全球气候变化显著使得温室气体的排放特别是碳排放成为广泛关注的焦点，水泥工业是支撑社会和经济发展的重要基础原材料工业，同时又是高能耗高碳排放的行业。每生产1吨水泥的综合能耗约为113.5kgce，排放约0.8吨CO₂，占全国工业碳排放的1/5，水泥工业在可持续发展和低碳经济中将面临巨大的挑战和压力。因此，进行水泥工业CO₂排放影响因素分析，科学、准确地计算碳排放量，建立水泥生产CO₂排放数学模型，分析碳减排的可能性与潜力，具有重要的意义。论文首先分析了目前水泥工业CO₂排放的现状，我国的水泥产量位居世界第一，且仍将保持一定的增长率，随之带来是巨大的碳排放量。2011年我国水泥产量20.85亿吨，水泥工业CO₂排放超过14亿吨，我国水泥工业碳排放量占工业总碳排放量的20%左右，仅次于煤电和化工产业。然后对比国际先进水平，分析了我国水泥工业碳排放存在的差距。就单位熟料的CO₂排放量而言，我国平均水平与国际先进水平差距不大，但单位水泥CO₂的排放系数与国际先进水平相比，却高了17.2%，主要是换算为使用时单位水泥中的熟料含量大。我国水泥生产碳酸盐矿物分解的碳排放量国内外水平基本相当；而燃料燃烧和电耗产生的碳排放量与国际先进水平存在不小差距，以单位熟料计分别高出15%和23%。然后，论文按照水泥生产工艺流程对“碳足迹”进行解构，将水泥生产CO₂排放量计算划分为原料处理、生料制备、燃料预处理、烧成系统、水泥粉磨、余热利用和辅助生产七大边界。详细分析了各边界工艺环节中影响CO₂排放的主要因素，提出影响水泥工业碳排放的主要因素集中在熟料煅烧技术水平、粉磨效率、替代性原燃料的利用率、低品位资源及废弃物利用水平、余热利用技术水平、水泥品种等几个方面。在清楚了解国内外水泥工业碳减排措施的研究现状之后，提出了相应的碳减排主要措施：提高替代原燃料的利用、煤的高效燃烧技术及装备、新型干法水泥生产线优化、高效节能粉磨工艺及装备、工业废渣制备高性能辅助性胶凝材料、低能耗低CO₂排放水泥的研究等。论文在分析国内外水泥产业CO₂排放量化方法的基础上，提出了系统的水泥生产不同来源CO₂排放的量化方法。水泥原料中碳酸盐矿物分解排放的CO₂量化方法采用基于实测的熟料中碳酸盐矿物引入的CaO和MgO含量，并且考虑水泥窑粉尘与旁路粉尘中的CaO和MgO含量来计算；水泥生产全过程使用的各种燃料燃烧排放的CO₂量可根据测试计算燃料的低位发热值，折算成标准煤，根据标准煤的CO₂排放因子来计算；水泥生产外购电力消耗间接产生的CO₂排放可采用实测耗电量、电力CO₂排放因子来计算。论文最后建立了水泥生产CO₂排放数学模型，该模型可量化水泥生产各环节、单位熟料、单位水泥的CO₂排放量，以评价各生产环节、不同规模生产线的碳排放，分析碳减排可能性和潜力；可统计、对比不同生产工艺、不同设备的碳排放量及其差异，建立数据库，有助于新建水泥企业对生产工艺设备的选型和预测碳排放量；可统计不同水泥生产企业的不同时间节点的碳排放量，以便对水泥生产碳排放量进行实时记录、监控，可用于水泥企业碳排放对标管理；在收集众多数据建立起水泥生产碳排放数据库的基础上，可以设计出能耗最低、碳排放量最低的生产方案，对建立“低碳水泥工业体系”具有一定的指导意义。