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水泥工业颠覆性整套创新技术将在德国横空出世 ——完全达到碳中和目标的水泥与化学产品协同生产系统

浏览人次:103人  发布时间:2021年10月15日

2021年初, 德国三家享誉世界多年的 ”隐形冠军” 企业——Enertrag 可再生能源公司, Cemex 集团的德国Rudersdorf水泥企业和Sunfire电解化学技术公司共同组建了一个技术创新研发联合体,旨在完全达到碳中和条件下,建设一套完整工业规模的可以同时生产水泥和多种化学产品的协同联合生产系统。该创新研发项目的名称是“Concrete Chemicals”(混凝土 化学产品),报请德国联邦环境、生态保护和核安全部(BMU)审批后,已列入2021年《德国工业减碳行动》规划,并获得了项目启动的资金支持。

该项目的目标和科技攻关内容主要为:Enertrag公司在其Brandenburg的风能和太阳能电厂为年产水泥200万吨的Rudersdorf水泥厂提供其所需要的全部电能,建立一套专门的零碳供电及储能系统。Sunfire公司给Rudersdorf水泥厂提供一套20 MW的碱性加压电解槽装备,用于生产5000t/a绿氢, 一套Co-SOEC高温电解槽装备,用于生产碳氢化合物和一氧化碳的混合物组成的合成气体(syngas)。Rudersdorf水泥厂排出的全部CO2则分别与绿氢或合成气体经过一系列物理化学的催化反应后,可生产出绿色甲醇、多种清洁化学产品和清洁燃料。

这样一座完全实现碳中和的 “Concrete Chemicals” (混凝土 化学产品) 联合工厂, 计划2025年全线联动投入试生产,是世界上第一条这种类型的工业规模验证示范生产线。它不仅能实现碳中和,而且还首创水泥厂全部运用零碳电能的先河;同时又生产零碳水泥(2Mta), 以及多种清洁化学产品和清洁燃料; 水泥窑全部采用替代燃料和绿氢煆烧熟料,其对化石燃料 (煤、油、气) 的替代率TSR=100%: 主要是开拓一个水泥窑CO2高效利用的新领域。实属是水泥行业联合能源和化工行业, 各方优势互补,协同联合创新的颠覆性新技术,其科技、经济与可持续发展的意义非凡。

Enertrag 公司, Sunfire公司和Rudersdorf水泥厂这三家”隐形冠军”企业都是在最近的10年中, 分别在各自专业领域内完成了相关的实验室试验、中间试验和小型工业性试验后, 并取得相应成果的基础上, 三家联合协作进行该工业规模的颠覆性创新技术项目的。不过从该项目的研发时间可能还须3~4年之久这一点来看,其中是否还有什么难度较大的技术障碍有待攻克?要么是资金筹措的时间有所问题?或者是德国人的计划习惯比较“保守”,不像我们中国这样“赶紧”,预留的保险系数太大等等。对这些问题,虽然笔者感觉似乎尚需进一步探究。然而, 在总体舆论方面,德国社会各界和媒体对该项目的反响却是相当积极乐观的,甚至是寄予厚望的。

这种跨行业多家高品质中小型优秀企业联合创新颠覆性新技术的研发模式,值得我国借鉴。但联合体中各家企业所拥有的相关前期技术准备和技术成果积累是不可或缺的。”隐形冠军”企业的培养造就是需要一定时间和实践磨炼才能铸成的。所以我国必须抓紧, 尽快进行全盘部署。

2021年9月9日,中国建材联合会发布了首批《全国建材行业重大科技攻关“揭榜挂帅”项目榜单》。这是一个很好的创意和引领,对我国水泥行业当前正处于酝酿阶段的颠覆性技术创新活动具有显著的促进与激励作用, 是一项十分及时又给力的举措。扎扎实实的做好这项重大科技项目的 “揭榜挂帅” 工作,效果可期。

2021年9月23日中国科学院发布, 该院天津工业生物研究所在利用二氧化碳为原料人工合成淀粉方面取得重大进展的消息,使我们脑洞大开。联想到,将来人们建立一座完全实现碳中和的水泥与淀粉联合生产厂已经不再是幻想中的天方夜谭了。希望中国能给世界奉献第一座协同生产水泥和淀粉的联合工厂,为二氧化碳的高效利用,再开辟一个更宽广的崭新的领域,为解决全球气候变化的老大难问题做出新贡献!

摘自中国水泥网