去年十月，國務(wù)院發(fā)布的《2030年前碳達峰行動方案》首次明確指出要“加強新型膠凝材料、低碳混凝土等低碳建材產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用”。
混凝土一直是二氧化碳排放“大戶”，據(jù)英國皇家化學(xué)學(xué)會的數(shù)據(jù)顯示，混凝土制造過程消耗大約占據(jù)了全球人為二氧化碳年排放量的 5% 至 7%。就水泥的相關(guān)數(shù)據(jù)來說，2020年全球水泥總產(chǎn)量41億噸，我國水泥產(chǎn)量23.77億噸，排放二氧化碳12.3億噸，約占全國碳排放總量13%，占世界總排放的7%至8%。歐洲水泥研究院研究顯示，其碳排放約1/3來自燃料燃燒產(chǎn)生，約2/3來自熟料燒結(jié)過程礦化反應(yīng)。
歐洲水泥協(xié)會明確提出，在2030年前二氧化碳總排放量減少30%，即對比1990年，2030年噸熟料二氧化碳排放量從783kg下降至472kg；到2050水泥和混凝土行業(yè)實現(xiàn)凈零排放的目標。全球水泥與混凝土協(xié)會也發(fā)布了“2050年水泥和混凝土行業(yè)的凈零排放路線圖”，明確承諾到2030年與混凝土相關(guān)的二氧化碳排放量比2020年減少25%，到2050年實現(xiàn)混凝土凈零排放。
城市作為混凝土最主要的使用場景，使用更綠色生態(tài)的新型混凝土或減少混凝土的碳排放量，對有效降低城市碳排放，實現(xiàn)城市低碳宜居的發(fā)展有著舉足輕重的作用。
途徑與案例
政策加碼 覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈及全生命周期
美國波特蘭水泥協(xié)會在去年十月份發(fā)布了碳中和路線圖，不僅涉及整個價值鏈，從水泥廠開始，延伸到建筑環(huán)境的整個生命周期，也提出到2050年美國整個水泥和混凝土價值鏈的凈零計劃。這一路線圖中從最遠的上游到最終的再利用和回收階段，涵蓋短期、中期和長期行動。
企業(yè)加入 共擔(dān)凈零排放重任
第一家加入聯(lián)合國“企業(yè)雄心助力1.5攝氏度限溫目標行動”的跨國建材企業(yè)拉法基豪瑞為了實現(xiàn)集團2050年碳中和目標，制定了凈零碳排放線路圖，要求每噸水泥二氧化碳排放量從2020年的555kg到2030年要降至475kg，再到2050年實現(xiàn)凈零排放。在減碳措施中拉法基豪瑞提出，2030年通過熟料系數(shù)降至68%，替代燃料用量提高至37%；2050年通過最大程度地利用現(xiàn)有技術(shù)，將熟料系數(shù)降至最低值，利用替代燃料實現(xiàn)凈零排放。
科技加持 效能最大化排放最小化
加拿大公司 CarbonCure 開發(fā)了一個系統(tǒng)，能夠在混凝土攪拌的過程中捕集二氧化碳排放并將其注入混凝土中，將捕捉到的二氧化碳轉(zhuǎn)化為礦物形式，使混凝土所需的水泥用量最小化。CarbonCure 公司的可持續(xù)發(fā)展主管克里斯提 · 甘布爾表示：" 我們的技術(shù)中最棒的一點就是二氧化碳礦物改善了混凝土的抗壓強度。也就是說，二氧化碳實際上可以使混凝土更加堅固。這就意味著混凝土生產(chǎn)商即使只使用較少的水泥，仍然可以制造出強度合格的混凝土 "。CarbonCure 希望到 2030 年，這種對環(huán)境有利的二氧化碳再利用項目成為價值一萬億美元的產(chǎn)業(yè) 。
最近，加拿大的蒙特利爾公司Carbicrete開發(fā)了一種將碳隔離在混凝土中的技術(shù)，這項技術(shù)消除了對鈣基水泥的需求，鈣基水泥是傳統(tǒng)水泥的關(guān)鍵成分，占全球二氧化碳排放量的8%。碳水化合物首席執(zhí)行官克里斯·斯特恩表示，“每次我們造一個街區(qū)，都會把二氧化碳從系統(tǒng)中排出?！彼J為這項技術(shù)可以每年減少產(chǎn)生22億噸碳排放。
英國公司也開發(fā)了一種模塊化技術(shù)，可以安裝在水泥廠以捕獲其二氧化碳排放。這些技術(shù)被用來隔離水泥工業(yè)的排放，切斷與采礦和運輸相關(guān)的碳排放，最終實現(xiàn)減碳61%的目標，并在2050年前實現(xiàn)凈碳排放為負數(shù)。
此外，水泥和混凝土技術(shù)初創(chuàng)公司Solidia用碳代替水來固化一種石灰含量低的特殊水泥，可減少高達70%的二氧化碳排放。
中國的混凝土與水泥制品全行業(yè)也在積極探索實現(xiàn)“雙碳”目標的新技術(shù)與新路徑，在創(chuàng)新發(fā)展促進轉(zhuǎn)型升級、實現(xiàn)低碳高效的綠色發(fā)展方面取得了顯著的成績。
在水泥基材料及其應(yīng)用領(lǐng)域，超高性能混凝土（UHPC）作為先進水泥基材料，為輕量化與耐久耐用工程結(jié)構(gòu)提供了創(chuàng)新的源泉和空間；在材料研究方面，出現(xiàn)了“膨脹劑與內(nèi)養(yǎng)劑對超高性能混凝土性能的影響”、“煅燒鋁礬土粉體和骨料對UHPC收縮性能的影響”、“硅烷偶聯(lián)劑對PE（聚乙烯）纖維進行表面改性”等具有重大突破的研究。在應(yīng)用研究方面，無論是橋梁應(yīng)用研究、建筑應(yīng)用研究，還是其他應(yīng)用研究都取得了很大進展。
如今，低碳城市成為世界各地的共同追求，混凝土作為城市基礎(chǔ)建設(shè)的重要原料，除了去產(chǎn)能、控產(chǎn)量等舉措，如何通過政策、企業(yè)與科技的共同參與和努力，推動整個行業(yè)節(jié)能減碳，最終實現(xiàn)城市低碳發(fā)展和2050年凈零排放目標是全球共同關(guān)注的重點。
