为什么水泥是减碳的主阵地？—— 双碳与ESG观察
图源 | 《经济学人·商论》：How cement may yet help slow global warming
作为污染大户的水泥，也许有一天会反转成为绿色建材。
——《经济学人》
住房城乡建设部最新数据显示，截至2022年上半年，中国新建绿色建筑面积占新建建筑的比例已超过90%，全国新建绿色建筑面积由2012年的400万平方米增长至2021年的20亿平方米。
图源 | 央视网
作为建筑重要的组成部分，生产耗能大且碳排放高的水泥，目前正面临着绿色化转型的艰难挑战。
放眼全球，每年生产的50亿吨水泥在全球人为二氧化碳排放占8%。如果将全球水泥行业看作一个国家，那么它将是仅次于中国和美国的第三大碳排放国。
水泥是怎么一步步走进我们的生活的？为什么会产生如此大的碳排放量？水泥的低碳化有哪些有力手段？
水泥诞生记
作为现代混凝土的关键成分，水泥的重要性毋庸置疑。但回溯过去，古老的混凝土技术与目前方法有很大不同，并未采用现代水泥作为成分。
古老的混凝土技术完善于古罗马时期。受益于临近火山的优势，罗马人将石灰、火山灰与火山岩碎片混合制成混凝土，建造出许多令人印象深刻的建筑，包括罗马的万神殿和卡拉卡拉浴场，以及沿海岸线设计的大型码头和防波堤，至今伫立。
作为古罗马精湛建筑技术的代表作，万神殿是世界上最早最大的非钢筋混凝土建筑，也是至今完整保存的唯一一座罗马帝国时期建筑，里面埋葬着拉斐尔等许多著名艺术家，以及意大利君主专制时期的统治者们。
图源 | 公众号百科知识：《罗马奇迹——万神殿》
但随着罗马帝国的消亡，罗马混凝土技术失传后世。
旺盛的建筑需求催生混凝土技术的改进。1824年，英国建筑工人约瑟夫·阿斯谱丁用石灰石和粘土为原料，按一定比例配合后，煅烧成熟料后再磨细，由此研制出现代水泥，并被命名为波特兰水泥。世上从此有了真正的水泥并沿用至今。
图源 | 维基百科 ， 纪念约瑟夫·阿斯谱丁
水泥的矛盾：建筑业根基vs碳排放大户
时间回到现代，伴随经济发展和城镇化建设推进，自改革开放以来，我国新建商品房和以“铁公基”为代表的基础设施建设发展迅猛；近几年，我国也在旧改和保障房方向上进行大量的投入。 央企保利发展控股集团历年来在城市改造、保障性住房建设等领域均有深耕。其累计建设政策性保障住房项目超过100个，投资超过700亿元。“规模最大、清拆速度较快、改造过程和谐”的琶洲村改造项目更是为中国旧改献出了优秀的参考方案。
这类建筑行业参与者大量的投入催生出上游建筑材料的巨大需求，其中，水泥是现代混凝土的关键成分，同样也是建筑材料中最重要的基础原材料。如下图所示，水泥广泛应用于各类地产、基础设施以及农村建设等建筑应用场景。
图源 | 安信证券环保公用研究：《水泥深度：需求有望维持高景气，看好水泥旺季涨价行情》
自1985年以来，中国水泥产量一直稳居世界第一，2020年水泥产量更达23.77亿吨，而中国人均水泥产量也显著高于大多数水泥大国。数据显示，2019年中国人均水泥产量为1700千克，约为韩国的1.5倍或美国的6.3倍。充足的水泥产量保证了我国在地产和基建领域的建设，有力保障了我国的发展。
图源 | 安信证券环保公用研究：《水泥深度：需求有望维持高景气，看好水泥旺季涨价行情》
然而，水泥的环境不友好属性也是事实，2020年我国水泥行业碳排放约13.75亿吨，占全国碳排放总量约 13.5%。根据《中国建筑能耗研究报告（2020）》显示，我国建筑生命全周期的碳排放中，建材生产阶段是第一大来源，而该阶段有接近一半的碳排放量源自水泥生产。
因此，水泥是建筑产业链减碳过程中不可缺少的一个环节，亦是2030年碳达峰、2060年碳中和目标的重点碳减排行业。
开启水泥低碳之旅
纵观水泥生产过程，二氧化碳的排放主要源于熟料生产过程，其中石灰石煅烧产生生石灰的过程所排放的二氧化碳，约占全生产过程碳排放总量的55-70%；次之是高温煅烧，该过程需要燃烧燃料，因此产生的二氧化碳约占全生产过程碳排放总量的25-40%。
图源 | 麦肯锡： 《 “中国加速迈向碳中和”水泥篇：水泥行业碳减排路径 》
原料：熟料替代
熟料生产是水泥生产过程中最大的碳排放来源。用固体废弃物代替熟料，减少石灰石的使用，可减少生产过程中的碳排放。
墨西哥建筑材料巨头西麦斯用剥离了可回收物质的城市废物制造出了一种名为Climafuel的窑炉燃料。这种燃料属于植物性材料，含有丰富的原本留存于大气的 碳，而不是像化石燃料一样释放出新的碳。
燃料：光伏发电降低能耗
水泥是传统能耗大户，能耗成本占比过半。水泥生产过程中需要消耗大量能源，主要包括煤炭和电力。从全国角度看，2020年水泥行业用电占全社会用电量2%， 高于玻璃、陶瓷制品等其他建材行业。使用化石燃料进行高温煅烧是水泥生产过程中的第二大碳排放来源，而光伏替代煤炭发电也成为我国水泥企业的重要抓手。
全球排名前三的水泥制造商海螺水泥，过去极度依赖煤炭发电，2020年海螺水泥熟料综合成本中煤炭及动力占比达51%，如今公司大力发展光伏电站、储能项目等新能源业务。同时，公司也购买绿电。旗下十多家子公司曾购买和使用了近4000万度光伏电，相当于节省了1.3万吨煤，减少了3.3万吨碳排放。除了海螺水泥，中国建材、塔牌集团、万年青等诸多大型水泥企业也纷纷冲刺抢占 “光伏” 赛道。
在“双碳”大背景下，保碧基金于今年重点布局碳中和方向，其中建筑光伏一体化是重点关注方向之一。保利资本通过在光伏领域的投资，帮助建筑产业链减少高碳排放的燃料使用，减少环境污染；保利资本的在管项目——立新能源就聚焦于光伏发电（点击此处阅读相关文章）。未来，保利资本将继续关注该赛道更多的投资机会。
工艺：碳捕捉技术
煅烧水泥一定会产生二氧化碳，因此在二氧化碳进入大气层之前将其捕集并封存起来，是水泥行业去碳化的最有效方法。捕捉后的二氧化碳可以进行储存以及再次利用。据估计，逆向煅烧可以封存多达5%的水泥碳排放量。
在我国，华新水泥建立了世界首条水泥窑尾气吸碳制砖生产线，其以 “二氧化碳传输-碳化养护-温度-后续水化”协同效应理论为基础，突破了二氧化碳不能快速进入混凝土制品内部进行迁移和反应的科学瓶颈，成功将废气中的碳捕捉后投入砖块生产。以年产1亿块混凝土砖生产线测算，每年可吸收利用二氧化碳2.6万吨。此外，取消高温蒸环节压所节约出的相应余热蒸汽如果用来发电，年发电量可达379万千瓦时。
除了以上主流减碳措施外，部分企业正在通过数字化手段降低碳排放，例如通过能源管理系统监查工艺流程能耗及碳排放，这是高端制造行业降本增效的一个趋势，同时，也是保利资本持续关注的投资方向。
水泥曾被称作是“人类文明历程中对大众最重要的材料”，但面对全球温室效应的加剧，一个碳排放总量8%产业的绿色减碳势在必行。保利资本始终坚持紧跟国家战略方向和政策导向，希望未来能够携手社会各界一同参与到绿色减碳工作中。
参考文章：
The Economist: How cement may yet help slow global warming
央视网：《我国新建建筑“绿色化”已超90%》
ASME: Ancient Roman Concrete stands the Test of Time
三门峡职业技术学院学报：《混凝土材料的历史与发展》
Wikipedia: Joseph Aspdin
安信证券环保公用研究：《水泥深度：需求有望维持高景气，看好水泥旺季涨价行情》
中国建筑节能协会能耗统计专委会：《中国建筑能耗研究报告（2020）》
平安证券：《2021年水泥行业分析》
世界科学：《水泥如何助力减缓全球变暖》
36氪：《焦点分析 | “中国水泥看海螺”，全球第二的水泥龙头要花50亿减排》
华新之光：《世界首条水泥窑尾气吸碳制砖生产线在华新水泥成功运行》
本文来自微信公众号“保利资本”（ID:PolyCapital），36氪经授权发布。
