能源和环境优先事项

E& E大

联系信息:
Josh Reiner
税务、环境与能源总监

jreiner@cement.org


背景

波特兰水泥不是一个品牌名称,而是用于几乎所有混凝土的水泥类型的通用术语。当硅酸盐水泥与水和骨料(沙子和岩石)混合,并使其硬化时,混凝土就形成了。水泥将混凝土粘合在一起,其作用类似于面粉在蛋糕混合中的作用。混凝土是世界上继水之后利用率最高的材料;美国每年要使用大约2.6亿立方码的混凝土。它被用来建造高速公路,桥梁,跑道,水和污水管道,高层建筑,大坝,住宅,地板,人行道和车道。

通过简要的背景介绍,了解水泥生产过程对于了解该行业遵守的广泛的环境法规及其在经济中的作用是至关重要的。水泥是通过严格控制的钙、硅、铝、铁和其他次要成分的化学组合来制造的。这些化学物质通常来自石灰岩、白垩或泥灰,与页岩、粘土、板岩、高炉矿渣、硅砂和铁矿石相结合。这些物质被加热到2700℉或更高的高温,直到它们液化成为熟料。一旦冷却,石膏被添加到熟料中,产品被磨成细粉,成为硅酸盐水泥。

水泥制造是一个能源密集型的过程,依赖于化学和物理的精心平衡。水泥厂通常一天24小时、一周7天不间断地运行,在制造熟料所需的高温下生产和维护窑炉需要燃烧大量的化石燃料或替代燃料。将石灰石和其他原料转化为熟料的化学过程也是排放密集型的,通常制造过程中产生的二氧化碳占总量的50%到60%。

水泥厂是一个庞大而复杂的系统,绵延数百英尺,有着精心校准的环境控制。一个系统的变化,特别是环境遵从性的变化,会影响整个生产过程。建造水泥厂的成本可能高达数亿美元,最大的水泥厂的成本超过10亿美元,包括在排放监测和控制设备上的数百万美元投资,以及相关的运营费用。工厂通常与大型石灰石采石场相搭配,选择供应50至100年的石灰石供应。这些广泛的资本投资、制造系统的复杂性、环境控制和许可,以及与选址相关的地理限制,会使制造过程和材料设计的快速变化复杂化。再加上国内制造商因低成本补贴或监管不足的进口产品而面临的重大贸易风险,该行业面临着重大挑战。

然而,尽管公众对水泥行业的关注往往集中在水泥生命周期中制造(从生产到生产)部分的环境影响上,但在材料选择和采购方面不能孤立地考虑这种有限的分析。水泥只是混凝土的几种成分之一——最终的建筑材料——当考虑作为最终产品的一部分时,混凝土的碳强度与其他具有相同性能特征的建筑材料相比,即使不是有利的,也可以是相似的。在使用阶段,水泥和混凝土产品使建筑更节能,道路更节能,我国的基础设施更有弹性、更耐用、更持久,减轻极端天气事件的影响,减少频繁维修和更换造成的排放。它也是完全可回收的,消除了与报废处理相关的排放。简而言之,从摇篮到摇篮的整个生命周期来看,水泥和混凝土建筑材料是任何经济范围内脱碳战略的关键和可持续组成部分。

通过一个联邦系统对抗气候变化

十博安全吗PCA及其成员支持以市场为基础的政策和举措,使行业能够负责任地、可持续地持续减少碳足迹。水泥行业为实现2050年碳净中和的目标而自豪。最重要的是,我们希望看到任何解决全球变暖问题的立法,同时保持美国制造商的全球竞争力。以市场为基础的方法使制造商能够灵活地选择技术、提高效率以及对资本和业务进行其他改进,以减少排放,同时最大限度地降低经济竞争力和创造就业机会。此外,作为任何自由市场温室气体(GHG)制度的一部分,明确规定通过抢占现有系统,将温室气体法规置于联邦政府之下。十博安全吗PCA担心,如果制造商必须遵守州一级的单独要求,联邦系统的好处可能会被抑制。结果可能是企业必须遵循多个组要求将允许一个国家实施严格的命令和控制性能标准工业源,另一个国家建立一个州内的总量管制与排放交易制度,和另一个国家征收碳排放税的联邦系统。为确保一致性和可预测性,在保持美国到2050年实现净零排放的目标的同时,我们鼓励委员会加入一项条款,保护制造商不受联邦和州碳排放计划的约束。

加速碳减排技术

美国水泥制造商已经在提高能源效率和减少碳排放的技术上投入了数十亿美元,但仅仅提高能源效率还不足以实现长期减排目标。如上所述,水泥行业60%以上的碳排放是由石灰石和其他成分转化成水泥的化学过程造成的,没有办法阻止CO的产生2在这个过程中 - 这是一个“生命的化学事实”。用于水泥制造业的任何长期碳缩减策略都需要在碳捕获,使用,分配和储存(CCU)技术方面的重大进展 - 特别关注研究,开发和经济效益部署(RD&D)水泥部门。虽然有前途的CCU技术在国内和海外正在开发,但没有人达到了部署的商业阶段。几乎所有的研究和联邦资金都集中在能源部门,而不是工业部门解决方案。开发迄今为止的CCU技术对能源密集型贸易暴露的行业仍然非常昂贵,包括水泥,这面临着泄漏的显着风险。Cement plants and other industrial sources also face different technical, regulatory, and economic challenges in deploying CCUS technologies, particularly in the U.S. Any long-term strategy to reduce carbon emissions from the industrial sector must recognize that there is no one-size-fits-all solution to capturing, transporting, and using or storing carbon emissions, particularly across industries and countries. Congress should continue to expand and focus funding to assess research and technology gaps, as well as regulatory and economic barriers to CCUS deployment, in the cement sector. Lastly, Congress should reward early investment and adoption of new technologies by manufacturers to pursue comprehensive climate change legislation.

可替代燃料

水泥行业在安全高效地使用替代燃料方面有着悠久的历史,从废旧轮胎和生物质到各种各样的二次材料和废料。水泥窑特别适合安全高效地使用多种替代燃料。水泥窑在水泥生产过程中将石灰石和其他原材料加热到2700华氏度以上。高工作温度和长停留时间使水泥窑在燃烧任何热值高的燃料时都非常高效,同时保持排放在传统化石燃料的水平或以下。最终产品,水泥,是混凝土的主要组成部分,是道路、建筑、水利工程和其他形式的弹性基础设施的关键组成部分,这些都是目前迫切需要的。对于水泥工业来说,本来没有什么市场价值的次级材料是有价值的商品,提供了一种具有成本效益和环境可持续性的传统化石燃料替代品。

法律障碍通过资源保护和恢复法案限制了水泥行业,由法院解释的清洁空气法,以及环境保护局规定限制使用非危险二级材料和废物作为燃料。如今,替代燃料仅占国内制造商使用的燃料的约15%,而欧盟的36%以上,包括德国的高达60%。

水泥行业可以利用有利于重用数百万吨塑料和其他填埋材料进行能量回收。水泥行业的废料轮胎的使用提供了用于有利地重用传统上填埋的材料作为燃料的说明性示例。EPA降低了使用废料轮胎作为燃料的监管障碍,帮助行业在2011年到60万轮胎从4000万轮胎上增加其使用轮胎衍生燃料(TDF).TDF作为水泥窑的优秀燃料,因为它们具有很高的水泥窑加热值并证明了下温室气体,氮氧化物(NOx),二氧化硫(SO 2)和颗粒物质(PM)排放量

传统化石燃料。有类似的机会可以重用数百万吨丢弃垃圾填埋场的塑料,包括海洋碎片塑料,可以进一步降低温室气体和其他空气排放,促进能源安全性,并确保清洁水域。考虑到国会对解决气候变化的兴趣,我们鼓励进一步探索EPA可以降低制造商的障碍,以增加替代燃料的使用。

允许现代化

监管障碍正在阻止水泥制造商投资于技术和工艺改进以减少温室气体排放。寻求提高效率和降低碳排放强度的制造商面临着延长和昂贵的许可程序,以及来自清洁空气法案(CAA)下的新来源审查(NSR)计划的潜在不切实际的排放和监测要求。根据法院和环境保护署的解释,目前的“噪音感应强的地方”计划是对公司的惩罚,并对寻求提高运营效率的设施构成障碍。这迫使许多公司拒绝对其设施进行升级和投资,以避免接受“噪音感应强的地方”许可程序。此外,水泥行业正在使用更多的天然气来减少温室气体和其他空气排放。许多地区的管道和相关基础设施没有到位,导致许多水泥厂无法使用天然气作为燃料。如果管道和相关基础设施到位,水泥工厂的天然气使用量可能会进一步增加。《国家环境政策法》(NEPA)、《清洁水法》(CWA)和州标准下的障碍阻碍了必要的能源基础设施的实施。

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