行业借鉴|改写石灰工业碳足迹的关键路径成功打通！

行业借鉴|改写石灰工业碳足迹的关键路径成功打通！

    原文再现：

 【快讯】全球首个大规模高压气流床生物质气化炉吊装成功！

      2025年4月15日，在金风绿能化工（兴安盟）有限公司“绿氢制50万吨绿色甲醇项目(一期25万吨）”项目施工现场，全球首个大规模高压气流床生物质气化炉吊装成功！

   该项技术采用复朋气化技术，一开不备，气化压力3.0MpaG，总气量70000Nm3/h（CO+H₂），仅一台气化炉就足以满足年产25万吨甲醇的气化产能，本项目气化工段预计2025年6月20日中交，6月30日点火。

   该项目的顺利实施，是生物质气化在高压气流床技术中实现大规模化应用的典型示范项目，不但成功打通了绿色甲醇生产的关键路径，还形成了可再生能源发电耦合生物质气化的完整生态链，使我国可再生能源发展生产进入新的篇章。

 资料来源：网络综合

——石灰行业启示：

     从上述信息显示：由生物质能源化到高附加值的资源化利用的一场新机遇已经来临。它给我们石灰产业带来哪些启示？

  （一）、资源化与能源化的本质差异

   生物质能源化利用主要指将林业废弃物、农业秸秆等生物质转化为热能或燃料及电能，其核心目标是替代化石能源，缓解能源危机。例如，生物质发电和生物燃料生产是典型的能源化技术路线。而生物质资源化利用则更进一步，强调将废弃物转化为高附加值产品，资源化利用不仅关注能源替代，更注重循环经济下的全产业链价值挖掘，例如：唐山金泉冶化科技产业有限公司开发应用的通过生物质燃料与石灰窑回收二氧化碳联产转化新能源（煤气、CO）生产石灰技术，实现石灰产业链“吃干榨净”的零废弃目标。

   （二）、从“燃烧”到“精炼”的跨越

1.能源化技术的局限

   传统能源化技术（如直接燃烧、气化发电）虽然能减少化石能源依赖，但存在能效低（仅30%-40%）、经济性差（依赖政策补贴）和碳排放问题（不完全燃烧产生污染物）。

2.资源化技术的创新生物炼制技术：

   例如：将农林废弃物在气化的同时还生产生物炭（用于回收二氧化碳或高值化深加工或土壤改良）、生物油（工业原料）和可燃气，实现资源分层利用。

（三）、政策驱动促进从“废料处理”到“黄金产业”

     中国《“十四五”生物经济发展规划》明确提出推动生物质能向高附加值领域转型，欧盟则通过“碳边境调节机制”倒逼生物质资源化技术升级。生物质资源化利用不仅是能源化技术的升级，更是从单一能源生产向多元化高价值产品转型的产业革命。通过技术融合、政策协同（如碳市场激励）和商业模式创新（如循环农业），生物质资源化有望在2030年前形成万亿级市场，成为“双碳”目标下的核心支柱产业。这一进程不仅重塑了废弃物价值链，更推动了农业、工业与生态保护的深度融合，堪称生物质利用的“第二次浪潮”。

  ——石灰行业相关前沿技术链接：

碳市场扩容催生万亿赛道：生物质能如何改写石灰工业碳足迹？

 （一）、国家双碳战略及行业要求：

    三大行业面临低碳转型压力，2025年3月26日，生态环境部发布《全国碳排放权交易市场覆盖钢铁、水泥、铝冶炼行业工作方案》，全国碳市场首次扩容，这一政策标志着我国“双碳”战略进入深化实施阶段，通过市场机制倒逼企业减排。

   三大行业均面临“生存战”，需通过技术创新和能源结构调整实现减排目标。碳市场通过配额分配和交易机制，形成“排放有成本、减碳有收益”的激励机制，推动行业从“高碳依赖”向“低碳竞争力”转型。

  （二）、技术路径：

   三大行业对生物质的差异化需求：

     钢铁行业：生物质能可作为高炉喷吹燃料或替代部分焦炭，减少化石燃料使用，生物质与绿氢结合的“氢基炼钢”技术正在试点，进一步降低碳排放。

     水泥行业：生物质燃料替代燃煤是核心路径。生物质燃料燃烧产生的二氧化碳与其生长阶段吸收的量基本平衡，实现零排放。例如，海螺水泥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。

     电解铝行业：依赖绿电与生物质能耦合生产。电解铝需连续供电，生物质发电可提供稳定基荷电源。例如，云南神火铝业通过水电与生物质能结合，单吨铝碳排量较火电减少约11吨。此外，生物质热解产生的生物炭可作为电解槽阳极材料的替代品，降低全氟化碳排放。

  （三）、石灰行业的减排路径

   目前，唐山金泉冶化科技产业有限公司的一项名为“一种实现负碳排放联产石灰的装置及生产工艺（公开号CN 119241100 A），”的专利技术已经完成中试和工业应用实验，开始进入推广应用实施阶段，该公司2025年新规划设计的石灰生产项目将逐步应用该项技术。

     根据专利摘要显示，本申请公开了一种实现负碳排放联产石灰的装置及生产工艺，该装置可将石灰窑产出的高温CO₂废气送入CO₂转化装置中转化为CO 气体，且将石灰窑煅烧带的高温CO₂废气除尘净化后送入燃料生成转化装置中转化生成含CO的可燃气体，并将前述转化得到的可燃气体送入石灰窑内燃烧供热以煅烧石灰石，因此，本申请利用石灰生产中高温CO₂废气作为热源，通过一步法与生物质废碳或其它含碳燃料进行脱碳转化生成可燃气体并联产石灰，应用本申请装置可解决CO₂转化为CO所需外部能耗高、转化时间长且转化成本高的问题，促进负碳技术的高效产业化实现，达到节能减排，取代化石燃料，实现增值化和零碳化、负碳化的目的。

（唐山金泉冶化科技产业有限公司2024年已经实施的“ZGS外支撑式混喷双燃双膛石灰窑（专利技术）”）

   编者对该项技术进一步深入了解到：

     碳达峰和碳中和战略目标对全球经济与社会发展意义非凡，碳达峰和碳中和的深层次问题实为能源问题，而日趋成熟的碳捕集、封存和利用技术也因高成本、高能耗面临产业界的强大阻力。虽然二氧化碳在大量排放时对生态环境造成不良影响，但它又是自然界中重要的资源之一，因此合理利用C0₂才是有效解决问题的关键。

   二氧化碳资源大致可以通过以下途径加以综合利用:(1)二氧化碳转化为有用化学物质;(2)经电化学、光电化学和光化学反应制取有机化合物;(3)制取二氧化碳聚合物;(4)制取燃料碳;(5)超临界二氧化碳萃取。超临界CO₂萃取主要是利用了C0₂的化学惰性。而利用CO₂作为反应物质，现在技术还不够成熟，CO₂的转化利用率也相当低。

     目前，负碳技术是实现二氧化碳净零排放的关键，也是*具潜力技术，它可以集成可再生资源利用、清洁能源生产、二氧化碳减排等多项应用的技术要点和优势，在创造和增加负碳排放方面有着巨大优势。

   其中，二氧化碳化工利用技术是*具典型的负碳技术，它以化学转化过程为特性特征，以CO₂为碳氧资源将其转化为其他产物，并具备一定减排效益的工业技术。其不仅能够直接消耗CO₂，还能够实现对传统高碳原料的替代，兼具直接减排和间接减排效应。

   基于背景技术存在的问题，唐山金泉冶化科技产业有限公司发明的目的在于提供一种在不增加外部能源热能的前提下，利用石灰生产中高温CO废气作为热源，一步法与生物质废碳或其它含碳燃料（煤炭、焦炭）进行脱碳转化为C1新能源生产石灰。同时利用石墨电极和电磁感应方式与廉价的铁基及含锆催化剂与CO废气继续反应生成CO燃气循环利用，达到CO废气的全部转化再利用，达到取代化石燃料以及增值化和零碳化、负碳化的目的。

     该技术路线可以全部回收石灰生产中的CO气体转化为以C1（煤气）为主要成分的可燃气体燃料，既可以抵消电解CO₂增加的电费成本，也可以大幅度降低石灰生产的燃料成本，同时也达到CO “负碳” 排放目的。

  ——核心关键点延伸：

     虽然唐山金泉公司上述技术已经具备可实施的条件，然而在实施过程也面临目前国内生物质发生炉设备普遍产气量较小的现实，目前国内实施的生物质气发生炉单台设备较大规模产气率型号的产气率也只有2500~3500m³/h范围，然而，唐山金泉公司设计的生物质气生产石灰的窑型为“ZGS外支撑式混喷双燃双膛石灰窑（专利技术）”，石灰小时产能一般都在10~25吨居多，小时用气量在6500~13000³/h范围。显然，目前的单台设备产气率还远远不能满足石灰生产供应，虽然可以采用多台套设备串联供气的方法，但是也存在产气量和压力不均衡、占地大、生产不宜操控的缺陷。

   然而，随着本文前述的“全球首个大规模高压气流床生物质气化炉吊装成功”， 预示着生物质燃料规模化生产燃气及工业化应用进入了一个新阶段，特别是该设备单台套设备总气量可达70000Nm3/h（CO+H₂），一台套的产气量就可以达到五座“双膛石灰窑（小时100吨以上）”产量的需求（当然也会有适合单台套石灰窑设备应用的型号），特别是其气化压力，也适合石灰窑生产。可见，该项技术的出现，为传统石灰产业脱碳增值化利用技术领域提供了有力支撑可借鉴的模式，助力了石灰产业“双碳”目标实现，也必将推动整个石灰产业的升级。

 资料编辑整理：

《石灰产业》编辑部

 2025年04月18日