2020 년 중국 시멘트 생산량은 23 억 8000 만 톤으로 전 세계 시멘트 생산량의 50% 이상을 차지했으며 시멘트 및 숙료 제품의 생산 판매량은 수년 연속 세계 1 위를 차지할 것으로 나타났다. 동시에 시멘트 산업도 우리나라의 중점 탄소 배출업으로 13% 를 넘어섰다. 따라서 이산화탄소 배출의 최고치와 탄소중립 비전에서 시멘트 산업이 어떻게 오염과 탄소 감소, 품질 향상을 더욱 줄일 수 있을지가 각계의 관심의 초점이 되고 있다. 시멘트 업계의 에너지 절약 배출 감축 조치와 방안에 대해 알아보겠습니다.

첫째, 석탄을 절약하고 원연료와 폐기물의 대체율을 높이는 것이 배출 감축의 중점이다.

시멘트 생산과 판매는 국민 경제와 사회 발전과 밀접한 관련이 있으며, 그 시장 수요는 강성이다. 지난 20 년 동안 중국 시멘트 산업은 기본적으로 기술 구조 조정을 완료하고 에너지 절약 및 소비 감소에 실질적인 진전을 이루었습니다. 기존 기술 조건 하에서 이산화탄소 배출을 더욱 줄일 수 있는 잠재력과 유연성은 매우 제한적이다. 따라서 시멘트 산업은 탄소중립 실현을 위해' 전복성' 기술을 적용해야 한다.

현재 국가는 탄소거래시장을 통해 배출권을 구매하는 기업에 대해 배출 감축 책임을 이행할 것을 분명히 요구하고 있으며, 그 비율은 배출량의 5% 를 초과할 수 없다. 따라서 시멘트 기업의 경우 탄소중립 요구 사항을 충족하기 위해 근원에서 탄소 배출을 통제하고 줄이거나 생산능력을 줄여야 합니다. 현재 시멘트 업계가 근원에서 탄소 배출을 통제하는 데는 아직 성숙하고 실현 가능한 기술 경로가 없다. 바이오 에너지 등 파괴적인 기술의 대규모 사용을 제외하고는. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 건강명언)

시멘트 산업의 탄소 배출은 주로 클링커 생산에서 나온다. 클링커 1 톤은 이산화탄소를 약 0.85-0.90 톤으로 배출하는데, 주요 원연료는 석회석, 사암, 알루미늄철 원료, 석탄이다. 클링커 생산에서 이산화탄소의 50 ~ 65% 는 재생 불가능한 자원인 석회석의 분해에서 비롯되며, 약 35% 는 석탄에서 나온다. 앞으로 오랫동안 석회석을 대규모로 대체할 수 있는 경제적이고 실행 가능한 원료는 없을 것으로 예상된다. 이에 따라 시멘트 업계가 원천통제와 탄소 감축의 중점은 석탄을 절약하고 원연료와 폐기물의 대체율을 높이는 것이다. 석탄을 재생 가능한 바이오 에너지로 대체하는 것이 가능하다는 것이 실증되었다.

유럽의 한 대형 시멘트 그룹이 아프리카에서 실시한 2000 t/d 시멘트 생산 라인과 3000 t/d 시멘트 생산 라인의 경우, 바이오 연료가 분해로에 들어가 일부 석탄을 대체하며 대체율은 약 20% 이다. 중국 시멘트 업계 선두 기업인 소라 양시멘트 공장은 분해로 석탄을 농작물 짚 부분으로 대체하고, 매일 짚 폐기물 200 톤을 처리하며 이론적으로 석탄 대신 20% 바이오 연료를 실현했다. 그러나 운행 메커니즘이 미비하여 바이오연료 공학 기술이 부족하여 바이오연료 공급을 충족시킬 수 없었고, 상술한 프로젝트의 실제 운행 대체율은 10% 정도에 불과했다.

둘째, 로터리 가마에서 바이오 가스의 연소 온도는1700 C 입니다.

현재 유럽과 중국의 소라 쓰레기 가스화로 바이오가스와 바이오연료의 직연 기술이 부족해 연소 온도 부족, 시멘트 생산 라인의 자재 균형이 미비하고 바이오에너지 전문화 운영이 미비한 등 바이오 연료는 분해로 (900 C 안팎) 에서 일부 화석에너지를 대체하려고 시도하고 있으며, 전 세계적으로 시멘트 회전로의 석탄을 대체하는 바이오에너지는 없다.

따라서 고온 바이오가스 (400 C 이상, 공업열분해에 의해 생성) 를 이용하여 시멘트 로터리 가마에서 연소할 때 (최대1700 C 정도) 해결해야 할 기술적 문제는 주로 로터리 가마의 연소 온도와 시멘트 생산 라인의 자재 균형에 초점을 맞추고 시멘트 기업과 기술 기관이 바이오가스 기업과 함께 다음 기술을 해결해야 한다.

기술방안 중 고온메탄가스를 고려해 시멘트 숙료로 회수된 열을 이용하여 가마머리 연소용 공기를 예열하고, 900 C 의 2 차 바람을 이용하여 연소공기를 보조하여 가마의 연소온도를1700 C 정도로 높인다.

석탄을 전면적으로 대체하는 것은 시멘트 분해로, 가마 등 시멘트 생산 라인의 자재 균형을 다루고 있으며, 시멘트 생산의 온도장 (벨트), 바이오가스 및 연소연기의 기류와 물류, 기체 고체 액상반응, 전도열 전달, 공예 설비 등을 포함한 재설계가 필요하다.

또한 시멘트 기업의 전통적인 생산 경영 방식의 혁신을 추진하여 공업 기술 혁명에 적응해야 한다. 바이오 연료 공학 기술, 시멘트 산업 가치 공학 기술, 바이오 매스 가스화 기술 업그레이드 및 효율 향상, 대규모 산업 응용 등 일련의 문제 해결을 촉진합니다.

그중 가장 중요한 것은 로터리 가마의 고온 바이오가스 소결 온도1700 C 의 기술 돌파를 실현하는 것이다. 앞서 중과원 광저우 에너지소 소장 오창지팀은 선전 디센화미 철강 프로젝트의 오픈 푸시로에서 바이오가스를 이용해 1300℃ 압연 산업화의 돌파구를 성공적으로 실현하며 3 년간 안정적으로 운영했다.

셋째로, CCUS 기술은 여전히 산업화하기 어렵고, 바이오가스 기술은 탄소 감소를 담당한다.

5 월 18 일 국제에너지국은 2030 년 전 세계 순 제로 배출의 이산화탄소 배출량 대부분이 오늘날 실제로 사용할 수 있는 기술 (기존 기술) 에서 비롯되며, 2050 년에는 거의 절반의 감축량이 여전히 데모 또는 프로토타입 단계에 있는 기술 (미래 기술) 에서 나올 것이라고 연례 보고서를 발표했다.

보고서는 CCUS 기술 (탄소 포집, 이용 및 보관 기술) 을 이용하여 시멘트 등 탄소 감축이 어려운 기존 에너지 자산의 배출 문제를 해결할 것을 분명히 밝혔습니다. 저배출 수소 생산의 빠른 확장을 지원하고 대기에서 이산화탄소를 제거한다. 화석 연료가 쉽게 또는 경제적으로 대체될 수 없는 분야 (예: 전기, 제한된 지속 가능한 바이오 에너지 공급이 수요를 충족시킬 수 없는 분야) 에서는 수소와 수소 기반 연료가 격차를 메울 것이다.

원본 링크:/news/details _ 272165.html

출처: 기현. Com

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