清洁能源技术所需的矿产比化石燃料相关技术更多,采矿和水泥行业在这一转型中都发挥着关键作用。
铜、锂和钒等金属是绿色技术以及能源发电和储存的核心。
采矿和水泥行业对全球排放贡献显著,因此寻找脱碳途径对实现全球减排目标至关重要。
绿色转型正在增加对生产风力涡轮机、太阳能电池板、电动汽车、电池储能及其他电子设备所需金属和矿产的需求。铜、锂和钒等金属是绿色技术以及能源发电和储存的核心。
在一份2020年的报告中,国际能源署指出,清洁能源技术通常比化石燃料相关技术需要更多矿产,一辆电动汽车所用矿产是传统汽车的五倍。
与此同时,全球经济增长和城市化持续推动水泥需求增长。 基础设施投资能够为人们带来更便捷的出行、更好的经济机会和更高的生活质量,并可降低不平等程度。然而,水泥生产约占二氧化碳排放的7-8%,采矿业约占4-7%,因此通往低碳、可持续未来及更高生活水平的道路,看起来并不那么绿色。
世界经济论坛在推动清洁能源转型方面正在开展哪些工作?
采矿和水泥是脱碳未来的核心
长期以来,媒体和公众一直将采矿和水泥视为高碳密集型行业。但事实上,两者在绿色低碳未来中都发挥着关键作用,同时对于实现《巴黎协定》以及在新冠疫情后有效实施绿色复苏计划也至关重要。
世界银行2020年的一份报告强调了“矿产和可再生能源供应链上的所有利益相关方在向更清洁的能源体系转型中都发挥着至关重要的作用,以实现可持续发展目标7(人人可获得可负担的清洁能源),同时确保这一转型不以牺牲气候、环境和人民为代价”,并指出“即便这意味着为实现目标需要更多矿产,可再生能源的部署对于帮助我们实现《巴黎协定》仍然至关重要”。
因此,绿色转型既需要矿产,也需要水泥,这一点毋庸置疑。
FLSmidth首席执行官Thomas Schulz
问题在于需要采取哪些行动来推动这些行业转型,并加快脱碳解决方案的落地。FLSmidth已将整体业务和可持续发展战略专门用于应对这一问题。我们将其称为MissionZero。我们需要在2030年前推动水泥和采矿行业实现零排放,这需要一些大刀阔斧的工程决策。
水泥行业的解决方案
我们先从水泥行业说起。其中一项关键解决方案是寻找替代燃料。水泥生产是一个能源密集型过程,需要大量能源来达到各工序所需的高温。燃料燃烧占该过程二氧化碳排放的32%。传统上,该工艺倾向于使用化石能源,因为其能提供稳定、清洁的能源来源。但要减少二氧化碳排放,就需要进行能源替代。
一种能源来源是所谓的垃圾衍生燃料(RDF),即在煅烧过程中用焚烧垃圾替代化石燃料。我们看到全球各地的项目已取得积极成效,例如越南水泥公司VICEM和新西兰的Golden Bay Cement。两者都同时解决了两个问题:既淘汰了作为能源来源的煤炭,又同时应对了废弃物问题。
水泥行业面临的另一项二氧化碳排放挑战是将熟料用作主要原料。石灰石熟料的煅烧实际上是该行业二氧化碳排放的主要来源,占该过程总排放量的57%之多。我们希望通过加快推广黏土煅烧并推动熟料/黏土/石灰石混合料的使用来降低熟料用量,从而减少排放。第一步是展示工业规模的黏土煅烧,将其用作胶凝材料;第二步是利用电气化和可再生能源实现该工艺的脱碳。黏土尤其值得关注,因为它在增长地区储量丰富,而这些地区又普遍缺乏优质石灰石。
最后,数字化将在降低排放方面发挥关键作用。在新冠疫情期间,我们看到对应用数字解决方案感兴趣的客户显著增加。这当然是因为旅行限制使技术人员难以到现场开展维修和保养工作。水泥厂工艺的数字化使您能够应用能效解决方案,通过自动化取样和质量检测,确保所用水泥混合料配比精确,并确保二氧化碳排放较高的石灰石熟料与其他排放较低的辅助材料实现合理配比。
尽管减少水泥生产中二氧化碳排放的新解决方案正逐步推出,但这还远远不够。为加快水泥生产商的投资,需要通过在公共采购基础设施项目中提出新要求、将低碳生产工艺纳入建筑规范,以及刺激整个行业的绿色投资,来拉动低碳水泥的需求。
总体而言,推动水泥行业实现零排放并非依靠某一种单一解决方案,而是依靠多种创新的组合。
采矿解决方案
与水泥行业一样,已有多种新的解决方案和理念旨在降低采矿行业的二氧化碳排放及其气候足迹。
用水是我们采矿解决方案的一个重点领域。约70%的矿山位于缺水地区。在部分地区,水是稀缺资源,而采矿可能是一个非常耗水的过程。为此,我们通过更大型的过滤设备和干堆尾矿,已将用水量减少了95%。
我们还能够处理含砷的矿床以回收铜、金和银,同时符合严格的环境法规。这意味着难处理矿石可在较低温度下加工,从而节约能源,同时也降低了冶炼厂造成砷污染的风险。
就采矿过程中的二氧化碳排放而言,我们必须淘汰所有柴油驱动设备,用带式输送机取代卡车,后者能更高效地运输开采出的物料。
过去十年间,矿商已开始大规模建设坑内破碎与输送(IPCC)系统,用由电力驱动的连续输送带物料运输取代以化石燃料驱动的卡车车队。这些系统的积极环境影响巨大,同时IPCC系统的应用提高了自动化和数字化程度,带来了更多效率提升。
事实上,数字化议程在采矿业中对生产力的重要性日益凸显,其益处也将体现在可持续性方面。例如,通过利用数字技术的进步,我们将能够连接、采集并预测生产数据,以优化流程,从而减少水资源浪费、降低排放和能源消耗。
水泥和采矿行业是推动能源转型所必需的。我们绝不能摒弃它们。相反,我们必须努力推动这些行业脱碳,促使其尽快采用新技术和新工艺,以减少碳排放。




