水泥是重要的建筑材料,我国产量与消费量长期皆为全球第一,水泥也是碳密集行业,排放量约占我国排放总量的10%。然而水泥行业的脱碳技术有限,脱碳进程充满挑战。水泥行业有何转型路径?各路径的
减排幅度、技术成熟度如何?转型资金来源如何?目前的进程有什么
问题?这些都是与水泥行业脱碳相关的重要问题。
目前常用的水泥以普通硅酸盐水泥(Ordinary Portland Cement,OPC)为主,普通水泥的碳排放主要来自水泥熟料的生产过程,水泥制备以石灰石和粘土为主要原料,掺加校正原料或辅助原料,经破碎、配料、磨细制成生料,然后投入水泥窑中以1400摄氏度高温煅烧形成熟料,再将熟料加入适量石膏、辅助原料后磨细成水泥。
这一过程产生的碳排放,有60%来自其工业过程,即生料中碳酸盐(来自石灰石)分解产生的二氧化碳,其余40%的碳排放源于化石燃料的使用:水泥生产通过煤炭或瓦斯来燃烧供热和供电时,其碳排放占比分别为35%和5%。
因此,水泥脱碳可针对工业过程部分,也可针对化石燃料部分。目前,国内外公认的水泥转型路径主要有五个方面:工艺优化、碳去除、能效提升、燃料替代、
电力替代。各路径的减排幅度不同,技术成熟度不同,商业成熟度也不同。
可以看到,水泥行业转型路径的技术及商业成熟度愈高,其减排幅度往往愈低,配方优化、能效提升等路径属于此类。反之,转型技术及商业成熟度愈低时,其减排幅度愈高,而全新的水泥工艺、碳捕集与封存技术等都属此类。
事实上,从碳排放来源看,在水泥生产工艺中减少碳酸盐(石灰石)的比例是实现减排的关键。替代碳酸盐的方案有原料替代和熟料替代两种,前者是通过电石渣、钢渣等工业废渣来替代石灰石生料,后者通过粒化高炉矿渣、粉煤灰与煅烧粘土等新型低碳凝胶材料来替代水泥熟料。但两者都无法完全取代碳酸盐,更具减碳潜力的是全新生产工艺,但至今案例数量有限,且均处于试点阶段。
转型资金需求待解
无论如何转型,水泥企业的低碳转型都涉及运营支出和资本支出。从短中期降碳路径看,在运营支出方面,当水泥企业采购相对成熟的替代原料或替代熟料时,额外成本较少。反之,当水泥企业使用粉煤灰和煅烧粘土等新兴熟料替代方案时,成本会高出不少。燃料替代的情况则较复杂,循环利用率、材料可得性等因素都会影响替代燃料的价格。至于电力替代,当水泥企业使用绿电时,须支付溢价。在资本支出方面,为了使用替代熟料与替代燃料,水泥企业须对设备部署投入高额资金。
从长期降碳路径看,倘若水泥企业通过安装碳捕封存(CCUS)设施或全新生产工艺来生产“净零”水泥,资金投入较大。例如,美国的Sublime Systems公司开发了一种全新的水泥生产方法,过程中完全不用石灰石和化石燃料,而以电化学工艺来生产水泥,在环境温度下经由电解流程来汲取反应的钙和硅酸盐,从而形成升华水泥(Sublime Cement)。该公司建造第一个示范工厂的启动资金就高达2亿美元。
国际上已出现多种转型金融工具,包括股权类、债权类、保险及担保类、混合融资类等。股权类工具包括企业增资股,以及PE、VC(私募基金和风险投资)等风险包容性高的股权工具。债权类工具包括传统的贷款和债券,以及新兴的绩效挂钩贷款和债券,其中有可持续发展挂钩贷款(SLL)和可持续发展挂钩债券(SLB)等。保险和担保类工具有降低风险、增强信用的功能,可单独使用,也可与债权类工具复合使用。混合融资是近年崛起的新结构,主要应用于风险高、回报周期长、民间资本进入意愿低的新兴领域。混合融资利用由慈善资本、公共资本及开发资本形成的催化资本来降低风险,从而撬动社会资本,扩大整体资金规模。
一般而言,当转型项目使用的是减排幅度大但技术风险高的新兴技术时,则PE、VC等股权工具会比较合适。若使用减排幅度小的成熟技术时,则债权类工具会比较合适。
从国内代表性案例可以发现,国内水泥企业转型融资有以下六点值得关注。
一是在转型融资中,国内水泥企业主要使用简单的债务工具,包括
政策支持的优惠贷款、绿色贷款、绿色债券等。这些工具一般支持的是商业成熟度高、减排幅度有限的项目。
二是国内政策支持的优惠贷款以“
碳减排支持工具”和“支持煤炭清洁高效利用专项再贷款”为主,通过优惠的公共资本来撬动社会资本的参与。
三是在转型融资中,国内水泥企业显然不擅长使用复合型的债务工具,通过复合使用质押贷款和保险工具来为贷款增信的,仅骏马水泥案例。另外,国内水泥企业以发行SLB的方式将企业转型与可持续发展目标挂钩的虽有红狮水泥、华润
建材、华新水泥等几个案例,但其中仅华新水泥的SLB被纳入气候债券倡议组织的数据库。
四是国内水泥企业似未使用冠以“转型”两字的债务工具。有关于此,转型贷款案例会因银行信息保护而难以查知,但国内竟连转型债券案例都从缺。特别是,中行、建行等银行推出的转型金融目录都已明确水泥或建筑行业的转型标准,湖州、重庆等地方发布的转型金融目录亦然,但何以水泥企业未能依托相应框架发行转型债券,背后原因值得关注。
五是国内水泥企业通过PE、VC获得转型资金支持的,迄今只有上海百奥恒案例。其在2023年获得中美绿色基金的股权融资,开发全新的水泥工艺,以聚合物胶凝材料来取代普通水泥的熟料。
六是将多种融资工具合并使用的复合型融资案例,国内水泥企业鲜见。反观国际,目前已有成功案例,如2022年加纳CBI水泥公司的煅烧粘土替代熟料开发案,其混合融资结构揉合了贷款、股权、信用担保、技术支持等元素,参与方包括开发金融机构、银行、保险公司、技术转移者等。
水泥行业脱碳还需“双管齐下”
总之,水泥行业脱碳转型的关键问题,不外乎技术与资金。改善之道还须双管齐下,一方面推动水泥技术创新,一方面推动转型金融工具。
目前,我国水泥行业的转型融资方式过于单一,亟需纳入更多金融工具来形成多层次支持体系。特别是中长期里,水泥行业还须通过多元化的工具来帮助扩大融资规模,但金融工具应与技术转型路径适配,新兴的、复合型的转型金融工具适用于减排幅度大的创新技术,而我国水泥行业在新技术的开发上比较薄弱。政府可通过专项资金和税收优惠等政策,鼓励水泥企业加速低碳技术的研发,吸引社会资本的流入。
同时,我国水泥行业的低碳转型缺乏风险分担与风险补偿等配套措施的支持,这些措施对水泥业低碳转型尤为重要。政府要通过政策性担保、风险分担机制等手段来降低投资风险,提高社会资本的参与意愿。