2021年，我國水泥產量占世界水泥總產量近60%，約25億噸，是世界上最大的水泥生產國。采用的是傳統的化石能源，特別是燃煤作為能源進行水泥生產。2020年9月習近平主席在第七十五屆聯合國大會上提出碳達峰、碳中和的雙碳戰略，所以尋找可再生的新能源替代傳統的化石能源進行水泥生產，以促進雙碳戰略達成，是必然趨勢。根據國家統計局統計，我國每年的生物質產量約為35億噸，折合成標準煤約12億噸，十分巨大，而且生物質為國際國內方法學中明確的零碳能源。所以采用可再生的生物質能源替代或耦合燃煤進行水泥生產是具有十分重要的意義。

圖一 典型的新型干法水泥生產工藝流程示意圖

水泥生產過程中有兩大用能環節，分別是回轉窯和分解爐，其能耗占比為4:6。根據目前現有的技術，在水泥分解爐上基本可以采用生物燃氣替代燃煤；在水泥回轉窯上，由于生物燃氣的最高燃燒溫度相對較低、煙氣成分和煙氣流量等各種因素限制，不能全部替代燃煤，但可以部分替代，即可以采用生物燃氣耦合燃煤在水泥生產回轉窯上應用，替代比例可達50%。

圖二 生物燃氣/煤粉兩用燃燒器示意圖