世界面临一个水泥问题。一方面，它是一种用途广泛、相对便宜的建筑材料。另一方面，它是一个巨大的温室气体排放国。

行业本身和外部各方都在努力解决这个问题。一套措施旨在减少水泥生产过程中的碳足迹，而另一套旨在开发替代材料——其中一些有助于去除碳。两者都取得了有分寸的进展，但改变的速度可能还不够快。

虽然我们都知道水泥是什么，但从一个明确的定义开始会有所帮助。水泥本质上是一种用于建筑的粘合剂。它是一种由石灰和粘土制成的粉末，可以与水混合形成砂浆，也可以与沙子、砾石和水混合形成混凝土。

水泥是最广泛使用的人造材料在存在和是大约8世界的二氧化碳排放量的百分之源，根据U.K.认为罐查塔姆研究所。如果水泥工业是一个国家，它将是世界上第三大排放国，仅次于中国和美国。根据2018年4月的一份报告，为了将全球平均气温上升幅度控制在2摄氏度以内，水泥公司需要将减排幅度增加一倍以上CDP报告(PDF)。

CDP指出，“该行业的大部分排放是其生产过程中固有的，这使得它们比其他行业更难减排。”查塔姆研究所echoes that sentiment, arguing that the industry is reaching the limits of what it can achieve with current greenhouse gas (GHG) reduction measures — the cement-making process itself needs to be overhauled in order for the sector to meet巴黎协定 目标。一个评论 科学 去年指出，解决水泥的碳足迹将需要多种方法，包括对所用材料和制造过程的重大改变。

行业正在努力

最近，很多水泥行业在减少温室气体排放方面采取了更强硬的立场。的全球水泥和混凝土协会(GCCA)成立于2018年1月，旨在“推动可持续建设的发展，同时展示水泥和混凝土制造业的工业可持续领导力”。的group, whose members account for about 30 percent of global cement production, announced the industry’s first竞彩足球app怎么下载可持续性原则12月，为其成员提供一个监测和报告排放水平的框架。

然而，GCCA的部分工作似乎是为了推迟混凝土的碳足迹估计。该组织在其上说网站考虑到混凝土的整个生命周期，它具有“低碳足迹”，并表示“工作正在进行中”，以“准确”计算该行业对全球温室气体排放的贡献。一些观察人士认为，这类信息可能会强化行业领袖普遍的抵触情绪。

与此同时，据CDP称，印度水泥公司在减少水泥生产过程中的温室气体排放方面处于领先地位。今年9月，印度的达尔米娅水泥公司(Dalmia Cement)承诺设定一个以科学为基础的温室气体减排目标。Dalmia的首席执行官Mahendra Singhi说新闻稿:

“全球低碳转型正在进行，我们正在加速开启创新，创造未来的可持续业务。《巴黎协定》为我们指明了前进的方向。以科学为基础的目标提供了指导过渡的路线图，并确保我们在实现世界低碳目标方面发挥自己的作用。”

碳捕获的作用

GCCA和其他机构已经确定碳捕获与封存(CCS)是制造低碳水泥的一项重要技术。CCS技术从源头捕获二氧化碳排放，并将其注入地下。然而，正如CDP指出的那样，CCS项目在水泥行业仍处于试点阶段。

HeidelbergCement是建筑它号称是世界上第一个无碳水泥厂，将使用基于废物的替代燃料和CCS技术的组合。该工厂计划于2024年投产。该公司主导着该行业的主要CCS项目，与其他主要参与者相比进展甚微。与此同时，一些科学家对大规模采用CCS技术的安全性提出了质疑发现它可能会增加地震的风险。

但是如果这些碳可以被重新利用，而不是注入地下呢?这就是有限公司2NCRETE这是加州大学洛杉矶分校(UCLA)一个研究团队开发的一种产品，它利用“碳升级”技术来捕捉工业活动产生的二氧化碳排放，并将其用于生产一种类似水泥的建筑材料。

这种方法将几个过程整合成一个闭环，从而生产出研究人员所说的几乎碳中性的建筑材料。该团队表示，他们已经证明了这一过程的可行性，并寻求资金支持实验室规模的概念验证。如果成功的话，在接下来的五到七年内，这项技术就可以实现商业化。

同理，CarbonCure从工业过程中捕获二氧化碳，并在生产过程中将其注入混凝土中。这样做有两个好处，一是可以加固混凝土，二是可以在成品中永久封存二氧化碳。

寻找替代材料

印度企业成功的部分原因在于，它们能更好地获得以垃圾为基础的替代材料，比如来自其他碳密集型行业的粉煤灰和矿渣。粉煤灰是煤燃烧产生的副产物，可作为煤燃烧的替代材料15%至30% (PDF)在不影响强度和耐久性的情况下，混凝土混合物中的水泥。矿渣是铁矿石加工过程中产生的副产品以类似的方式使用。

考虑到这些材料的来源是其他大量排放的过程，它们可能只是迈向真正可持续解决方案的一个短期步骤。CDP指出，欧洲水泥公司已经面临粉煤灰和矿渣供应有限的问题。

在混凝土生产过程中，研究人员已经在早期阶段成功地识别出可以部分或全部替代水泥的新材料。例如,蔬菜颗粒已经发现在增强混凝土的同时减少水泥的掺量，研究人员正在评估是否竹子其他的纤维也有类似的作用。其他人使用石墨烯生产一种比混凝土更坚固、更防水的新型复合材料。英国混凝土制造商Novacem，已发展(自动PDF下载)一种“碳负极水泥”，在变硬时吸收大量的二氧化碳。然而,随着《卫报》报告称，这些有前途的想法仍然昂贵或未经证实，或基于稀缺的材料。

最终，尽管有一些有趣的想法和发展，水泥行业的脱碳进展仍然非常缓慢，而且与其他行业相比，解决方案的研发支出很低。

CDP的首席执行官保罗·辛普森评论道:“水泥是一种很大程度上看不见的重污染物质，但却被认为是基本文明的必要组成部分。由于潜在的压力来自多个方面，包括价值链下游的建筑和城市监管，水泥公司需要进行投资和创新，以避免其运营和更广泛的世界面临迫在眉睫的风险。有一个解决办法——水泥公司只需要适当投资就能找到它。”