迈向碳中和｜北工大材料与制造学部崔素萍教授团队：产学研合作攻关，共同探索碳中和之道

我国二氧化碳排放总量位居世界第一。其中，水泥行业是二氧化碳排放的重点行业，年排放量达13.75亿吨，约占全国碳排放总量的10%以上。因此，在水泥行业实现低碳减排至关重要。

持续承担国家重点科研项目

助力行业低碳发展

北工大材料与制造学部崔素萍教授团队二十余年持续承担“973”“863”“科技支撑”“重点研发”等国家科研项目，建立了基于生命周期分析的材料综合环境负荷定量评价理论与方法，突破了水泥等大宗基础材料性能与全流程环境负荷可控的关键技术，助力行业企业高质量发展。结合行业绿色低碳发展需求，近五年支撑制定了20余项低碳产品认证、III型环境声明、绿色设计产品认证等国家/行业/团体标准。与中国质量认证中心、国检集团、北京国建联信认证中心等认证认可领域权威机构合作，完成数百家企业的温室气体核算、低碳产品认证、碳足迹评价工作，积累了大量的温室气体排放活动水平数据，建立了材料生命周期评价数据库，涵盖数百种材料产品、数千个单元过程、十余万条温室气体排放相关数据，为开展低碳产品设计及工艺改进奠定了坚实的基础。系列绿色标准助力水泥行业落实错峰生产和产能减量置换政策，“十三五”期间实现减排二氧化碳17.2亿吨，节约煤炭亿余吨。

流程环境负荷管控技术

支撑企业绿色转型

与北京金隅集团等重点企业合作，开展了低碳水泥设计与应用研究，发明了城市污泥原料水泥熟料性能调控技术，解决了城市污泥成分复杂影响熟料品质的技术难题，实现水泥生产硅质矿物原料替代30%（约占生料的3%）；发明了高效环保的脱硝催化材料及SCR脱硝效率控制装置，研制了水泥氮氧化物减排分级控制模式及选择系统、粉尘和噪声全覆盖监测治理、水足迹和多类别原料资源安全储存和稳定输送的流程环境负荷多维控制成套技术，实现了水泥生产综合环境负荷降低25%。

系列技术在北京金隅集团等企业应用，经第三方国检机构生产现场核查，单位产品综合能耗降低4.39%、总体温室效应降低5.78%、不可再生资源消耗降低12.25%。同时，"十三五"期间，协助北京金隅北水环保科技有限公司实现了燃料替代率31%，其他协同处置垃圾的企业燃料替代料超过了10%，水泥生产的煤炭使用量同比下降5.28%，减少53.7万吨标准煤，减少二氧化碳排放约100万吨。

低碳低环境负荷水泥材料

服务国家重大工程

通过承担国家“973”“863”“科技支撑”等项目，解决了水泥等大宗基础材料流程综合环境负荷定量评价的难题，开辟了低环境负荷材料/产品设计新方法，开发出水泥等材料环境负荷数据集和水泥复合胶凝材料生态设计软件，计算得到了不同原料制备胶凝材料的环境负荷。综合考虑性能、环境负荷和经济价值，优化确定了复合体系中硅酸盐熟料、硫铝酸盐熟料、矿渣、粉煤灰、石膏的比例和制备工艺参数，突破了高胶凝性-特性熟料复合体系性能与环境负荷协同调控关键技术，发明了复合体系体积稳定性调控方法，合作企业制备出低碳低环境负荷高耐久性胶凝材料，相比于传统硅酸盐水泥材料，碳排放减少10%，抗渗性提升10%，综合性能指标提高25%，功能单位环境影响大幅度降低。与唐山北极熊建材有限公司等企业合作，硅酸盐-硫铝酸盐复合胶凝材料应用于大兴机场、雄安新区、北京地铁、京广铁路等国家重点工程，解决了地下工程抗渗等难题。

团队简介

团队依托（材料流程）工业大数据应用技术国家工程实验室、北京市生态环境材料及其评价技术工程研究中心等科研平台，开展科研和教育教学。践行材料环境友好的低碳发展理念，将材料生命周期工程理论应用于水泥等大宗基础材料性能与环境负荷协同优化的工程实践，开发了协同处置城市废物的多类别原料水泥低碳生产成套技术，研制了水泥生命周期评价等系列支撑行业绿色高质量发展的标准，为行业企业培养了适应低碳发展的高层次人才和技术骨干。

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封　　面：周子涵

排　　版：夏欣怡

审　　核：周子涵、宋霖涛

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