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水泥企业的技术脱碳及盈利发展策略

随着气候压力的增加,传统水泥和混凝土的销售面临威胁,新思维和新商业模式的结合对于水泥企业未来的盈利至关重要。




水泥企业的技术脱碳及盈利发展策略(图1)

(来源:水泥及混凝土价值链2050年气候中和路线图,欧洲水泥协会,2020年)

泥因其性能特点及原料石灰石的广泛普及性,成为当前全球最主要的建筑材料。正因如此,水泥为仅次于饮用水的全球第二大消费品,同时也是全球二氧化碳排放的主要贡献者。水泥二氧化碳排放量占据整个工业的四分之一,其中有约三分之二来自石灰石等原料的高温煅烧过程,水泥的单位效益二氧化碳排放在各工业领域中排名最高。

水泥企业的技术脱碳及盈利发展策略(图2)

水泥生产是二氧化碳排放的主要来源,单位效益二氧化碳排放在各工业领域中排名最高 (来源:麦肯锡公司)

在全球减排压力下,水泥企业正面临着关键考验。预计在未来几十年内,中国水泥需求量或下降45%,中国最终将利用运营水平提升和技术创新实现脱碳。东南亚及印度也已开始制定相关脱碳政策,欧洲和北美市场的水泥投资审查和对减排的监管压力可能会加大。由于各国监管方式、消费需求以及脱碳措施的实施水平不同,各国减排潜力及效果也会有所不同。

2020年5月,欧洲水泥协会发布水泥及混凝土价值链气候中和路线图,称到2050年欧洲水泥和混凝土价值链将实现净零排放。但与此同时,麦肯锡公司却发文表示,尽管减排压力正重塑水泥行业,2050年实现零排放目标对水泥行业仍极具挑战性,因为水泥行业的大部分二氧化碳排放都来自不可避免的化学过程(即煅烧)排放。与其他减碳前景更好的行业不同,水泥脱碳新技术开发可能在数年内都不会有大的进展。

水泥企业的技术脱碳及盈利发展策略(图3)

水泥价值链的二氧化碳减排路线图(5C代表:熟料、水泥、混凝土、建筑、再碳化,来源:欧洲水泥协会)

根据麦肯锡5月份的最新研究,在形势乐观的情况下,预计到2050年水泥行业排放量可减少至2017年水平的四分之三。然而在各类减排措施中,只有一小部分(约20%)来自企业运营方式的改进,其余部分都将来自技术创新和开拓性研究。

水泥企业的技术脱碳及盈利发展策略(图4)2050年水泥行业排放量可减少至2017年水平的四分之三

(来源:麦肯锡)

能效措施在水泥行业早已开始实施,未来燃料替代和熟料替代的减排潜力将会受到原料供应减少的制约。例如,随着钢铁和能源行业加大脱碳力度,粉煤灰(飞灰)和粒化矿渣等熟料替代品的产出将下降。原料价格受制于市场供应,而排成本又决定了减排力度水泥行业若要实现脱碳目标,必须具备新技术和新型建筑材料等更具创新性的方法。然而目前最具潜力的行业减排方案还未出现或尚未推广。

水泥企业的技术脱碳及盈利发展策略(图5)

每减排一吨二氧化碳的投资成本,减排成本为负值(如熟料替代)意味着收益而非支出(来源:麦肯锡)

传统减排手段如熟料替代、余热回收等,到2050年仅能减少约五分之一的排放。麦肯锡认为,碳捕获使用和储存(CCUS)以及固混凝土等技术的发展可能需要长达10年的时间,应尽快实施投资。对于水泥企业未来的发展,麦肯锡认为只有通过新型的商业模式、合作关系、以及建筑优化方式才是水泥企业发展的出路,可持续性是推动其快速发展的催化剂。技术创新对于实现水泥行业的脱碳和可持续发展至关重要。
事实上,技术脱碳和业务创新可以齐头并进。正如汽车制造商越来越多地将自己的角色视为提供出行便利,而不仅仅是制造汽车一样,水泥企业也可以从事提供建筑解决方案的业务。其中,新的脱碳方向包括提供预制化和模块化住房,将场外生产与建筑信息模型结合,有效降低水泥或混凝土消耗量。
数字技术也可以为水泥行业的脱碳努力及业务发展做出贡献。未来的水泥厂或许可以将数字技术与可持续运营结合起来,例如一家欧洲水泥生产商通过创建窑炉热分布的机器自主式学习模型和优化窑炉火焰的形状和强度实现了6%的燃料节约。
混凝土碳固化技术在减少水泥消耗量的同时让混凝土更为坚固。目前混凝土碳固化技术可以将生产过程产生的二氧化碳封存5%,最新的技术可以达到25%到30%。此外,碳固化混凝土产品的定位不同,可能会获得“绿色溢价”,使企业在环保意识强的买家中占据优势并获得更大的定价权。

替代性建筑材料在水泥工业的脱碳过程中也将发挥重要作用。例如,CLT(正交层板胶合木)因其作为绿色材料而受到推崇。如果用CLT替代约10%的水泥,每年的碳排放量将减少高达7.5亿吨(约占全球排放量的2%)。

随着气候压力的增加,传统水泥和混凝土的销售面临威胁,新思维和新商业模式的结合将对水泥企业未来的盈利至关重要。然而,上述技术脱碳及企业发展策略的成功取决于企业领导者实现企业思维转变的能力,而这种转变最终将促使企业重新思考当前的生产方式

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碳交易市场标签: 脱碳