新质生产力驱动下发掘建材央企“双碳”新动能促进传统产业升级的探索与实践

中国建材装备集团有限公司是中国建材集团旗下上市公司中国中材国际工程股份有限公司的全资子公司,于2023216日由天津水泥工业设计研究院与合肥水泥研究设计院战略整合成立。公司集成了中国水泥工业最优质的装备技术研发力量,构筑起水泥领域品种最全、规模最大、品质高端的装备业务体系,依托国际领先的自主知识产权新型干法水泥生产线工艺技术以及完整的水泥技术装备工程服务“全产业链”,以高起点、高目标开启高端装备制造业发展新征程。

一、建材央企在新质生产力驱动下发掘“双碳”新动能的背景

(一)“双碳”目标对于我国可持续发展战略的重大意义

20209月,习近平主席在联合国大会上宣布中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。“双碳”目标引领了绿色低碳可持续发展的全球大势,我国作为全球最大的温室气体排放国之一,率先实施碳达峰和碳中和将赢得国际社会赞誉,树立良好国际形象,成为全球气候领域领导者,并有可能引领全球发展方向,打造绿色低碳的全球经济体系。

建材行业作为高能耗、高排放领域,其低碳转型是实现国家整体碳减排目标的关键一环。装备集团等央企的积极参与,为建材行业提供了碳排放评估解决方案和技术支持,有助于解决减排过程中的技术难题和人才短缺问题,为行业低碳发展树立了标杆,对于加快构建绿色低碳循环发展的经济体系,推动我国经济高质量发展具有深远影响。

(二)新质生产力的驱动下发掘“双碳”新动能的必要性

1.什么是新质生产力

20239月,习近平总书记在黑龙江考察调研时首次提出新质生产力。2024131日,总书记在中共中央政治局第十一次集体学习时强调,要加快发展新质生产力,扎实推进高质量发展。新质生产力是以创新为主导,摆脱传统经济增长与生产力发展路径,具备高科技、高效能、高质量特征,契合新发展理念的先进生产力质态。

中国建材集团党委书记、董事长周育先指出,新质生产力是由技术革命性突破、生产要素创新性配置、产业深度转型升级催生的当代先进生产力。装备集团的成立,是中国建材集团深入推进国有经济布局结构调整、打造世界一流企业的关键举措,有力支撑了中国建材集团及基础建材行业的绿色低碳发展,提升了新质生产力。

2.新质生产力与“双碳”之间的关系

新质生产力本质上是绿色生产力,在追求经济增长的同时,注重生态环境保护与资源可持续利用,与“双碳”目标所倡导的绿色低碳发展理念高度契合。发展新质生产力与实现“双碳”目标在路径上相互协同,借助科技创新、产业结构优化升级等手段,新质生产力能够推动生产要素和产业结构的低碳化变革,为实现“双碳”目标注入转型新动力。科技创新既是新质生产力发展的核心动力,也是达成“双碳”目标的关键。

3.推动建材行业产业升级与科技创新的重要途径

新质生产力借助技术革命与要素优化配置,推动建材行业朝着高端化、智能化、绿色化方向发展,提升产业链整体水平,促进产品结构优化升级,增强企业市场竞争力。发掘“双碳”新动能,不仅是央企响应国家碳中和战略的核心内容,更是企业在未来市场中占据主动、抢占绿色建材制高点的关键,有助于提升企业市场竞争力,为长远发展奠定基础。

作为建材行业的央企,装备集团在创新体系中发挥着引领与示范作用。通过加大科研投入、建设国家级研发平台、培养高素质科研人才等举措,推动行业技术不断进步与创新能力提升。同时,与产业链上下游企业合作,构建开放协同的创新生态体系,推动整个行业的产业升级与创新发展。

4.履行社会责任与实现可持续发展的内在要求

装备集团在环保和社会责任方面承担着重要使命和责任。通过投资环保设备研发、推行节能降本技术、加强产品质量监管等措施,减少对环境的影响,保障人们生命安全和生活质量。同时,积极参与社会公益事业,回馈社会,树立良好企业形象和品牌形象。

新质生产力为建材行业实现“双碳”目标和可持续发展提供了有力支撑,通过技术创新和要素优化配置,降低生产过程中的碳排放和资源消耗,提高能源利用效率,推动绿色建材的研发和应用,促进建材行业的绿色转型和可持续发展。

二、依托建材央企新质生产力发掘行业“双碳”新动能

(一)建材行业“双碳”技术的发展现状

当前,“双碳”技术正引领全球向低碳经济转型,各国政府与企业纷纷加速布局。国外如SimaProLCA工具凭借强大的数据整合能力和保密性优势,在科研机构及跨国企业中广泛应用,但在针对建材行业的精细化、动态化碳排放评估方面存在局限性。国内碳阻迹等碳管理软件虽具备一定市场基础,但缺乏针对建材行业的深入研究和定制化服务,实际应用效果打折扣。

基于此,装备集团自主研发了“双碳数字化公共服务平台”,创新性融合数字孪生等前沿技术,契合建材企业复杂业务场景,通过BIM模型可视化展示企业碳排放情况,实现碳排放评估的精细化与智能化,有效弥补市场空白。该技术在央企中应用前景广阔,可助力央企率先实现低碳转型,树立行业标杆,推动整个建材行业的技术创新与产业升级。

(二)装备集团在“双碳”领域的研发与应用成果

1.装备集团“双碳”技术的研发与应用成果

装备集团从“源头减碳”“过程降碳”“末端固碳”及“全流程管碳”四大方面推进行业绿色低碳建设目标,通过资源循环利用与再制造、多污染物“减污降碳”全过程协同治理实现建材行业绿色生态。

在源头减碳方面,首创以CS-C5S2$-C2S为主导矿物的新型低钙熟料体系,突破低温烧成控制关键技术并完成中试生产,相比传统硅酸盐熟料基准水平,石灰石用量降低24.6%,烧成热耗降低28.0%,吨熟料CO2直接排放强度降低25.7%。首创半干法、常压、高固气比循环控制碳化技术装备并完成中试平台搭建,有利于突破水泥行业能耗及碳排放高的技术瓶颈。

在过程降碳方面,聚焦水泥制造化石能源依存度高的难题,构建多源替代燃料协同利用和氢能耦合替代燃料组织燃烧理论,开发100%化石燃料替代的水泥烧成技术及成套装备,形成行业首套20%氢能耦合替代80%化石燃料煅烧熟料的中试示范及试验验证。

在末端固碳方面,研发水泥工业全氧燃烧体系流程再造成套低碳技术装备并在青州中联20万吨CO2/年全氧燃烧富集提纯示范项目成功应用,为低浓度烟气源工业领域提供CCUS技术支撑和示范引领。项目团队累计申请发明专利33项,PCT国际发明专利4项,已授权发明专利18项,其中PCT国际发明专利2项,构筑了全氧燃烧耦合低能耗碳捕集技术知识产权体系。

在全流程管碳方面,建立碳排放准确计量方法学及研发水泥行业二氧化碳在线监测计量系统,实现水泥行业CO2排放准确计量。开发碳管理数字化服务平台,利用碳排放因子库与数字孪生模型,提升计算速度与数据采集效率,已建成工厂碳核算平台、装备产品碳核算平台、企业碳核算平台、区域能碳双控平台,在设计、工程、装备制造、园区等场景应用推广。

2.装备集团“双碳”技术的引导与推广

装备集团构建了建材行业碳排放数字化公共服务平台,为建材装备制造上下游企业提供一站式低碳解决方案,助力行业低碳转型。丰富了碳排放评估方法和量化计算模型,积极融入绿色低碳技术验证和绿色低碳产品检验检测、认证体系,已应用于二十余个水泥厂新建、技改、骨料等项目。

目前已完多台套水泥装备验证应用,三台核心产品的碳足迹评价及碳标签认证,推动建材装备产品技术升级,探索建立碳标签应用模式,对接国际市场。在具体实施上,装备集团首先将平台应用于内部业务,形成有效的碳排放控制机制,并树立行业示范标杆。同时,通过BIM可视化技术,推动了水泥行业设计、管理、运维的绿色化转型,提高了碳排放监控和管理的精准度。

(三)重点案例介绍

案例1:世界先进的水泥熟料烧成系统低碳节能集成技术及应用

装备集团自主开发世界先进的水泥熟料烧成系统低碳节能集成技术并大规模推广应用,关键核心装备包括弱涡流高效低阻六级预热器、梯度燃烧自脱硝分解炉、中置辊破第四代篦冷机等。该技术应用后熟料单位产品综合煤耗为94kgce/t.cl下,达到国家一级煤耗标准,可应用于我国绝大部分水泥烧成系统的技术升级改造或新建水泥生产线,单条水泥生产线可降低系统热耗5%12%,碳排放降低1532kg.CO2/t.cl。应用该技术的槐坎南方水泥熟料生产线,成果鉴定为能效指标达到国际领先水平。该生产线作为绿色低碳技术的代表案例在央视大型纪录片《栋梁之材》第二集《点石成金》中进行宣传报道。

案例2:业内首个且规模最大的全氧燃烧耦合低能耗碳捕集示范工程

装备集团自主研发全氧燃烧耦合低能耗碳捕集技术并在青州中联20万吨CO2/年全氧燃烧富集提纯示范项目成功应用,该项目为全球水泥行业规模最大的全氧燃烧耦合碳捕集示范项目,也是全氧燃烧技术在水泥行业脱碳方面的首次工业应用。示范项目采用自主知识产权的全氧燃烧流程再造原创技术及关键核心装备,实现出预热器烟气CO2浓度由常规空气燃烧的20%30%提升至≥80%,单位CO2捕集能耗降低40%以上,运行成本降低100/t.CO2,被国际大型水泥集团认为“将会在水泥工业范围内引起一场变革”,已成功申报工信部“原材料工业2024二十大先进适用低碳技术”。

示范项目技术成果经由国内知名专家组成的团队鉴定为达到国际领先水平,荣获世界水泥协会(WCA )2024年度气候行动技术与工程奖、气候行动奖等2项国际奖,被全球碳捕集与封存研究院(Global CCS Institute)专题报道并高度评价。在2024年建筑材料行业大会和2025年第三届国际水泥绿色智能发展大会上,项目团队先后发布全球首套水泥全氧燃烧耦合碳捕集技术装备,得到国内主流媒体高度关注,并被央视《朝闻天下》栏目两次专题报道。

案例3:国内最大水泥窑协同处置固废系统解决方案

装备集团设计开发完成国内最大的水泥窑协同处置固废系统解决方案(规模为33万吨固废+10万吨替代燃料每年),该技术可实现水泥窑系统处置替代燃料的精准管控,水泥窑燃料替代率可达40%,废弃物处置实现无害化、资源化,可实现水泥熟料CO2排放量降低≥10万吨/年,目前该技术已成功入选中国工程院主编的《产业基础创新发展目录(2021年版)》,助力水泥生产企业大幅度降低化石燃料用量。

(四)双碳技术发展带来的成效

通过节能减排管控,降低了企业运营成本,提高了经济效益,减少了国家对环保治理的投入,推动了国家绿色经济发展,为可持续发展贡献力量,同时为政府制定相关节能政策和碳减排政策提供科学依据。

低碳技术的发展为行业提供了统一的能源消耗和碳排放监管模式,推动了行业规范化发展,为水泥装备制造行业提供了碳足迹评价与低碳认证的成功范例,促进了行业内企业对低碳环保的重视与投入,为水泥行业提供了熟料生产线优化的成功范例。

低碳技术的发展实现了对公司内各类项目及所属企业能源消耗和碳排放情况的统一监管,提高了监管效率,数字化碳管理平台与企业其他管理系统的数据共享,实现了统一管理和调度,大幅提升了管理效率,为节能评估和预警提供了有力支持,提升了产品的绿色价值。

三、建材央企促进行业绿色低碳转型的政策建议及展望

(一)加强政策引导与支持

通过政策引导、先进技术推广、产能结构调整、低效产能有序退出可有效提升建材行业的整体能效水平。针对建材行业绿色低碳转型提出以下政策建议:

1.依据国标对建材行业生产企业能耗水平进行分级管理,对能耗水平先进的企业给予提高产能、税收优惠等激励,对能耗水平较低的企业严格生产限制。

2.对采用新型低碳技术的企业减少生产限制、提高产能利用率等,并对技术工程应用进行补贴奖励,引导低碳技术在水泥行业推广应用。

3.加快建材行业碳交易市场建设,通过碳税调节政策,实现对低碳排放企业的奖励和低能效企业的逐步退出,实现全行业产业升级。

4.通过在线监测等技术实现建材企业碳排放精确计量,建立统一的产品碳足迹数据管理体系,加快推进水泥产品碳足迹研究,积极有效应对绿色贸易壁垒。

5.严控水泥熟料新建产能项目,通过传统产业优化升级淘汰低效生产线,推动“水泥+”业务发展,开展骨料产能扩充。

6.开展农林生物质及高热值可燃废弃物的应用研究工作,提升废弃物资源能源利用水平,提高燃料替代比例。

(二)发挥建材央企的引领作用

1.研究开发与推广的机制建议

设立专项研发基金,支持低碳技术、清洁能源、节能减排等领域的研发项目,鼓励长期、基础性研发工作;组建跨学科研发团队,促进多学科交叉融合,推动技术创新;在企业内部及供应链推广成熟的绿色低碳技术,建立示范项目,展示技术效益。

2.激励机制的建议

将绿色低碳技术研发成果纳入员工绩效考核体系,给予突出贡献者物质和精神奖励;立创新奖励机制,对创新成果给予奖金、职位晋升等激励;对核心技术团队实施股权激励,绑定利益与企业长远发展。

3.产学研用合作

建立产学研用合作平台,联合高校、科研机构共享资源、联合攻关;根据企业需求实施合作项目,明确各方职责和利益分配机制;加强人才培养与交流,设立联合实验室、研究生工作站等。

4.绿色低碳创新成果转化

进行市场调研与定位,明确产品市场定位和目标用户;加强知识产权保护,确保创新成果法律保障;探索适合绿色低碳技术的商业模式,提高市场接受度和盈利能力;树立行业标杆,参与行业标准制定,构建绿色供应链,加强国际合作与交流。

(三)结语与展望

在当前经济全球化和环境问题日益严峻的大背景下,建材行业央企承载着推动绿色转型、实现可持续发展的重大责任,需发挥领导作用,引领行业技术创新,推广清洁能源和低碳技术,加强国际合作交流,提升行业能效水平。同时,积极履行社会责任,加大环保投入,推动绿色建材应用普及,为构建生态文明,实现经济社会全面绿色发展贡献力量。未来,随着政策的深入落实和技术的不断创新,建材行业必将在绿色低碳转型的道路上取得更大突破,为实现“双碳”目标和经济高质量发展奠定坚实基础。

(文章来源:中国建材装备集团)