水泥和混凝土作为重要的基础原材料行业,既是典型的高能耗高排放工业,也是建筑等领域开展生命周期碳排放核算重点关注的对象,且推动水泥和混凝土行业的绿色低碳生产对我国实现“双碳”目标具有重要意义。国内外研究表明,水泥和混凝土产品碳排放标准作为一项基础性的政策工具,在实现各国碳减排目标中发挥着重要作用。
本文在概述了水泥和混凝土行业低碳发展现状的基础上,系统分析了水泥和混凝土行业碳排放核算标准、低碳产品量化标准、采购评价和需求标准的国内外研究进展情况,据此提出了我国水泥和混凝土行业低碳标准发展的对策建议。
水泥和混凝土行业低碳发展现状
混凝土良好的工程性能使其成为重要的建筑材料,水泥作为制备混凝土的黏合剂,是混凝土生产的上游环节。我国水泥产量占到全球总产量的一半左右,是全球最大的水泥生产国和消费国。近年来,受房地产行业深度调整影响,水泥整体需求减弱,同时低能耗、碳减排等目标对水泥企业技改提出了更高要求,因此,水泥行业绿色低碳发展面临巨大挑战。
01 去碳化对于实现减排目标具有重要意义
相关研究表明,水泥和混凝土生产造成的二氧化碳排放约占全球二氧化碳年排放量的7%~8%。如果将水泥和混凝土行业类比为一个国家,它将成为世界第四大排放国,仅次于中国、美国和印度。水泥是混凝土中的重要组成成分,同时也是混凝土碳排放的重要来源。
水泥生产的碳排放可以分为直接排放和间接排放两部分:直接排放主要是来自化石燃料燃烧排放的CO₂以及熟料煅烧碳酸盐分解释放的CO₂,间接排放主要是来自电力消耗、运输等引起的CO₂排放。随着城镇化进程和基础设施更新,对水泥和混凝土的需要将继续增长。因此,实现水泥和混凝土行业的绿色低碳生产对于全球应对气候变化具有重要意义。
02 水泥行业碳减排标准体系有待建立
标准作为国家基础性制度的重要内容,在实现“双碳”目标中发挥着基础性和引领性的作用。2022年11月,工信部等四部门发布的《建材行业碳达峰实施方案》提出,要将水泥等产品碳排放指标纳入绿色建材标准体系。
2023年4月,国家标准委等11个部门印发《碳达峰碳中和标准体系建设指南》,要求加快制定建材等重点行业企业碳排放核算和报告标准。2024年1月,工信部印发《工业领域碳达峰碳中和标准体系建设指南》,要求聚焦建材等碳排放重点行业,加快急需标准的制定,推进碳达峰碳中和相关标准化工作。2024年6月,生态环境部等15个部门联合发布《关于建立碳足迹管理体系的实施方案》,提出要聚焦水泥产品,制定发布产品碳足迹核算规则标准。
相关国家政策的发布为建材行业建立碳减排标准体系提供了指引,也充分说明了水泥和混凝土行业低碳标准建设的重要性和紧迫性。
水泥和混凝土行业相关低碳标准主要进展
01 水泥和混凝土碳排放核算标准方法日趋完善
近年来,国际碳排放核算标准快速发展,形成了一系列针对组织、项目、产品和服务等不同层次的通用标准,如ISO 14064系列标准、商品和服务在生命周期内的温室气体排放评价规范(PAS 2050:2011)、碳中和声明规范(PAS 2060:2010)、温室气体议定书(GHG Protocol)等。
同时,一些国际机构已经出台主要针对水泥行业企业或组织层面的碳排放核算标准。《水泥二氧化碳和能源议定书》(CementCO₂ and Energy Protocol)是由世界可持续发展工商理事会制定的水泥行业二氧化碳排放统计与报告标准。欧洲标准化委员会制定的EN 19694-3:2016《固定源排放.能源密集型工业中温室气体排放的测定.第 3 部分:水泥工业》对水泥行业温室气体排放核算的方法进行了规定。国际标准化组织基于相同系列欧洲标准制定了ISO 19694-3:2023《固定源排放.能源密集型工业中温室气体排放的测定.第3部分:水泥工业》。
近年来,我国也在加快构建水泥和混凝土行业碳排放标准体系,且已发布适用于组织、项目层面碳排放的相关国标。目前已经出台的国标有GB/T 32151.8-2023《碳排放核算与报告要求 第8部分:水泥生产企业》、GB/T 33756-2017《基于项目的温室气体减排量评估技术规范 生产水泥熟料的原料替代项目》等。不过,迄今尚未出台适用于水泥和混凝土的产品碳排放国家标准,现已发布水泥产品碳排放的团体标准,如河北省绿色低碳循环发展协会发布T/LVFAXIE 002-2024《产品碳足迹核算技术规范 水泥产品》。
02 低碳水泥和混凝土产品量化标准进展相对滞后
目前,用于描述水泥或混凝土行业产品排放强度的术语较多,如低碳、低排放、近零排放等,但这些术语仍然停留在定性描述阶段,尚未形成统一的排放阈值。国内采用较多的是“低碳水泥”这一表述,认为生产制备过程中产生的温室气体排放相对于传统硅酸盐水泥有明显下降的水泥产品即可看作低碳水泥,但缺乏对其的量化标准。
由于目前全球尚未建立通用的低碳采购中水泥和混凝土产品的国际量化标准,购买者难以在采购时有效选择低碳水泥和混凝土产品。为解决这一问题,一些国际机构率先提出了对于水泥和混凝土碳排放强度的具体标准和采购要求,如先行者联盟(First Movers Coalition)提出近零碳水泥的单位碳排放不能超过184 kg CO2e/t,近零碳混凝土在对应抗压强度的产品要低于相应的碳排放限值,并且要求其成员承诺采购的水泥和混凝土产品中10%要为近零碳产品。
就我国而言,目前出台的国家标准对水泥能源消耗限额进行了规定,缺少对水泥碳排放值的具体要求。国家标准GB16780-2021《水泥单位产品能源消耗限额》将水泥单位产品综合能耗限额等级分为了三级:1级≤80 kgce/t;2级≤87 kgce/t;3级≤94 kgce/t。团体标准已经开始关注混凝土碳排放限值,如中国建筑材料联合会发布的T/CBMF27-2018《预拌混凝土 低碳产品评价方法及要求》对不同强度预拌混凝土低碳产品单位二氧化碳排放量限值进行了规定。
03 低碳水泥和混凝土产品采购评价与需求标准制度建设愈加迫切
当前,已有许多国家和地区认识到政府绿色采购对建材行业脱碳的重要作用。例如,欧美主要经济体将环境产品声明(EPD)作为倒逼企业关注混凝土碳强度的重要手段,一些绿色建筑认证体系(如LEED、BREEM、Green Star等)也将EPD作为评估绿色建筑材料的重要项目。
美国在2021年发起了“联邦购买清洁倡议”,以推广使用美国制造的低碳建筑材料;2022年颁布的《通胀削减法案》提出将向美国总务管理局(GSA)、环境保护署和交通部提供45亿美元,用于为联邦政府资助的建筑项目确定和采购清洁建筑材料。这些努力共同促成了联邦政府首个针对低碳混凝土的“购买清洁”标准,该标准由负责管理联邦建筑和建设项目的美国总务管理局发布。此外,美国纽约州通过《低碳混凝土领导力法案》,要求政府制定相关法律细则指导政府出资项目中低碳混凝土采购。
就我国而言,由财政部、住建部、工信部在2022年10月联合发布的《绿色建筑和绿色建材政府采购需求标准》是政府采购绿色建材的主要依据,在48个市(市辖区)推行,目前混凝土已被纳入该需求标准,但水泥尚未纳入相关范围,该标准相关筛选指标主要来自中国工程建设标准化协会(CECS)发布的《绿色建材评价标准》。此外,T/CECS 10047-2019《绿色建材评价标准 预拌混凝土》将第三方机构出具的环境产品声明(EPD)和碳足迹报告列为企业申请绿色建材提供材料的选择之一。
启示与建议
01 积极推进产品低碳标准建设
建议按照国家标准委2023年发布实施的《推荐性国家标准采信团体标准暂行规定》的相关要求,缩短采信标准制定周期,尽快推动实施效果良好的水泥和混凝土碳排放团体标准按照程序转化为国家标准,形成规范统一的低碳水泥定义,确定低碳水泥和混凝土的量化标准或阈值。完善水泥和混凝土绿色采购需求标准体系,形成包含碳足迹指标的水泥、混凝土绿色建材评价标准,为政府实施绿色低碳建材采购提供有效依据。
02 加快建立碳足迹基础数据库
在当前应对气候变化和绿色贸易壁垒的背景下,需要逐步完善收集水泥行业中国本土生命周期评价基础数据,形成准确可靠的本土水泥行业碳足迹数据库,为水泥企业开展产品碳足迹核算提供数据基础。同时,形成碳足迹背景数据库的更新和维护机制,根据技术水平进步及时更新,确保背景数据库的时效性和准确性。加强数据库建设方面的国际合作与交流,充分借鉴国际数据库的建设技术和经验,提升我国数据库的建设水平,形成能够实现国际互认的水泥行业生命周期数据库。
03 有效激发政府低碳产品采购需求
政府低碳采购对于水泥和混凝土行业低碳发展具有重要的指引和示范作用。推动水泥低碳指标纳入政府采购要求,在混凝土、水泥制品等绿色建材采购标准中纳入量化的低碳采购指标,可以根据碳足迹指标对产品进行分级并形成政府采购的优先次序,充分发挥政府采购的市场导向作用。扩大政府绿色建材采购的范围,从建筑领域进一步扩大到交通工程、桥梁工程等,在市政工程领域推广应用绿色建材,进一步发挥政府采购的推动作用。加强绿色建材采购的顶层设计和统筹规划,完善相关政府采购的法律法规体系,对采购管理工作的主体责任和职责划分进行明确的规定,加大对政府执行绿色建材采购的监管力度。
04 多措并举加大政策支撑力度
建议出台有效的财政激励和支持政策,在产业补贴、税费减免、贷款优惠等方面加大支持力度,引导技术研发、资金投入等流向低碳型水泥企业,激励相关企业研发和使用低碳水泥生产技术,提升企业生产低碳水泥的积极性。鼓励企业与高校、研究院等开展技术研发合作,加大氢能、电能煅烧水泥熟料和水泥熟料新型循环悬浮煅烧等技术攻关力度,开展低碳水泥技术示范项目,加快水泥行业先进技术成果转化应用。设立专项基金资助水泥行业前沿低碳技术研发,包括新型熟料水泥配方,碳捕集、利用与封存技术(CCUS)、燃料替代技术等,为企业研发提供资金支持。
作者单位:中国电子信息产业发展研究院;冯相昭为通讯作者
编辑丨王秋蓉
来源丨《可持续发展经济导刊》2024年9月刊
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