混凝土步骤:在建筑内部压制气候友好型水泥

世界面临着水泥问题。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。一组努力旨在减少水泥生产过程中的碳足迹，而另一组致力于开发替代材料——其中一些有助于去除碳。双方都取得了可衡量的进展，但变化可能来得还不够快。

虽然我们都知道水泥是什么，但有一个明确的定义会有所帮助。水泥本质上是建筑中使用的粘合剂。它是一种由石灰和粘土制成的粉末，可以与水混合形成灰浆，或与沙、砾石和水混合制成混凝土。

根据U.K.智库的说法，水泥是最广泛使用的人类制造物质的存在，并且是世界上二氧化碳排放的源极约8％查塔姆之家．如果水泥行业是一个国家，它将是中国和美国之后的第三大发射器。根据2018年4月，水泥公司需要减少排放减少两倍以上的排放减少，以保持平均全球温度下降2摄氏度以下CDP报告(PDF)．

该部门的大部分排放是其生产过程所固有的，使它们与其他部门相比更难以减少。

CDP指出:“该行业的大部分排放是其生产过程所固有的，与其他行业相比，它们更难减排。”英国皇家国际事务研究所(Chatham House)也赞同这一观点，认为该行业目前的温室气体(GHG)减排措施已经达到了其所能达到的极限——为了使该行业达到这一目标，水泥制造过程本身需要进行彻底改革巴黎协定 目标。一个评论 科学 去年指出，处理水泥的碳足迹需要各种方法，包括所用材料和制造过程的主要变化。

行业努力正在建设

最近，一大批水泥行业对减少温室气体排放采取了更强硬的立场。的全球水泥和混凝土协会（GCCA）于2018年1月推出，“在展示水泥和混凝土制造业的工业可持续领导地位的同时”推动可持续建设进展。“本集团，其成员占全球水泥生产的约30％，宣布该行业的首选竞彩足球app怎么下载可持续性原则为其成员国监测和报告排放水平提供了一个框架。

然而，GCCA的部分工作似乎是为了推迟对混凝土碳足迹的估计。该组织说网站当考虑完整的生命周期并说“正在进行工作”时，混凝土具有“低碳足迹”，以便为行业对全球温室气体排放的贡献提供“准确”核算。这种消息传递可能会加强一些观察者认为在行业领导者之间的广义重大。

与此同时，根据CDP的说法，印度水泥公司在水泥生产过程中降低了温室气体排放的方式。9月，印度的达尔米亚水泥致力于设定基于科学的温室气体排放的目标。达尔米亚首席执行官Mahendra Singhi在一个中说新闻稿：

“全球低碳转型正在进行中，我们正在加以提升创新，并创造未来的可持续业务。巴黎协议向我们展示了旅行的方向。基于科学的目标提供了驾驶过渡的路线图和ensure we play our part in delivering on the world’s low-carbon goals."

碳捕捉的作用

GCCA和其他机构已经将碳捕捉与储存(CCS)确定为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所指出的，CCS项目在水泥行业仍处于试验阶段。

HeidelbergCement是建筑它被宣传为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技术的结合。该核电站计划于2024年投入使用。该公司领导着该行业主要的CCS项目，迄今为止与其他主要参与者的行动甚少。与此同时，一些科学家对大规模使用CCS的安全性仍存在一些疑问发现这可能会增加地震的风险。

但如果这些碳可以被重新利用，而不是注入地下呢?这是一个命题有限公司2n是加州大学洛杉矶分校(UCLA)的一个研究团队开发的一种产品，采用“碳升级回收”(carbon upcycling)技术捕捉工业活动排放的二氧化碳，并将其用于生产一种类似水泥的建筑材料。

已发现植物颗粒加强混凝土，同时减少混合中的水泥量，研究人员正在评估竹子和其他纤维是否可能类似地工作。

这种方法将几个过程集成到一个闭环中，从而生产出研究人员所说的一种几乎碳中和的建筑材料。该团队表示，他们已经证明了这一过程的可行性，并正在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，并在生产过程中注入混凝土。这有双重的好处，加强混凝土和捕获二氧化碳永久在成品。

寻找替代材料

印度公司成功的一部分从其他碳密集型领域的粉煤灰和渣等更好地获得了浪费的替代材料，可以源于粉煤灰和渣。粉煤灰是煤燃烧的副产品，可以取代15%至30% (PDF)在不影响强度或耐久性的情况下，混凝土中的水泥。矿渣是铁矿石加工业的副产品以类似的方式使用．

鉴于这些材料的起源在其他大量发射过程中，它们可能只是在前往真正可持续解决方案的途中的近期阶梯。CDP注意到欧洲水泥公司已经面临着受限制的粉煤灰和渣供应。

研究人员在识别新颖的材料中识别在混凝土生产过程中部分或完全取代水泥的早期成功。例如，蔬菜颗粒已被发现加强混凝土，同时减少混合中的水泥量，研究人员正在评估是否竹子其他纤维的工作原理可能也类似。其他人使用石墨烯.生产一种比混凝土更坚固、更耐水的新型复合材料。英国混凝土制造商Novacem开发了（自动PDF下载）一种“负碳水泥”，在硬化过程中吸收大量二氧化碳。然而,随着守护者据报道，这些有希望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，但水泥行业对脱碳的进展仍然顽固地缓慢，并且与其他行业相比，解决方案的研究和开发支出较低。

Paul Simpson，CDP首席执行官，评论：“水泥是一个沉重而且很大程度上看不见的污染者，但却被视为理所当然的基本文明块。具有来自多种来源的潜在压力，包括以建筑和城市监管的形式降低价值链，水泥公司需要投资和创新，以避免将风险转移到其运营和更广泛的世界。有一个解决方案 - 水泥公司只需要在找到它的情况下妥善投资。“