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从国内外8家水泥头部公司看低碳转型技术路径燃料替

代

原创青悦数据青悦ESG

水泥工业过程中释放的二氧化碳主要来自熟料生产过程，一方面产生

于碳酸钙高温分解生成的CO2,另一方面在超高温加热的过程中，化石燃

料燃烧排放的CO2、目前煤炭依旧是现阶段石灰石煅烧使用的主要燃料源，

为超过95％的水泥生产供热。

燃料替代的发展进程

燃料替代技术目前是水泥行业发展较为成熟的减碳技术。从世界范围

来看，欧洲处于领先地位，替代燃料替代率高达约39%，接下来是巴西和

北美地区，大约5%左右，而我国水泥行业燃料替代率不足2%，位于末位。

[1]

目前我国水泥行业燃料替代技术的发展相对落后，仍处于使用水泥窑

炉协同处置技术的阶段。多数水泥企业建设的水泥窑协同处置生产线生产

的“替代燃料”由于废弃物的预处理处置质量不高，导致生产的“替代燃

料”热值波动大，对水泥熟料生产线运行造成较大影响，并未达到国际上

认可的替代燃料质量标准。[2]

各替代燃料的介绍

替代燃料（AF）是指能替代传统化石燃料的总称，分为生物质替代燃

料和非生物质替代燃料，一般由可燃的废弃物制备而成。水泥工业可利用

的替代燃料达上百种，如废旧轮胎、RDF、秸秆、废油、焦油、垃圾沼气

等。[3]

本文将对生物质燃料、轮胎衍生燃料（TDF）、废弃物衍生物（RDF）

及新型能源氢能、电力及太阳能作主要介绍。

在水泥工业应用可燃废弃物工程技术方面，发达国家早已步入应用

“替代燃料”的高级阶段，而我国还处在水泥窑炉协同处置的初级阶段，

多数水泥企业建设的水泥窑协同处置生产线生产的“替代燃料”并未达到

国际上认可的替代燃料质量标准。国家发改委于2023年公布了《产业结

构调整指导目录(2023本)》，首次将“水泥窑协同处置”和“替代燃料

技术”分开，作为两项技术内容提出，表明我国对水泥窑炉协同处置可燃

废弃物工艺技术和替代燃料应用技术的认知水平已有了很大的提升和转化，

对其发展均已提出了重点要求。尽管目前我国水泥行业的可燃废弃物仍处

于于一家一户、自制自用、效率极低的阶段，相信未来随着对替代燃料认

识及配套链条的完善，我国水泥行业也会步入替代燃料的高级阶段。

1.生物质燃料

生物质是指所有植物、微生物、部分动物等及其废弃物的总称。生物

质燃料泛指由生物质萃取的固体、液体或气体燃料。水泥工业常用的生物

质替代燃料主要有：秸秆、稻壳、废木材、农林废弃物等。不同于石油、

煤炭等传统燃料，这新兴的生质燃料是种可再生燃料，相较于其他燃料也

较不容易造成环境污染。[3]

生物质燃料具备碳中性、可再生性、环境友好性（碳含量低、不含硫、

重金属等元素）的特点，成为未来各国水泥公司发展的重要方向之一

我国生物质资源丰富，每年约可产生秸秆约8.29亿吨，其中约6.94

亿吨可收集；产生的林业残余物中有960.4万吨未来可用于能源；未来与

CCUS结合时可成为负碳技术。总之，我国的生物质燃料碳潜力巨大，但

由于生物质燃料存在热值波动性大、回收难度大、燃烧稳定性差等特点，

目前生物质替代燃料在我国的水泥行业还未得到大规模应用。[4]

国外生物质燃料替代进程起步较早，Holcim、Ceme某、Heildelberg

的生物质燃料（动物骨粉、农作物、木屑和其他农作物）在替代燃料中的

占比超过了15%。2023年，HeidelbergCement替代燃料在燃料结构中的

比例为26.4%。其中，所使用的基于废物的生物质占替代燃料组合的42%

左右。（2023年之前Holcim集团和Lafarge集团还未合并。）

表1.世界先进水泥企业替代燃烧种类及占比

海螺水泥（股票代码：600585,00914）：海螺水泥是使用生物质燃料

的领先者，2023年，海螺水泥在柬埔寨马德望地区结合当地水稻规模种

植的优势，建成了第一条生物质燃料系统；2023年10月，在枞阳海螺熟

料生产线建设中国首套生物质替代燃料系统顺利建成投产，同时解决了农

业秸秆处理难、易引发环境污染等问题，该项目是中国水泥行业首套生物

质替代燃料系统，每年可减少二氧化碳排放近20万吨。

亚洲水泥（中国）（股票代码：00743）：使用生物质衍生燃料，减

少用煤。

HeidelbergCement：解决工厂附近的市政当局和