近日,水泥行业教授级高级工程师高长明在接受水泥人网独家采访时表示:在满足各种结构工程实际需求的前提下,少用高标号水泥,多用低标号(32.5等级)水泥,研发推广应用新型绿色低碳水泥(国际上统称为新型低碳胶凝材料 SCMs),才是水泥行业真正节能减排的发展方向。
发展高标号水泥,取消低标号水泥,方向做错了
针对水泥行业低碳目标的达成,企业盲目发展高标号水泥,取消32.5水泥,方向完全走错了。水泥行业顾问级专家高长明表示,为持续推进行业发展,达到水泥行业低碳目标,最好的办法是调整水泥品种构成,由传统的单一普通硅酸盐水泥为主转型为多元的各品种水泥。
高老列举了熟料以及常用水泥产品的一些性能和应用场景。从现今我国土木建筑结构工程用的各种不同品种水泥,按照它们的单位碳排放量、主要原料、混合材掺入量和熟料系CF等指标来分类,可见绿色低碳低钙水泥混凝材的掺入量相对较高,其特点不仅符合低碳低钙,单位排放量也相对较低仅在300kgCO2/t左右。
各种不同品种水泥的特点指标
近几年海螺、红狮等多家企业推出新品M型砌筑水泥,这种水泥生产的技术要求相对不高,只要符合标准即可销售,主要应用于砌筑领域,农村自建2-3层砖木结构房屋可以采用M型水泥,多生产C30以下标号混凝土。而P型水泥则多用于结构工程,P型水泥多生产C30及以上标号混凝土,应用于工程施工领域。
上述表格中列出的绿色低碳低钙水泥,强度等级是32.5,特点是低碳低钙低熟料系数,国际上统称为新型低碳胶凝材料Supplementary Cementitious Materials (SCMs),直译为补充型水泥质材料。
所谓“补充型”意在弥补OPC水泥高碳高钙的弊端,这个弊端主要指高标号水泥易产生细微开裂,从而导致腐蚀,影响建筑物整体寿命。
德国、法国、美国、英国多国发力低碳水泥
绿色低碳低钙水泥作为补充型在其他性能均保持不变或有所改善的条件下推出。现今世界各国正在努力研发推广应用SCMs,已经开始批量生产应用的有10多个品种或品牌。
德国,古巴,法国,瑞士、英国、美国等 SCMs的使用占比已达10%左右。我国现有的绿色低碳水泥以硫(铁)铝酸盐水泥、高贝利特水泥、烧粘土水泥LC3、地矿水泥Geopolymers为主, 使用占比很小,品种也不多。这类水泥的占比应由2021年的3% 提升到2050年的25%。这也正是水泥行业拓展创新研发推广应用的“低碳水泥”战略方向。
宏观统计水泥的熟料系数CF将由2021年的0.64降低到2050年的0.50以下。贯彻少用 OPC熟料,多用深加工的混合材替代部分熟料的减碳方针。采取以上措施可以使水泥单位碳排放量减少176.9 kgCO2/t.c占总减碳量高达29%。相对而言,其技术难度也是较高的。
32.5水泥更符合“四零一负”的理念
对于公众对32.5水泥的误解,高老对水泥人网表示,32.5水泥并不是劣质品的代名词,也不代表落后,更不能认为不取消32.5水泥就会助长假冒伪劣盛行。
国际上所说的绿色低碳低钙32.5水泥与传统的粗制劣造的32.5水泥完全是两回事。这里的低碳低钙32.5水泥,无论在技术含量和科技水平等方面都远高于普通的高标号硅酸盐水泥。曾经全行业都在推动“水泥高标号化”,且已取消了P.C 32.5等级水泥。
区别于高标号水泥,绿色低碳低钙水泥(复合水泥)更符合“四零一负”的理念。所谓的“四零一负”是指在水泥生产过程中实现对环境的零污染;对外界电能的零消耗;对废水、废渣、废料、废气的零排放;对化石燃料的零消耗。一负是指多用混合材,少用熟料,尽可能的消化各种废弃物,用作水泥的替代原燃料,促进废弃物的“负增长”。
“四零”我们一直在做,而“一负”在PC32.5水泥的取消后似乎与目标反向而驰了。为了改进提高混合材的综合利用,许多发达国家在降低熟料系数,推广应用32.5复合水泥(CEM II/C和CEM VI)等方面不断地进行了深入的研发和创新。在这方面,德国和日本处于领先地位,中国曾经的表现也不逊色。但是近年来,受取消复合硅酸盐水泥的影响,其负面效果显现。
针对于此前有行业人士提出非洲没有32.5复合水泥,相对较发达的中国却一直在生产销售32.5复合水泥所以必须要取消的观点,高老表示,非洲国家生产水泥多是将熟料添加一定比例的石膏加工成水泥。原因是他们没有大量的工业企业,没有复合水泥需要的大量混合材,不具备大批量生产复合水泥的条件。
相反,我国属于发展型国家,发电厂、钢铁厂等生产所遗留下来的大量废渣废料都需要处理,而复合水泥刚好弥补这一不足。将其他工业企业产生的废渣废料吃干榨尽。
全部取消32.5水泥与减碳的初衷背道而驰
高老表示,如果把所有32.5水泥全部取消,对于水泥工业实现碳中和目标的打击将是致命的,与减碳的初衷也是背道而驰的。
其严重的后果就是水泥的熟料系数CF非但不能降到0.50以下,反而会飙升到0.80以上。同样,非但不可能减碳177 kgCO2/t.c.,反而会增碳130 kgCO2/t.c这一进一出两者相差307 kgCO2/t.c.。占单位水泥碳排放总量的一半。
同时,所需要的CCS数量将猛增到4倍以上(>400 kgCO2/t.c.),远超过了实践中经济可行的限值。这对我国水泥工业的健康正常发展必将造成重大的创伤和危害,必将大大的拖后我国达到碳中和的进程,至少拖后10~15年或者更甚。高老呼吁,保护所有32.5水泥,且恢复复合硅酸盐 32.5水泥标准。