（一）碳排放

作為碳排放大戶，水泥行業面臨的減排挑戰正成為積極推進行業轉型升級、實現綠色環保發展的契機。世界水泥可持續發展促進會預計，到2050年，水泥行業需要實現0.79GtCO減排目標。其中，提高能效占比10％、使用替代燃料占比24％、降低熟料用量占比10％、碳捕獲占比56％。對比分析國際發展需求，國內對水泥行業碳排放控制會越來越緊迫，標準也必然會越來越高。

針對我國水泥行業技術發展現狀，實現上述國際減排目標仍然需要在各個領域進一步開展廣泛而深入的技術研究，并借鑒一些發達國家成功的減排技術與經驗，盡量少走彎路。

（二）資源消耗

在考慮碳排放的同時，水泥行業也是資源消耗大戶。以國內2019年熟料總產量15.2億噸計算，消耗礦產資源高達24億噸左右（按照完全使用自然礦產資源生產熟料進行核算）。周邊有限的礦產資源已經使部分水泥企業出現或者即將面臨“無米下鍋”的窘境。如果原材料需要通過長距離運輸，其帶來的成本上升將成為企業難以承受的負擔。

二、工業固廢作為替代原料

（一）潛在資源

鋼鐵、火力發電、乙炔、氨堿等生產企業每年排放大量的鋼渣、礦渣、粉煤灰、硅鈣渣、電石渣、堿渣等固體廢棄物，資源化利用這些大宗固體廢棄物，實現變廢為寶，值得不斷深入研究。

我國每年產生40億噸左右此類工業固體廢棄物，如果將其作為水泥企業的替代原料，以年利用率20％計算，能夠節省約8億噸的天然礦產資源，具有極大的社會價值與經濟價值。

水泥行業的主要原料為石灰石，約占80％～85％左右，每生產1噸水泥熟料需要消耗約1.3噸～1.4噸的石灰石。很多鋼渣類的固體廢棄物，其有效化學成分與水泥熟料的化學成分比較接近，具有作為水泥替代原料的可行性。

（二）降低碳排放

礦（鋼）渣固廢作為水泥替代原料不會分解產生CO，因此，可以降低碳排放。

針對不同替代原料，依據溫室氣體排放核算國家標準GB／T32150－2015《工業企業溫室氣體排放核算和報告通則》和GB／T32151.8－2015《溫室氣體排放核算與報告要求第8部分：水泥生產企業》，通過理論計算，確定使用不同替代原料、不同替代比例時的碳減排量。

按照常規的原材料配料方案（石灰石83％、黏土12％、硅質校正料與鐵質校正料總計5％為計算標準）計算，單位熟料CO排放量約為520kg／t.cl。

國內在電石渣作為水泥替代原料替代石灰石比例達到60％～100％，如果以60％的替代率進行核算，單位熟料CO排放量約為300kg／t.cl，比常規生產單位熟料碳排放量降低約220kg／t.cl；以硅鈣渣替代30％左右石灰石質原料，單位熟料CO排放量約為425kg／t.cl，比常規生產單位熟料碳排放量降低約95kg／t.cl；以鋼渣替代15％左右石灰石質原料，單位熟料CO排放量約為475kg／t.cl，比常規生產時碳排放量降低約45kg／t.cl。

2018年國內熟料產量14億噸，2019年達到15.2億噸，按照常規生產方案核算，每年碳排放量將達到驚人的7億噸～8億噸。如果能夠采取替代原料等措施，將有助于實現30％左右碳減排目標。因此，使用工業固廢作為水泥替代原料，在降低碳排放方面極具研究與應用價值。

（三）降低系統能耗

使用礦（鋼）渣類固廢作為替代原材料，不僅降低CO排放量，而且會降低系統煙氣總量，從而使預熱器內通風量降低、各個控制點的風速下降，預熱器系統壓損減少，高溫風機和尾排風機的電耗降低，實現系統增產。

此外，因礦（鋼）渣類固廢中存在硅酸二鈣和硅酸三鈣礦物，在水泥熟料煅燒過程中起到晶種作用，可以改善生料的易燒性、降低煅燒溫度。