|
Ian Riley和Matthias Mersmann讨论了替代燃料在水泥行业实现净零排放的过程中所起的作用…… 
问题一：您如何描述2023年替代燃料(AF)在水泥中的应用? Ian Riley: 由于不同国家和地区的废物处置的法规不同，替代燃料的使用存在巨大差异。如果没有废物处置的相关法规，除了非常特殊的情况外，几乎不可能让替代燃料发挥作用。 然而，这还不是问题的全部，因为也存在一些结构差异。如果我们以最大的两个水泥生产国中国和印度为例，这两个国家在废物处置法规方面都取得了一些进展，但替代燃料的使用量仍然很低。在中国，这是因为人均垃圾产生量比人均水泥产能低一个数量级，其人均水泥产能远高于其他国家和地区。因此，每生产一吨水泥，没有那么多的废物可以利用。印度的水泥行业规模约为中国的七分之一，与印度尼西亚和越南等国家的情况类似。这在下图中显示为浅色。 相比之下，许多更发达的经济体，尤其是在欧洲，产生的废物多得多，水泥行业规模也小得多，如下图中较深的颜色所示。这意味着废物量更丰富，更有可能被回收和再利用，从而使其水泥行业的替代燃料应用比例大大提高。 
问题二: 从过量的废物向高替代燃料使用率转变的最佳办法是什么？ 第一步是提高垃圾填埋成本，就像欧洲大部分地区所做的那样，同时打击非法倾倒。废物的流向应取决于当地情况。一些国家将建立强大的废物收集和回收系统，以确保资源的再利用。一般来说，我们对待废物的措施应该总是先减少，再利用，然后再回收。最后，当材料不容易回收时，政府应该考虑能源回收。水泥窑是理想的选择，因为它们能利用热量和惰性成分，与废物转化为能源（WtE）不同，预热器内有一个内在的风料换热过程。水泥是成本最低的人造材料之一，其中燃料约占生产成本的40%，因此替代燃料也可以帮助降低生产成本。 Ian Riley：中国的案例对许多国家正在走的道路具有指导意义。25~30年前，中国的垃圾填埋成本非常低。然而，由于缺乏可用的土地，寻找新的填埋场变得更加困难。垃圾填埋场价格上涨，中央政府推动垃圾焚烧，这也是当时欧洲流行的一种方法。由于垃圾填埋场一直满负荷运营，所以也鼓励城市进行垃圾回收利用。 然而，一段时间后，公众意识到焚化炉排放二恶英并产生有毒底灰，因此不再新建焚烧炉。水泥窑协同处理废物的成本更低，而且更环保。因此，现在越来越多的废物被送往水泥窑进行协同处置。希望其他国家以此为鉴，能够迅速而成功地度过这些阶段，避免重走其他国家经历过的一些陷阱。 
问题三: 接下来还有哪些国家将开展废物处理和替代燃料工作？ Matthias Mersmann: KHD站在这个领域的最前沿，处理来自世界各地的请求。目前，在北非，尤其是埃及，在这个领域将有重大的动作。甚至以盛产石油闻名的沙特阿拉伯现在也对投运替代燃料系统充满热情。然而，当前最引人注目的国家仍然是中国。 问题四：生物质燃料如何改变替代燃料的格局？ Matthias Mersmann: 生物质燃料在替代燃料中具有特殊地位，它的生物成分意味着其二氧化碳排放量不计入排放框架，因为它们属于近期从大气中吸收的二氧化碳。然而，它在水泥行业的使用仍然受到当地供应的限制。由于运输产生的排放，距离工厂200~300公里以上的任何原燃料或其他材料的经济性和环保性都会出现下降。 未来，生物质燃料的使用将增加。然而，对于依赖种植的生物质燃料的生产，有一个合理的使用阈值。不可能用生物质燃料代替所有燃料。世界上根本没有足够的空间。早期对种植生产生物质燃料所需要的土地面积的调查表明，如果要满足德国水泥厂100%的燃料需求，是不具有可行性的，这也将会与提供粮食的种植农业产生冲突。 从设备制造商的角度来看，与城市固体废物（MSW）相比，生物质具有一些尴尬的特征。它通常非常潮湿。即使是一块摸起来感觉干燥的木头，按重量计也可能含有30%~40%的水。当其中包含食物垃圾或肉和骨粉时，情况更糟。这种材料需要很长的燃烧或者脱水时间，也使得近年来出现了许多新的针对性的燃烧技术。请记住，我们喜欢在家里生火，部分原因是我们不必每隔几秒钟就放新的原木。 Ian Riley：当人们想到生物质燃料时，他们想象的是均匀的稻壳或花生壳，它们是完全无害的。我在中国工作时，豪瑞工厂协同处置的城市生活垃圾包括厨房垃圾，含水量高达50%，因此燃烧本身就是一个问题，此外这种材料的处理和储存也是一个重大挑战。腐烂的蔬菜等植物类垃圾和鸡肉等肉类垃圾产生的渗滤液具有极强的腐蚀性，它会侵蚀储存垃圾的建筑钢结构。所以，并不是所有的生物质燃料都是一样的! 问题五：替代燃料，包括生物质燃料，是不是在一定程度上只是水泥行业所依赖碳捕集、降低熟料系数和其他脱碳技术的一个垫脚石？ Ian Riley：替代燃料无疑是水泥行业脱碳的早期答案，并且还有很多事情可以做。但是，我不会将其描述为垫脚石。即使您的水泥厂已经完全脱碳，您仍然可以协同处置那些难以处置的废物。有了生物质替代燃料，您甚至可以使用水泥厂封存二氧化碳。 有时，我们听说某些市场如果跳过或省略水泥生产中的替代燃料工艺，直接转向碳捕集技术，情况会更好。这忽略了协同处置减少废物的好处。与此同时，水泥生产商正在寻求降低水泥生产成本，以便能够腾出资源来运行二氧化碳捕集工厂。 我们要明白一点，二氧化硫和氮氧化物也是温室气体。当我们使用替代燃料时，氮氧化物排放量通常较低，避免氮氧化物在海洋酸化和城市烟雾方面也很重要。 问题六: 欧盟地区把减少废物量作为目标是否存在某种风险，未来10年，替代燃料的价格将升至与化石燃料相当的水平，从而抵消其成本优势? Ian Riley：我认为，我们离这一点还有一段路要走。也就是说，任何投资都依赖于一个稳定可靠的供应链，因此，其内在风险是这些废物的供应链被截断或者另做他用。 问题七: 在水泥领域脱碳和替代燃料方面，碳交易计划是否有效？ 
Matthias Mersmann：在2010年至2013年期间，我参与了欧洲水泥研究院(ECRA)的一项研究，该研究表明，对于大多数技术路线来说，欧盟碳排放交易体系价格在100~120欧元/吨以上时，脱碳之旅将真正开始。我们现在正在慢慢地向这个目标靠进，目前排放二氧化碳的价格在每吨80~100欧元之间波动。我非常关注这个解决方案，因为它依赖于市场力量来奖励排放最低的国家和地区，并对排放大国施加压力。 欧盟碳排放交易体系是欧盟的解决方案，其他国家和地区也存在类似的方案。这些国家和地区将制定适合其市场的税收减免计划，并找到适合国情的解决方案。至于这些计划是否鼓励替代燃料的使用，答案就不那么明确了。 Ian Riley：除此之外，很明显，许多消费者，包括地方、州和国家政府，现在都在需要低碳建筑，这意味着更多的低碳混凝土和低碳水泥。 问题八：那些已经建成并运营的工厂，例如在欧盟或北美，是否有可能因无法实现经济脱碳而被迫关闭？ Matthias Mersmann：关于这样的问题时，我同意对个别工厂存在明显的威胁，但无法告诉你具体是哪些工厂，但它们将是那些面临物流和后勤挑战的工厂。那些远离二氧化碳封存地点的工厂将面临更大的风险。那些无法获得足够的替代原燃料的工厂将面临更大的风险。较小的工厂或空间有限的工厂也可能受到威胁。 然而，在宏观尺度上，我不相信一些人提出的建议，即我们将拥有一个没有混凝土产品的未来。然而，对于大多数建筑来说，混凝土根本无可替代，这反过来意味着水泥行业需要完全脱碳……但它将继续存在并蓬勃发展。 Ian Riley：未来10年，该行业将发生很大变化，尤其是自2000年代末以来，一直存在的产能过剩问题，给行业带来了沉重的压力和负担。总体而言，脱碳为整个行业提供了一个机会，使其围绕最高效的水泥生产企业进行合理化，不仅在生产方面，也包括分销和产品组合方面。 问题九：这种合理化可能产生什么成本影响？ Matthias Mersmann：水泥和混凝土的成本会上升，但整个价值链将习惯于更高的价格。但这些远没有批评者所说的那么重要。KHD目前正在参与一项由欧盟资助的研究，以评估水泥生产成本上升对下游价格的影响。研究表明，即使水泥价格翻倍，也只会使一个大型建设项目的总成本增加2%。这是完全可以接受的，特别是考虑到水泥价格在过去12~18个月已经大幅上涨——脱碳不会扼杀水泥行业。 问题十：回到替代燃料的话题，未来替代燃料替代率的可能发展轨迹是什么？ Matthias Mersmann：DZ（德国水泥协会）路线图指出，为了实现《巴黎协定》的目标，水泥行业必须达到85%的替代燃料替代率。其他路线图也提出了类似的替代率。这些都是非常雄心勃勃的目标！即使是欧洲，2023年替代燃料应用领先的地区，平均替代燃料替代率为40%，我认为到2050年，在全球范围内达到这一水平也是一个巨大的挑战。 Ian Riley：我认为替代燃料替代率可能更低，全球约为25%。这并不是说我不如Matthias乐观，我只是认为替代燃料在向净零排放的过渡中将只能发挥较小的作用，这部分是基于潜在的废物量不足的现实得出的结论。虽然预计未来废物量将大幅增加，但不能保证替代燃料在正确的地点，正确的时间，以正确的成本和正确的质量成为脱碳解决方案的一部分，许多其他解决方案也将发挥重要的作用。 （全文完）
|
