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水泥行業排放的CO2占全球7% 超過所有卡車排放量

更新時間:2019-06-27 09:53 來源:前瞻網 作者: 閱讀:687 網友評論0

關于水泥,最令人驚訝的是它居然會產生如此大的空氣污染。

制造水泥這種建筑材料所排放的二氧化碳占全球二氧化碳排放量的7%,超過了全球所有卡車的排放量。考慮到這點,從瑞士的LafargeHolcim Ltd.到巴西的Votorantim Cimentos SA,各大水泥生產商發現客戶不太愿意接受更環保的替代方案,這就令人感到意外。

這一現象凸顯了從建筑物、道路和橋梁建設中降低溫室氣體的困難。在經歷了能源行業的大幅削減后,希望擴大對抗全球變暖的政策制定者正越來越多地把重點放在建筑材料上,以便進一步削減溫室氣體排放。有兩家公司正在研究解決方案,但買家不愿支付更高的價格

LafargeHolcim可持續發展主管Jens Diebold表示:“目前對可持續材料的需求太少,我希望看到顧客對此需求的增加。在建筑施工中,碳排放的敏感性有限。”

2017年,水泥行業的二氧化碳排放量超過了路上所有的卡車

雖然建筑師和開發商專注于他們的建筑供暖或制冷所用的能源,但實際上,支撐建筑結構的材料所占的碳足跡比重最大。水泥對碳排放的貢獻尤其巨大,因為制造水泥需要經歷化學過程。

在水泥生產過程中產生的污染氣體中,約有三分之二來自燃燒石灰石。窯爐被加熱到1400多攝氏度(2600華氏度),大約是家用烤箱自動清潔循環溫度的四倍。在窯內,石灰巖中的碳與氧氣結合,釋放出二氧化碳,此過程會產生大量的溫室氣體。

根據歐洲水泥協會(European cement Association)的數據,一噸水泥至少會產生半噸二氧化碳。這比從紐約開車到邁阿密的平均釋放的二氧化碳還要高。一輛攪拌車可以生產大約13噸。而建造一座辦公大樓需要數百噸甚至數千噸水泥。

為什么水泥灰產生如此大的污染?

制造熟料(水泥的關鍵成分)時會產生二氧化碳

這一問題的規模已引起國際能源署(IEA)、英國皇家國際事務研究所(Chatham House)等研究機構以及代表全球最大城市的C40的政策制定者的注意。國際能源署預計,到2050年,水泥產量將增長12%至23%,不過它可以通過一系列行動來削減排放。所有這些組織都在尋找推動變革的杠桿。

“這非常困難,”倫敦副市長、C40董事會成員Shirley Rodrigues在接受采訪時說。“我們能做的就是開始發出警戒信號。我們對開發商提出了新的要求,他們必須制定一份循環經濟聲明,以表明他們將如何減少、再利用和回收材料。”

水泥生產商正在做出回應,但發現客戶猶豫不決。水泥產能第二大制造商LafargeHolcim曾推出過一款無碳產品。但價格更貴,而且使用了不同的生產工藝。顧客對價格“非常敏感”,沒有表現出興趣。買家也承認,成本非常重要。

成本確實是個問題,因為更環保水泥的成本是傳統水泥的三倍。由北卡羅來納大學夏洛特分校(University of North Carolina at Charlotte)的Brett Tempest領導的研究人員發現,一碼地聚合物水泥的價格可能達到161美元,而最常用的波特蘭品種水泥則只需要花費51美元。

從窯里生產出來的東西叫做熟料,是水泥的關鍵原料。當與石膏和水混合時,再與礫石結合,硬化并形成混凝土。許多公司正在努力減少水泥中的熟料量,但這需要新的、有時未經檢驗的配方。

其他人則在尋找替代品。其中包括粉煤灰,來自燃煤電廠的煙囪,或煉鋼高爐的爐渣。它們引發化學反應,形成所謂的地聚合物粘合劑。

Wagners Holding Co.首席執行長Cameron Coleman說,地聚合物水泥與傳統水泥相比具有性能優勢和巨大的可持續性優勢。

Wagners公司為布里斯班西維爾坎普機場的滑行道以及候機樓的地基和墻板澆筑了環保混凝土。雖然它正在吸引客戶,但Wagners仍然需要獲得更多的監管機構批準在更多的應用場景中使用這種材料。

Coleman在電子郵件中說:“這種替代的環保粘結劑技術減少了與普通硅酸鹽水泥相關的80%至90%的碳排放,而且具有更低的實體能源。我們一直在與東南亞、新西蘭、印度、歐洲和中東的領先企業合作,這些企業對采用這項技術非常感興趣。”

在這方面,巴西取得了快速進展,部分原因是可以獲得火山灰等原材料。火山灰是一種硅質和鋁質材料,其產品具有與傳統水泥相同的技術性能。

2014年,巴西水泥熟料含量低于70%,是世界上水泥熟料含量最低的國家之一。相比之下,歐洲的這一比例為75%。拉美最大水泥生產商之一Votorantim Cimentos的可持續發展全球總監Alvaro Lorenz表示,巴西的目標是到2050年將這一比例降至50%左右。

這種策略在歐洲和美國不會長期奏效,因為在這兩個地區粉煤灰是主要的熟料替代品,燃煤電廠正瀕臨倒閉。在這些地方,重點是提高效率和使用化石燃料替代品加熱。歐洲水泥協會說,其生產商已經從清潔能源中獲得了44%的能源,并希望到2050年將這一比例提高到60%。它不是用煤,而是用舊輪胎、礦物油和工業廢料產生熱量。

下一個技術前沿領域將是使用碳捕獲和存儲設備來吸收污染物并將它們永久地困在地下。這項技術還沒有得到廣泛的應用,而且成本高昂——使用這項技術,每個工廠要花費數億美元——但到本世紀中葉,它可以減少80%的排放量。

水泥生產商知道,他們必須采取行動,不僅是因為各地都在收緊污染法規,還因為排放二氧化碳的成本降低了它們的收入。歐洲水泥協會首席執行官Koen Coppenholle表示,企業為碳排放額度支付了更高的費用,這“對水泥行業造成了嚴重的成本影響”。

開發商和建筑公司購買環保產品的意愿現在還無法確定。IEA產業團隊能源技術和政策評估專家Tiffany Vass表示,如果決策者不采取行動,環保水泥對建筑商來說可能仍不是優先考慮的問題。

Vass說:“我認為,世界上許多地方的建筑業還沒有普遍感受到脫碳的迫切需要。”

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