升级才能实现。由于水泥制造商持续向低碳生产转型，配备不仅能缓解当前运营挑战，而且足够灵活、能够迅速适应未来替代型燃料的解决方案是至关重要的。