绿色发展开创新局面:中国建材股份有限公司 ——中国工业碳达峰优秀企业系列报道四十一

2023-12-01 15:06          2768次阅读


为深入贯彻落实党中央、国务院关于“做好碳达峰、碳中和工作”的决策部署,经报国家碳达峰碳中和工作领导小组办公室有关领导同志后,中国工业经济联合会自2022年起,从遴选示范、调查研究和宣传培育三个维度开展中国工业碳达峰“领跑者”企业遴选和研究工作,找出并宣传推广企业优秀成果与案例,助力工业领域更好地开展碳达峰和高质量发展工作。

根据工作计划,中国工业经济联合会将在有关部委、部分地方政府和行业组织的支持下,持续做好中国工业碳达峰“领跑者”企业遴选和研究工作,在2022年已经发布的42家首届中国工业碳达峰“领跑者”企业基础上,到2025年累计找出300家(其中,2023年计划选出约60家),到2030年累计找出1000家中国工业碳达峰“领跑者”企业。

现将调研过程中了解到的一些优秀企业成果和案例进行系列报道,为各地方、行业、企业做好工业碳达峰工作,实现工业绿色低碳转型和工业高质量发展提供参考借鉴。

中国建材股份有限公司(以下简称“中国建材股份”)于2006年3月在香港联交所上市,2018年5月与原中国中材股份有限公司实现重组,是央企中国建材集团有限公司的核心产业平台和旗舰上市公司。资产总额超过4800亿元,2022年营业收入超过2300亿元,旗下拥有8家A股上市公司,员工总数超过15万,是全球最大的水泥、商品混凝土、玻璃纤维、石膏板、风电叶片、轻钢龙骨生产商和水泥技术装备工程系统集成服务商。

心怀国之大者,打造国之大材。目前,中国建材股份围绕基础建材、新材料和工程技术服务三大主业深耕细作;立足充分竞争行业,以市场化整合实现跨越式发展;发挥行业领军作用,推动共享共赢;坚持创新核心地位,推动中国建筑材料工业从跟跑到并跑、领跑;始终追求绿色可持续发展,努力探索工业与自然共处的生产方式;加快全球化布局,深耕“一带一路”实施海外再造战略。


一、做好绿色顶层设计,担起碳达峰碳中和重任

1、成立领导组织机构

中国建材股份以习近平新时代中国特色社会主义思想为指引,高度重视深化治理结构建设,成立由公司党委书记、董事长挂帅,全体管理者共同参与的领导小组及工作机构。切实加强项目建设工作的组织领导和统筹协调,确保“双碳”工作有序开展和稳步推进,统一部署、严明责任、统筹推进,以扎实有效的示范带头作用,确保“双碳”工作扎实推进、取得实效。提升建设管理水平,抓好宣传解读和督促检查,进一步加强对组织工作的领导,确保相关重大决策部署落到实处。组织开展碳达峰、碳中和先行示范,探索有效模式和有益经验。将碳达峰、碳中和作为干部教育培训体系重要内容,增强各级领导干部推动绿色低碳发展的本领。

2、制定“双碳”工作实施方案

中国建材股份积极响应国务院国资委及中国建材集团关于“双碳”工作的要求,委托集团内专业的技术服务机构编制了《中国建材股份有限公司碳达峰碳中和工作实施方案》(以下简称“实施方案”)。在工作执行方面,《实施方案》明确了指导思想、工作原则及六大保障措施。在目标与任务设定方面,《实施方案》不仅制定了中国建材股份二氧化碳排放峰值、万元产值综合能耗及万元产值营收二氧化碳排放等碳达峰碳中和整体目标,同时根据各业务板块的发展方向制定了相关特色目标,并根据特色目标设定了十大重点任务,依据任务类型将具体工作分配到股份公司各部室及下属板块公司,助力中国建材股份有限公司形成绿色发展方式,如期实现碳达峰碳中和的目标。

 3、建立健全碳管理体系

中国建材股份有限公司结合“中国建材集团有限公司综合数据管理系统”,从制度与技术两方面建立健全中国建材股份的碳排放管理体系。制度层面,建立《中国建材股份有限公司碳排放数据管理办法》,完成各企业职责划分、考核程序、考核细则及考核结果应用等方面的解释说明。加强企业碳数据排查等相关工作,准确掌握各企业碳排放数据,夯实数据基础,扎实做好全国碳排放权交易市场建设运行相关工作,发挥好国有企业特别是中央企业的引领作用,提高企业自身的经营能力和发展能力。技术层面,搭建并完善数据报告系统,建立《中国建材股份有限公司碳排放数据填报说明》,从各企业填报内容、填报数据要求及填报注意事项等方面进行详细说明,以推动碳数据质量逐步提升。

 4、牵头成立水泥行业碳政策研究小组

中国建材股份以全国碳市场扩围为契机,牵头成立水泥行业碳政策研究小组,力求充分利用全国碳市场这一市场工具,推动行业实现“双碳”目标。在党中央和生态环境部的领导下,积极开展国内外碳市场及水泥行业调研工作,配合政府和相关部门做好配额分配方案和相关制度的设计研讨,根据政府需求完善碳排放双控各项配套制度,以达到进一步严控新增产能,鼓励水泥企业前沿技术研究攻关及工程化应用,通过市场机制推动水泥行业高质量、可持续健康发展的目标。积极开展碳排放在线监测计量技术研究及试点应用推广,推进在线监测与核算法的交叉验证工作,以提高数据质量,在有效提升碳排放数据的准确性的同时,降低经济和时间成本。

 

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图1:水泥工厂与生态环境共融一体

 

二、依托创新降耗减碳,技术装备双攻关

中国建材股份依托创新积极推进绿色制造,用尽可能低的能源消耗和碳排放制造低碳产品,为客户提供质量可靠安全、绿色环保低碳的建材产品。中国建材股份在水泥技术与装备双攻关,并持续取得突破性成果。

1、二氧化碳监测技术

在国家“双碳”战略背景下,碳排放的数据质量不仅关系到国家战略决策的可靠性,也是建立碳排放市场化机制的重要基础,更影响到企业的公平发展权。鉴于水泥工业生产的特殊性,利用市场化机制推进水泥工业实现“碳达峰、碳中和”尤为重要。开展CO2排放端的在线监测计量技术研究,实现水泥工业碳监测由宏观“碳核算”向精准“碳计量”转变,对于促进水泥工业高质量发展,建立健全水泥行业碳交易市场,是一项立足行业发展的基础性、战略性的研究课题。为积极践行国家发展战略,中国建材股份下属天津水泥工业设计研究院有限公司率先开展了此方面的技术研究。

目前,碳排放主要有核算和在线监测两种方案,欧美国家正在由碳核算向碳排放在线监测转变。在我国,国家林草局等九部门联合发布《建立健全碳达峰碳中和标准计量体系实施方案》,与此同时,火电行业也要求由“碳核算”向“碳监测”转变。由于水泥行业烟囱具有管道直径大、流程复杂、流场分布不均等特点,碳排放精准计量方案的科学制定、测量设备的精确安装难度大。天津水泥工业设计研究院在认真探索碳计量技术方案的基础上,积极多方寻求合作单位,突破烟气浓度测量和烟气流量测量瓶颈,于2022年11月在福建三明南方水泥成功建成了水泥行业第一个碳计量试点项目,引领了水泥行业碳计量技术的进步。

通过初步的CO2在线监测计量技术方案研究、水泥窑烟气流体实验室仿真研究、在线监测计量系统不确定度研究,形成了以冷干抽取式多点采样、非色散红外技术的浓度测量方案,多声道弦向布置、超声波技术的流速监测方案。在此基础上,综合设计了多套技术研究方案在2个试点项目上进行在线分析研究。其中,福建三明南方在线监测计量试点项目得到中国计量院的高度评价,认为该系统CO2排放量及其有关参数在线计量的准确度、溯源性较为理想。

2、绿色低碳烧成技术

该技术攻克了低能耗水泥熟料烧成过程中的核心问题,实现了水泥熟料生产过程减污降碳,使得烧成热耗低于640kcal/kg.cl,熟料综合电耗低于41kWh/t.cl,余热发电量大于29kWh/t.cl,单位碳排放量降低10%,整体技术达到国际先进水平,其中综合能效指标达到国际领先水平。该项技术荣获中国建筑材料联合会·中国硅酸盐学会建筑材料科学技术奖一等奖、天津市科技进步奖二等奖、中国建材集团科技进步奖一等奖,全面应用该成果建成了获得2020年中国工业大奖的槐坎南方等一批绿色低碳示范线。

项目工程应用后显示,与新建水泥生产线限额准入值相比,该熟料生产过程中的燃料消耗和电力消耗均有显著下降,综合能耗整体降低约15%。按7500t/d生产线计算,每年可节省标准煤3.99万吨,节省工业用电5390万度,每年减少CO2排放15.6万吨。

 

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图2:槐坎南方水泥工厂

3、全面推广新型节能装备

新型节能装备包括新型节能风机、悬浮风机、永磁直驱电机、磁力耦合器、双级变频空气压缩机、高效节能水泵等,该类装备可有效提升设备运行效率,提高设备可靠性,降低单位产品运行电耗,减少购电。经实际应用测算,该类装备可使风机噪音下降30dB,年节电可达到500万度,实现减排二氧化碳6250吨。公司先后对多家子公司的生料磨循环风机、水泥窑高温风机、尾排风机、头排风机、水泥磨主排风机、篦冷机风机进行升级改造,共安装高效节能风机54台。改造后的风机运行效率超过82%以上,大幅降低了工序电耗,节电率达到10%-25%,年节电可达到6500万度,实现减碳8.13万吨。

4、现有生产线能效提升技术装备改造

中国建材股份采用六级预热器技术、分解炉扩容及分级燃烧、三次风管烟室改造、多通道高效低氮燃烧器、第四代高效篦冷机、生料辊压机终粉磨系统、生料立磨外循环改造、辊压机联合粉磨系统等先进技术,以及纳米隔热材料、微晶板、低导热耐火材料等先进材料,对现有生产线进行能效提升技术升级改造,以减少能源消耗。

 

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图3:宁夏赛马绿色工厂

2022年中国建材股份全面深化绿色生产,CO2排放量及碳排放强度持续下降。能源消耗量、单位产值综合能耗不断下降,能源与经济产出比进一步优化。

熟料方面:能源消耗总量、单位产值综合能耗和单位产品综合能耗分别同比降低15.06%、2.78%和3.02%。

水泥方面:碳排放总量、碳排放强度和单位产品碳排放强度分别同比下降13.25%、1.57%和0.68%。

5、替代燃料内置式燃烧技术及装备

研发替代燃料RDF内置式燃烧技术及装备,该项技术装备利用“嵌入水泥窑协同处置技术优化专家系统”对生产进行控制,保证了项目运行期间热工系统稳定,燃料替代率30%以上,最高可达38.9%,单位熟料的煤粉热耗为452kcal/kg,碳排放为683.2kg/t.cl。2019年,中国建材股份成功将该项技术应用于国内水泥行业熟料生产线及环保协同处置项目的工程设计和核心装备(分解炉和预热器)工作中,经过一年多的运行实践,该项技术装备熟料生产能力达14000t/d,可同时处置生活垃圾、市政污泥、危险废物等多种劣质废弃物,其中生活垃圾的替代燃料使用量2000t/d(相当于原生垃圾3000吨)。协同处置过程中CO2、氮氧化物、有机挥发物等排放指标、水泥熟料品质皆优于国家标准,充分利用了替代原燃料,提高资源能源利用率,减少了碳排放。

三、多元助力绿能发展,提升生产效益、社会效益

1、绿色动能落地实施

中国建材股份积极推动数字物流业务快速发展,取得了良好的经济效益、环保效益、社会效益。

下属公司宁夏建材推动了首个“绿色动能”新能源共享卡车项目在宁夏银川落地。该项目投资电动重卡30辆,配套建设充电站2座,节碳效果明显,较传统燃油重卡每年可节省约燃料费用45%,减少CO2排放量2300吨。

下属华东材料在无锡商混运营平台投运了首批55台电动搅拌车,通过新能源设备减少工业生产对资源、环境的不利影响。投运的新能源车辆具有智能化程度高、操作简便、安全性能优越等特性,配套主动安全防护系统,利好道路交通安全。以新能源纯电动搅拌车代替燃油为驱动力的运输车辆,预计每年减少柴油消耗150万升左右,减少二氧化碳排放4000余吨。实现了预拌混凝土生产的“绿色化、低碳化、智能化”。

 

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图4:宁夏建材共享卡车授牌仪式现场

    2、绿色设计赋能风能利用

风能作为清洁可再生能源,具有能耗低、环保、储量大的优点,是国内外重点发展的能源,也是人类应对能源危机和减少碳排放的重要举措。风电叶片是将风能转化为机械能的重要部件之一,它的性能直接影响风电机组的利用效率,被比喻为风机的“灵魂”。中国建材股份通过运用先进的技术手段和管理措施,以“未来工艺”进行创新性突破,从革命性源头治理、过程管控、到现场改进,实现生产过程全生命周期绿色制造,并有效实现节能降耗、低碳减排。

中国建材股份下属中材叶片先后有7家工厂被评为绿色工厂,其中国家级绿色工厂6个,省级绿色工厂1个。从原材料替代、节材降耗、提升生产效率等方面,进一步降本增效;在产品生产过程中减少物料浪费,减少固废,降低环境污染排放,实现了产品生产过程节材化、绿色化、生态化,符合可持续发展的需要。产品绿色设计已应用于20余款叶型,生产效率及产品质量得到极大提升。2022年,中材叶片荣获第四批国家级“工业产品绿色设计示范”称号。

 

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图5:中材叶片阜宁绿色工厂鸟瞰图

    3、绿色建材服务人居环境

秉承“绿色建筑未来”产业理念,中国建材股份以“推进建筑、城市、人居环境的绿色化”为使命,倡导“全产业链和全生命周期的绿色建材和绿色建筑”。以循环经济为目标,推进节能建筑和装配式建筑,从绿色原料、绿色生产、绿色建造、绿色应用、绿色回收等环节打造全生命周期的绿色建筑产业链,打造环保、低碳、健康、舒适的建筑,助力行业高质量发展,满足人民对美好生活的向往。中国建材股份产品石膏板、北新防水、龙牌漆齐获首批中国绿色建材产品认证。原料使用方面,石膏板生产线采用100%工业副产石膏生产纸面石膏板技术,实现工业固废循环利用,节省自然矿产资源;生产流程方面,生产过程污染物治理高效,推行产品环保绿色、近零排放,同时在运输过程中实现产品轻量化,以减少运输能耗;在应用方面为客户提供“全屋装配”室内系统、金邦板装饰保温节能一体化外墙系统、防水系统、涂料粉料砂浆系统等一系列绿色建筑系统解决方案;在建筑拆除时,石膏板系统可回收再利用,大量减少建筑垃圾,实现循环生态。

 

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图6:全生命周期的绿色建筑产业链

 

 

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图7:协同处置项目鸟瞰图

四、数智精细能源管理,实时把控能耗脉象

为扎实构建清洁低碳、安全高效的能源体系,落实精细化能源管理,中国建材股份组建能源管理小组,完善能源管理机制,持续提升生产运行的连续性、稳定性、高效性,最大限度降低能源资源消耗。以数字赋能传统产业升级,打造高水平数字运营平台,实现了降碳、减污、扩绿、增长协同推进。能效指标达到全国领跑,实现了超低排放目标,产出了高质低耗绿色低碳产品。

中国建材股份下属中复神鹰设立了能源在线监测管理系统平台,该平台设置电力监测点126个、用水监测点58个、蒸汽监测点12个、二次转化能源工质除盐水监测点8个、压缩空气监测点8个、氮气监测点6个。2022年1月,能源在线监测平台正式投用,实现三级电力计量覆盖100%、主辅管网用水计量覆盖100%,对内可实现全厂能源数据管理,能源结构变化造成的成本组成更新,能源消耗原始数据的收集、统计、整理、分析核算等功能,同比环比显示能源消耗变化,有利于实施节能降耗措施或优化工艺参数后的能耗降低效益测算;对外可实现能源费用预付、发票审核、能耗计划申报等功能,确保能耗指标符合相关要求。同时中国建材股份还交叉错峰使用部分高能耗设备,及时淘汰落后、老旧设备,选用高效节能电机,可节约用电量约50万度/年。

中国建材股份下属宁夏建材先后实施了生料磨改辊压机技术,第四代篦冷机技术推广应用,预热器降阻技术改造,永磁电机、节能风机改造,预热器查漏风降C1出口温度工艺改造等效果显著。至2022年末公司熟料综合电耗、熟料综合煤耗、水泥综合能耗分别较2015年下降24%、10%、11%,P.O42.5普通硅酸盐水泥熟料消耗下降43Kg。吨熟料二氧化碳排放量同比下降4%。同时以吴忠赛马新型建材有限公司为试点,建设308KW分布式光伏发电项目,年发电量可达到39万KW.h以上,年可节省标煤消耗量48公斤左右,减少二氧化碳排放130吨左右。

 

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图8:综合数据驾驶舱

五、赋能全周期低碳产品,大力发展循环经济

中国建材股份持续完善全周期绿色低碳制造服务水平,在水泥、石膏板、玻璃纤维、风电叶片等产品生产过程中,将“绿色低碳循环”理念贯穿到研发、生产、物流、客户服务等产品全生命周期,不断做优源头、做细过程、做硬结果。

1、加强资源回收利用

中国建材股份高度重视发展循环经济,注重能源资源的回收利用。下属中复神鹰有限公司创造性地调整优化工艺路线,优化溶剂回收系统工艺,制定设备定期清理计划,提升能效水平,实现溶剂回收系统的蒸汽用量下降2-3t/h,每年可节约蒸汽约2万吨。增加余热燃气锅炉等设备,实时计量数据表明,实现利用余热自产1.05Mpa蒸汽约1.5万吨/年。加强水资源管理,完善给排水系统和管网配置,节水器具普及率100%,根据有资质的第三方单位平衡测试,工业用水重复利用率约98%。

2、多维降低污染物排放

下属中国巨石为从源头上控制污染物的产生,自主开发无硼无氟高性能玻璃纤维配方并进行系列产品的产业化应用,不仅实现了环保低碳,还节约了矿产资源。在产品生产过程中,采用世界先进的绿色生产工艺及技术装备,通过智能化监管,将所有数据实时管控,有效实现了玻璃纤维高效、低耗、环保生产,吨纱产品综合能耗远远低于国家标准,废丝回用率100%,污水实现零排放,废气排放总量均优于国家排放标准。水泥生产中,在智能制造基地每条智能化生产线的末端配有一套废气全干法治理、固废废水循环利用系统。该系统可使废气的处理效率可以达到99.9%。另一个突破是污泥干粉,在重量上达到减量30%左右,无需再进行烘干和粉磨,直接可以跟混合料进行匹配,进入配料系统重新再利用,达到固废最大限度的资源化再利用。

3、大力推进协同处置

中国建材股份利用建材窑炉协同处置工业副产品和城市废弃物,助力实现工业和城市废弃物有效和无害化处置。截至2023年,已建成协同处置生产线超过40条,年处置规模合计477万吨。协同处置的水泥生产企业不仅是美好城市的“建设者”,还是环境治理的“参与者”,也是生态效益的“共享者”。

借助全员低碳环保的氛围和先进的生产工艺和技术装备,中国建材股份探索出了一条符合实际,具有借鉴和推广意义的绿色低碳发展道路,实现了“产废无增长、资源无浪费、设施无缺口、监管无盲区、保障无缺位、固废无倾倒、废水无直排、废气无臭味”的目标,打造了多家国家级绿色工厂。

 

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图9:中国巨石桐乡生产基地内景

六、打造数智“双碳”顶层设计,为“双碳”注入新动能

中国建材股份积极推动数字化、智能化在“双碳”战略落地过程中的应用。下属中材国际开发水泥工厂碳排放全过程数字化平台,发布建材装备产品碳足迹核算平台、绿色低碳建筑碳平台和区域能碳双控平台。打造针对“双碳”目标的管到位、算准确、评权威、改专业的一站式服务体系,为政府、企业、园区提供一站式绿色低碳服务。目前,平台已在20多个工程项目和六类装备产品中应用落地,核发装备碳标签和企业低碳供应商证书。平台累计碳因子等基础数据量达2万余条,孪生模型元素量达900余万条,计算数据量达1200余万条。

该平台将能耗和碳排放约束性指标作为实施“双碳”工作的重要抓手,通过逐级分解和监测考核来落实,面向政府和行业汇聚用能单位、服务公司、审核机构、交易机构和行业专家等上下游资源,构建“政策要求、节能需求、节能服务、成果核验、市场交易、目标达成”的闭环管理服务体系,形成节能生态圈,提供碳资产监控、指标分配、消耗监控、预警指导生产等服务,助力企业、行业、区域范围内“双碳”“双控”目标的实现。

 

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图10:碳管理平台

该平台成果参加了第四届、第五届数字中国建设成果展览会,荣获第三届中国工业互联网大赛原材料行业领军组三等奖、2022年度金砖国家工业创新大赛优秀项目奖,荣获工信部工业互联网APP优秀解决方案、第四届全球工业互联网大会优秀案例、2021~2022全国建材企业管理现代化创新成果经典案例等。

一直以来,中国建材股份深入学习贯彻习近平生态文明思想,坚持绿色低碳发展,深度实施绿色低碳经营,努力消除生产对自然环境的不利影响,扛起绿色低碳转型责任,体现中央企业在绿色低碳发展中的担当。下一步,中国建材股份将持续推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展,协同推进降碳、减污、扩绿、增长,努力打造环境友好型产业、现代城市标配企业,致力于守护绿水青山、守护生态环境、守护绿色家园、守护人民健康,擦亮绿色低碳的高质量发展底色,为建设美丽中国贡献中国建材股份力量。

 

联系人:中国工业碳达峰项目组

电  话:010-62385286、010-62386769

邮  箱:cfie62385286@163.com