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碳捕集技术在陶瓷生产中的应用场景与成本效益1

碳捕集技术在陶瓷生产中的应用场景与成本效益

摘要

本报告系统研究了碳捕集技术在陶瓷生产中的应用场景与成本效益，旨在为陶瓷

行业实现碳减排目标提供技术路径和经济可行性分析。报告首先分析了陶瓷行业碳排

放现状及政策环境，指出陶瓷生产作为高耗能、高排放行业，面临严峻的减排压力。随

后，报告详细阐述了碳捕集技术的理论基础，包括化学吸收法、物理吸附法、膜分离法

等主流技术的原理及适用性。通过构建技术经济分析模型，报告量化评估了不同碳捕集

技术在陶瓷生产各环节的应用效果，并对比了其投资成本、运行费用及碳减排效益。研

究结果表明，化学吸收法在陶瓷窑炉烟气处理中具有较高适用性，投资回收期约为57

年；物理吸附法适用于低浓度CO2排放场景，但运行成本较高；膜分离法虽技术成熟

度高，但在陶瓷行业大规模应用仍面临挑战。报告还提出了分阶段实施策略，包括试点

示范、技术优化和全面推广三个阶段，并设计了相应的保障措施。最后，报告对碳捕集

技术在陶瓷行业的应用前景进行了展望，认为随着技术进步和政策支持力度加大，碳捕

集将成为陶瓷行业实现碳中和目标的关键技术路径之一。

引言与背景

全球气候变化与碳减排压力

全球气候变化已成为21世纪人类面临的最严峻挑战之一。根据政府间气候变化专

门委员会(IPCC)第六次评估报告年全球平均温度较工业化前水平上升约

1.1℃，若不采取有力措施，预计本世纪末全球温升将超过2℃，引发极端天气事件频发、

海平面上升、生物多样性丧失等严重后果。为应对这一挑战，国际社会通过《巴黎协定》

确立了将全球平均气温上升控制在2℃以内并努力限制在1.5℃以内的目标。中国作为

负责任大国，已承诺2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的”双碳”目标，这要

求各行业必须采取实质性减排措施。

陶瓷行业碳排放特征

陶瓷行业作为传统高耗能产业，其生产过程中的碳排放主要来源于三个方面：一是

燃料燃烧排放，占行业总排放的60%70%，主要来自窑炉使用的天然气、煤等化石燃料；

二是工艺过程排放，占20%30%，主要来自原料中碳酸盐分解产生的CO2；三是电力

消耗排放，占10%15%，来自生产设备耗电。根据中国建筑材料联合会数据，2022年

我国陶瓷行业CO2排放量约为1.2亿吨，占全国工业排放总量的1.5%左右。陶瓷生

产过程中，窑炉是最大的排放源，其烟气中CO2浓度通常在8%15%之间，温度高达

200400℃，这种高温、高湿、含尘的烟气特点给碳捕集带来了特殊挑战。

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碳捕集技术发展现状

碳捕集、利用与封存(CCUS)技术被认为是实现深度减排的关键技术之一。国际

能源署(IEA)预测，到2050年，CCUS将贡献全球碳减排量的15%。目前全球已有约

30个大型商业化碳捕集项目在运行，年捕集能力超过4000万吨CO2。在技术路线方

面，化学吸收法(以MEA为代表)最为成熟，已广泛应用于电力和化工行业；物理吸

附法(如分子筛、活性炭)在低浓度CO2捕集方面具有优势；膜分离技术因其模块化设

计、低能耗特点受到关注；新兴的化学链燃烧、直接空气捕集等技术也在快速发展。然

而，这些技术在陶瓷行业的应用仍处于探索阶段，缺乏系统性的技术经济评估。

研究意义与目标

本研究旨在填补碳捕集技术在陶瓷行业应用研究的空白，通过系统分析不同技术

路线的适用性、经济性和环境效益，为陶瓷企业提供科学决策依据。具体研究目标包括：

(1)厘清陶瓷生产各环节的碳排放特征及捕集潜力；(2)评估主流碳捕集技术在陶瓷行

业的适配性；(3)构建技术经济分析模型，量化不同方案的成本效益；(4)提出分阶段实

施策略和配套政策建议。研究成果将为陶瓷行业低碳转型提供技术路径，助力国家”双

碳”目标实现，同时为其他高耗能行业提供参考借鉴。

研究概述

研究范围与边界

本研究聚焦于建筑陶瓷、卫生陶瓷和日用陶瓷三大类产品的生产过程，重点分析原

料制备、成型、干燥、烧成等主要工序的碳排放特征。研究边界包括从原料进厂到成品

出厂的完整生产链，不包括上游原料开采和下游产品使用阶段的排放。在技术评估方

面，涵盖化学吸收、物理吸附、膜分