世界上第一位发现“全球变暖”趋 势及其原因的是美国著名气候学先锋、哥 伦比亚大学地质学教授 Wallace Smith Broecker (1932-2018)。1975年他发表了 一篇论文,最早提出了大气中二氧化碳含 量上升会导致明显的全球变暖的理论。之 后大量长期的检测结果证明了其理论的正 确性。上世纪80年代,全球气温比100年前 的上升了0.48℃,主要是大量燃烧化石燃 料,使大气中二氧化碳含量上升所致。
2015年12月,联合国政府间气候变 化专门委员会(IPCC)通过了《巴黎协 定》,2018年10月,就控制全球温升到2100年底,不超过工业化以前(~1880 年)1.5℃可行性研究中提出的《IPCC 1.5℃特别报告》指出,目前全球气温较工 业化前已经升高了1℃,如果不采取任何措 施,任其发展,那么全球温升达1.5℃ ,最 早将是2030年,最迟为2052年。为了尽力 守住这个1.5℃ 的温升控制值,全世界各 国政府,各个领域,各行各业都必须紧急 行动起来。在土地利用,能源,工农林牧 渔,建筑,交通,城市,服务业等领域, 全面进行“快速而深远”的转型。现今, 电力领域的转型正在进行,风力和太阳能 发电发展较快,其他行业正在开始转型之中。相应地,对世界水泥工业的要求是, 2050年的碳排放量要比现今的削减一半。
根据德国KARLSRUHE技术研究院 (KIT)和联合国资料,2017年,全球人 为二氧化碳总排放量为366亿吨,水泥工业 的二氧化碳排放排放量约占总量的6.7%,
24.6亿吨。如果要将2100年,全球温升控 制在1.75℃以下,经过全球各领域各行业 综合核算。2018年3月,联合国三家国际 机构发布的《水泥工业低碳转型路线图》 认为,水泥工业必须在2050年,将其二 氧化碳排放总量由现今的约25亿吨,削减 40%~50%,降为13.5亿吨左右。KIT报告 和《IPCC 1.5℃特别报告》预测核算结果 基本一致。显然,这是一项艰巨的任务, 需要各国水泥界的共同努力与合作才有可 能完成,尤其是要发挥中国、印度、美 国,以及亚欧拉中东一些水泥生产大国的 积极引领作用。
一百多年以来,实际上掌管世界水泥 工业的国际机构,一直是上世纪20年代成 立的Cembureau,直到1940年前后,它才 有了一个中文名字,称之为欧洲水泥局。 因为,当时欧洲水泥工业最发达,年产量 占世界总量的90%左右,欧洲水泥就相当 于世界水泥。之后,随着世界各国水泥工 业的发展,Cembureau陆续与各国主要水 泥公司建立了联系与合作关系。这个惯例 一直保持到2018年。Cembureau虽然在中 文名称里,冠有欧洲的头衔,但事实上却 始终担任领导或代言全世界水泥工业的职 责,其他各国也无异议。
2016年9月,由我国中国建材集团 CNBM发起,在英国伦敦注册成立了 世界水泥协会WCA (World Cement Ass℃iation)。中建材董事长宋志平先 生担任WCA主席。无疑,这是中国水泥 工业在世界崛起的强烈信号。于是紧接 着,2016年12月,全球水泥与混凝土协 会GCCA(Grobal Cement and Concrete Ass℃iation)相继也在伦敦注册成立。
这个紧急成立的GCCA是由原先的 Cembureau和世界混凝土协会两家合并 组成的,意在继续掌管全世界的水泥和混 凝土工业的话语权和领导权,目的十分明 显。试图整合重组全世界水泥,混凝土, 骨料,制品等完整的产业链,两家一起集 中已有的全部资源,继续维持其世界“大 佬”的地位。聘请曾任世界煤炭协会CEO 近20年的Banjamin Sporton担任新成立的 全球水泥和混凝土协会GCCA的CEO。据 悉这位Sporton先生不仅通晓水泥混凝土行 业,还有丰富的煤炭矿业等行业的技术背 景,而且还是一位减碳专家。
随着水泥工业低碳转型提上议事日 程,有关企业集团公司加紧部署之际, 2019年初,世界水泥界最具影响力的两家 期刊,分别采访了GCCA和WCA的高层人 员,发表了详细报道。2019年3月初,我国 宋志平先生在世界银行能源及新气候经济 大会上也发表了演讲。2019年5月,GCCA 水泥部门和混凝土部门的两位负责人对国 际媒体分别发表了各自有关低碳转型的观 点。兹以发表时间为序,将他们5位的讲话 内容详介如下,供水泥界同仁学习研究探 讨借鉴。
1. GCCA CEO Banjamin Sporton 先生(2019年1月)
水泥混凝土行业和煤炭煤电行业一样 都面临严峻的低碳转型问题,水泥行业更甚,因为除了燃烧二氧化碳以外,它本身还 有工艺二氧化碳的排放,减碳任务更繁重。
欧洲水泥工业的碳足迹,以1990年为 基准,至今已削减了22%,在此基础上, 2050年再降低50%是有信心的,问题是全 球水泥工业都削减50%,十分艰巨。
近期1~2年,GCCA主要工作并不 是急于开展具体的减碳项目,而是重点要 做好全方位全产业链的整合重建与组织构 建工作。虽然,我们历来与联合国能源局 IEA、CSI、WBCSD等机构均有合作伙伴 关系,现在要提升为更紧密的共同筹划及 实施的团队关系,要将建筑工程,装备制 造,施工安装,总承包商以及金融财务咨 询公司,如麦肯锡、德勤等组成一个综合 运作的有机体,探讨研究制定总纲领和总 体规划,以崭新的面目实现高效运行。
今后12~18个月之内,GCCA成员单 位的水泥总产能,预计将扩大到世界总量 的30%~50%,要吸纳中国和印度的水泥公 司,形成世界水泥与混凝土大一统完整的 产业链联盟。
全世界各种建筑物日常运行中的排碳 量,占全球人为排碳总量的30%~40%, 我们负有相当份额的减碳重任。此外 GCCA还要促使混凝土构筑物在整个生命 周期发挥更多的固碳功能。
当然,人员身心健康与生产安全保障 更是我们的首先关注重点。
近中期20~30年内,水泥工业低碳转型 的推荐措施主要为:1)水泥窑采用替代原燃 料。2)扩大混合材品种,广泛采用深加工和 混凝土外加剂技木。3)降低熟料系数,尽量 少用熟料。4)降低水泥单位能耗。5)研发 应用碳捕集和利用技术CCS/U。
点评:看来GCCA凭借其长期积累的 各种资源,意在建立一个引领全球水泥混 凝土产业的全新的协会,构想很全,内容 很多,工作量很大,关键就在于实施和实 践了。
2. WCA 气候变化项目主任Bernard Mathieu 先生(2019年2月)
WCA的组织原则是,成员公司无论大 小一律平等,没有“大股东”。
WCA有一项特别的宗旨,就是致力于 世界水泥工业共同应对气候变化的挑战, 其行之有效的低碳转型的推荐措施是:1) 推行水泥企业温室气体二氧化碳排放情况 完全透明,数据真实准确的GNR(Getting the Numbers Right)报告,达到世界每 一个水泥企业的基本全覆盖。2) 研究水泥 在建筑工程中最佳应用的技术模式,采用 等量的较低标号水泥配制C30以上的混凝 土。3)加速水泥窑协同处置废弃物的推广 应用,提高全世界水泥工业的TSR。 4)加 强科技研发创新,降低水泥单位能耗。 5) 研发推广碳捕集技术CCS/U。
全透明的温室气体排放GNR报告, 每一家水泥厂都要实时自检,接受公众监 督。WBCSD在欧美推行GNR报告制度多 年,2016年达8.07亿吨/a,相当于当年全 世界水泥产量的19%。今后我们要将GNR 报告推广到世界各国,不但公布二氧化碳 排放,还要有能耗和其他各种污染物排放 的数据。
要节省原材料消耗,提高建筑物的质 量和耐久性(寿命)。大力实施世界各大区域 各国建筑标准和水泥混凝土标准的逐步趋 近趋同,则是一项更大的挑战。
水泥行业上下游整合成完整的产业链,编制统一的培训教材,拟定区域性的 建筑标准和水泥混凝土标准。
把沙石、水泥、混凝土、商混、制 品、预制件、物流都统一起来,现在许多 跨国公司已经这样运转了多年,这个经验 要推广。
各国废弃物的种类、形态、性能差别 很大,水泥窑如何适当的协同处置,提高 TSR,需要各国合作以及PPT项目的促进。
降低建筑物日常运转(取暖,空调, 保温,密封等)的碳排放十分重要,WCA 拟组织制定实施有关的标准的工作任重道 远,必须立即开始起步。
其他还有三个重要领域须要关注。1) 低碳或无碳胶凝材料和新型水泥的研制, 虽然现在尚未见曙光,但应有所考虑和安 排。2)扩大二氧化碳的有效利用范畴,否 则捕集的二氧化碳总是储存起来,非长久 之计。3)人工智能,数字信息,云计算, 物联网+等最新技术的实际应用,已经摆在 我们面前,无需犹豫,要争取捷足先得。
点评:Methieu先生曾在德国 Heidelberg水泥公司任高级技术经理十多 年,其观点和海德堡公司、德国VDZ的一 脉相承。他具备深厚的技术理论基础,视 野宽广,理念先进,确属资深专家。他愿 意加盟WCA,并且能服务好,正是我们所 需要的。
3. 中国建材CNBM董事长、WCA主 席宋志平先生(2019年3月)
从水泥的减碳方式来看,主要由以下 五个方面入手。一是使用替代原燃料减少 二氧化碳的产生;二是充分利用生产线余 热及太阳能、风能等清洁能源,减少化石 能源的消耗;三是通过工艺技术装备的创新和管理的改造,降低单位产品的能耗; 四是利用碳捕捉技术,实现二氧化碳的循 环利用;五是倡导水泥产品的“高标号 化,特种化,商混化,制品化”,减少水 泥产量以及使用过程中的碳排放强度。
减少碳排放,实现《巴黎协定》气温 控制目标是我们全人类的责任和使命,水 泥行业无论是经营者,还是投资者,都必 须行动起来,全面进行减碳化生产,减少 温室气体排放,有效应对气候变化对环境 的挑战。
点评:宋总是中国水泥工业整合重组 的杰出企业家,他的观点与上述两位外国 专家基本一致,唯有两处不同。其一是水 泥窑的余热发电。因中国的电价比欧美的 贵4~5倍,采用余热发电经济效益好。欧 洲水泥窑的余热大都用于工厂附近居民区 的供暖与空调,余热发电反而不经济。这 是中国与发达国家之间的差异所决定的。 其二是倡导水泥产品的高标号化,这一点 比较独特,值得国人关注。
4. GCCA 水泥部门主管 Claude Lorea女士 (2019年5月)
按照世界各不同机构的研究统计, 现今全球人为二氧化碳排放总量中,水泥 工业的排放量占5%~8%,平均可按6.5% 计。GCCA的主要目标之一就是要控制和 减少二氧化碳的排放,应对全球气候变 化,实现水泥工业的低碳或零碳的转型。
IEA、CSI、WBCSD路线图报告中所 提出的水泥工业低碳转型的主要措施为: 1)降低水泥生产能耗。2)提高替代原燃 料用量比例,大幅削减化石燃料用量代之 以各种可燃废弃物。3)降低水泥中的熟料 比例,尽量少用熟料,在不影响水泥性能和强度的前提下,充分发挥混合材的潜在 胶凝性能,替代部分熟料。4)研发推广 CCS/U技术。5)研发各种低碳胶凝材料, 争取逐步替代波特兰水泥。
GCCA对上述措施完全赞同。通过全 球水泥工业的不懈努力,我们要实现,在 世界水泥总产量(需求量)不断适当增长 的情况下,2050年全球水泥工业二氧化碳 的排放量至少将比现今的减少24%,争取 达到40%。
单纯依靠水泥工业的低碳转型是不够 的,我们必须从水泥混凝土整个价值链的 全生命周期综合统筹考虑减碳问题。
GCCA预测2050年全球水泥工业替代 化石燃料的TSR将达30%以上,各种废弃 物用作替代燃料的用量,将增长为现今的6 倍以上,水泥工业的燃煤用量将削减2亿多 吨,相当于现今全球水泥工业用煤量的一 半左右。
一整套科学完善的废弃物管理体系; 严格的废弃物预处理综合利用审批程序与 技术装备;现代化的水泥厂;以及较高的 煤炭价格是促使水泥工业TSR提升的四大 关键。相信在不久的将来,欧洲的TSR将 达80%左右(现今为40%)。
PC窑水泥工艺技术在节能方面已经 发展到接近顶点,期望大幅节能的空间不 太大,有待颠覆性的创新和彻底的更新换 代。但是,大幅降低其污染物排放的空间 却较大,尤其是CCS/U技术对减碳将会发 挥显著作用。
新型低碳水泥;替代熟料新型混凝土 组合体;以及各种混凝土外加剂,这三项 将是GCCA中长期的主攻方向,要在整个价 值链上下功夫。
混合材胶凝活性潜质的挖掘研发以及 石灰石-烧粘土水泥的研发推广也将是一项 应于加强的研究应用领域。
GCCA还有一个国际妇女网站,已于 2018年3月8日开通。
5. GCCA混凝土部门主管Andrew Miuson 先生(2019年5月)
水泥是半成品,混凝土构筑物才是最 终产品。所以我们必须从水泥混凝土的全 生命周期完整的价值链来研讨制定其减碳 任务和措施,需要涵盖与水泥混凝土有关 的各方面的领域,包括水泥混凝土和工程 建筑规范标准等,可以先从全球各大洲或 大区域的各项相应的规范标准的逐步趋近 趋同做起。
混凝土与钢材、木材、沥青等其他建 材相比具有以下特点:1)全生命周期实 现低碳的潜力较大。2)废弃的混凝土可 以100%的回收循环利用。3)耐火耐冻耐 久。4)服役期间还具有吸收二氧化碳的固 碳作用。5)水泥混凝土工业具有较广泛和 便利的回收综合利用全社会多种废弃物的 功能,是循环经济的重要枢纽。水泥混凝 土是一种性能可以不断提升完善,非常实 用,价格较低廉的环保型大宗建筑材料。
GCCA和IEA、CSI、WBCSD、 PWC(永道)、混凝土可持续发展理事会 (Concrete Sustainability Council)等 著名国际机构均有长久的合作历史,以及 现实的紧密工作关系,拥有雄厚的科技实 力和诸多领域的丰富资源,愿为全球水泥 混凝土行业的可持续发展做出更大的新贡 献。
仔细研究分析上述5位国际水泥界重量 级人物表述的关于应对气候变化,水泥工业低碳转型的观点和技术措施,不难发现,4 位外国专家所表达的内容虽然不尽一致,但 是其实质内涵十分默契融合,可能是文化与 理念同根同源之故。我国宋总的表述,虽然 与他们4位的大同小异,但,可能是文化、 理念和专业的差异,其中微妙的异同之处, 我们应该细读体会深思。
总的来说,5位人士都给我们指明了大 方向和行动指南,同时也给我们很大的鼓 励和力量,对于水泥混凝土产业可以为人 类应对气候变化的挑战,做出应有的贡献 充满了信心。
这里,笔者给WCA提一个建议,请立 即部署,委派1~2位中国专家代表WCA, 结合我国水泥工业的实践,就应对气候变 化的议题,在国际一流期刊上发表专业性文章(或接受采访),借以平衡外国专家 在该领域中的话语权。同时也是彰显中国 在WCA中的技术地位,谨防出现我国出资 而WCA实际运作和话语权可能旁落之患。 笔者完全赞成WCA设立北京办事处的举 措,的确十分必要,祝愿顺利。
另外,如何处理好WCA和GCCA之间 的竞合关系,已经摆在双方面前,需要双 方的真诚和智慧认真对待。
说到底,这就是一场人才质量和数量 的竞争,特别是高级人才和顶尖人才的竞 争。我国要不断的加大人才培养的投入,年 复一年,持之以恒,造就一大批高级人才的 梯队和团队,知识就是力量,这也是中华民 族伟大复兴的智慧源泉和坚强保障。