水泥工業(yè)顛覆性整套創(chuàng)新技術(shù)將在德國橫空出世 ——完全達(dá)到碳中和目標(biāo)的水泥與化學(xué)產(chǎn)品協(xié)同生產(chǎn)系統(tǒng)

2021年初, 德國三家享譽(yù)世界多年的 ”隱形冠軍” 企業(yè)——Enertrag 可再生能源公司, Cemex 集團(tuán)的德國Rudersdorf水泥企業(yè)和Sunfire電解化學(xué)技術(shù)公司共同組建了一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)聯(lián)合體，旨在完全達(dá)到碳中和條件下，建設(shè)一套完整工業(yè)規(guī)模的可以同時(shí)生產(chǎn)水泥和多種化學(xué)產(chǎn)品的協(xié)同聯(lián)合生產(chǎn)系統(tǒng)。該創(chuàng)新研發(fā)項(xiàng)目的名稱是“Concrete Chemicals”（混凝土 化學(xué)產(chǎn)品），報(bào)請(qǐng)德國聯(lián)邦環(huán)境、生態(tài)保護(hù)和核安全部（BMU）審批后，已列入2021年《德國工業(yè)減碳行動(dòng)》規(guī)劃，并獲得了項(xiàng)目啟動(dòng)的資金支持。

該項(xiàng)目的目標(biāo)和科技攻關(guān)內(nèi)容主要為：Enertrag公司在其Brandenburg的風(fēng)能和太陽能電廠為年產(chǎn)水泥200萬噸的Rudersdorf水泥廠提供其所需要的全部電能，建立一套專門的零碳供電及儲(chǔ)能系統(tǒng)。Sunfire公司給Rudersdorf水泥廠提供一套20 MW的堿性加壓電解槽裝備，用于生產(chǎn)5000t/a綠氫， 一套Co-SOEC高溫電解槽裝備，用于生產(chǎn)碳?xì)浠衔锖鸵谎趸嫉幕旌衔锝M成的合成氣體（syngas）。Rudersdorf水泥廠排出的全部CO2則分別與綠氫或合成氣體經(jīng)過一系列物理化學(xué)的催化反應(yīng)后，可生產(chǎn)出綠色甲醇、多種清潔化學(xué)產(chǎn)品和清潔燃料。

這樣一座完全實(shí)現(xiàn)碳中和的 “Concrete Chemicals” (混凝土 化學(xué)產(chǎn)品) 聯(lián)合工廠， 計(jì)劃2025年全線聯(lián)動(dòng)投入試生產(chǎn)，是世界上第一條這種類型的工業(yè)規(guī)模驗(yàn)證示范生產(chǎn)線。它不僅能實(shí)現(xiàn)碳中和，而且還首創(chuàng)水泥廠全部運(yùn)用零碳電能的先河；同時(shí)又生產(chǎn)零碳水泥（2Mta）, 以及多種清潔化學(xué)產(chǎn)品和清潔燃料; 水泥窯全部采用替代燃料和綠氫煆燒熟料，其對(duì)化石燃料 (煤、油、氣) 的替代率TSR=100%: 主要是開拓一個(gè)水泥窯CO2高效利用的新領(lǐng)域。實(shí)屬是水泥行業(yè)聯(lián)合能源和化工行業(yè), 各方優(yōu)勢互補(bǔ)，協(xié)同聯(lián)合創(chuàng)新的顛覆性新技術(shù)，其科技、經(jīng)濟(jì)與可持續(xù)發(fā)展的意義非凡。

Enertrag 公司, Sunfire公司和Rudersdorf水泥廠這三家”隱形冠軍”企業(yè)都是在最近的10年中, 分別在各自專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)完成了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、中間試驗(yàn)和小型工業(yè)性試驗(yàn)后, 并取得相應(yīng)成果的基礎(chǔ)上, 三家聯(lián)合協(xié)作進(jìn)行該工業(yè)規(guī)模的顛覆性創(chuàng)新技術(shù)項(xiàng)目的。不過從該項(xiàng)目的研發(fā)時(shí)間可能還須3~4年之久這一點(diǎn)來看，其中是否還有什么難度較大的技術(shù)障礙有待攻克？要么是資金籌措的時(shí)間有所問題？或者是德國人的計(jì)劃習(xí)慣比較“保守”，不像我們中國這樣“趕緊”，預(yù)留的保險(xiǎn)系數(shù)太大等等。對(duì)這些問題，雖然筆者感覺似乎尚需進(jìn)一步探究。然而, 在總體輿論方面，德國社會(huì)各界和媒體對(duì)該項(xiàng)目的反響卻是相當(dāng)積極樂觀的，甚至是寄予厚望的。

這種跨行業(yè)多家高品質(zhì)中小型優(yōu)秀企業(yè)聯(lián)合創(chuàng)新顛覆性新技術(shù)的研發(fā)模式，值得我國借鑒。但聯(lián)合體中各家企業(yè)所擁有的相關(guān)前期技術(shù)準(zhǔn)備和技術(shù)成果積累是不可或缺的?！彪[形冠軍”企業(yè)的培養(yǎng)造就是需要一定時(shí)間和實(shí)踐磨煉才能鑄成的。所以我國必須抓緊, 盡快進(jìn)行全盤部署。

2021年9月9日，中國建材聯(lián)合會(huì)發(fā)布了首批《全國建材行業(yè)重大科技攻關(guān)“揭榜掛帥”項(xiàng)目榜單》。這是一個(gè)很好的創(chuàng)意和引領(lǐng)，對(duì)我國水泥行業(yè)當(dāng)前正處于醞釀階段的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)具有顯著的促進(jìn)與激勵(lì)作用, 是一項(xiàng)十分及時(shí)又給力的舉措。扎扎實(shí)實(shí)的做好這項(xiàng)重大科技項(xiàng)目的 “揭榜掛帥” 工作，效果可期。

2021年9月23日中國科學(xué)院發(fā)布, 該院天津工業(yè)生物研究所在利用二氧化碳為原料人工合成淀粉方面取得重大進(jìn)展的消息，使我們腦洞大開。聯(lián)想到，將來人們建立一座完全實(shí)現(xiàn)碳中和的水泥與淀粉聯(lián)合生產(chǎn)廠已經(jīng)不再是幻想中的天方夜譚了。希望中國能給世界奉獻(xiàn)第一座協(xié)同生產(chǎn)水泥和淀粉的聯(lián)合工廠，為二氧化碳的高效利用，再開辟一個(gè)更寬廣的嶄新的領(lǐng)域，為解決全球氣候變化的老大難問題做出新貢獻(xiàn)！