去年十月，國(guó)務(wù)院發(fā)布的《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》首次明確指出要“加強(qiáng)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(hù)”，據(jù)英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，混凝土制造過(guò)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(lái)說(shuō)，2020年全球水泥總產(chǎn)量41億噸，我國(guó)水泥產(chǎn)量23.77億噸，排放二氧化碳12.3億噸，約占全國(guó)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(lái)自燃料燃燒產(chǎn)生，約2/3來(lái)自熟料燒結(jié)過(guò)程礦化反應(yīng)。

    歐洲水泥協(xié)會(huì)明確提出，在2030年前二氧化碳總排放量減少30%，即對(duì)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(shí)現(xiàn)凈零排放的目標(biāo)。全球水泥與混凝土協(xié)會(huì)也發(fā)布了“2050年水泥和混凝土行業(yè)的凈零排放路線(xiàn)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(shí)現(xiàn)混凝土凈零排放。

    城市作為混凝土最主要的使用場(chǎng)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(duì)有效降低城市碳排放，實(shí)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(guó)波特蘭水泥協(xié)會(huì)在去年十月份發(fā)布了碳中和路線(xiàn)圖，不僅涉及整個(gè)價(jià)值鏈，從水泥廠(chǎng)開(kāi)始，延伸到建筑環(huán)境的整個(gè)生命周期，也提出到2050年美國(guó)整個(gè)水泥和混凝土價(jià)值鏈的凈零計(jì)劃。這一路線(xiàn)圖中從最遠(yuǎn)的上游到最終的再利用和回收階段，涵蓋短期、中期和長(zhǎng)期行動(dòng)。

    企業(yè)加入 共擔(dān)凈零排放重任

    第一家加入聯(lián)合國(guó)“企業(yè)雄心助力1.5攝氏度限溫目標(biāo)行動(dòng)”的跨國(guó)建材企業(yè)拉法基豪瑞為了實(shí)現(xiàn)集團(tuán)2050年碳中和目標(biāo)，制定了凈零碳排放線(xiàn)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(shí)現(xiàn)凈零排放。在減碳措施中拉法基豪瑞提出，2030年通過(guò)熟料系數(shù)降至68%，替代燃料用量提高至37%；2050年通過(guò)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(shí)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(kāi)發(fā)了一個(gè)系統(tǒng)，能夠在混凝土攪拌的過(guò)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(diǎn)就是二氧化碳礦物改善了混凝土的抗壓強(qiáng)度。也就是說(shuō)，二氧化碳實(shí)際上可以使混凝土更加堅(jiān)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(qiáng)度合格的混凝土 "。CarbonCure 希望到 2030 年，這種對(duì)環(huán)境有利的二氧化碳再利用項(xiàng)目成為價(jià)值一萬(wàn)億美元的產(chǎn)業(yè) 。

    最近，加拿大的蒙特利爾公司Carbicrete開(kāi)發(fā)了一種將碳隔離在混凝土中的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)消除了對(duì)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?cè)煲粋€(gè)街區(qū)，都會(huì)把二氧化碳從系統(tǒng)中排出。”他認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)可以每年減少產(chǎn)生22億噸碳排放。

    英國(guó)公司也開(kāi)發(fā)了一種模塊化技術(shù)，可以安裝在水泥廠(chǎng)以捕獲其二氧化碳排放。這些技術(shù)被用來(lái)隔離水泥工業(yè)的排放，切斷與采礦和運(yùn)輸相關(guān)的碳排放，最終實(shí)現(xiàn)減碳61%的目標(biāo)，并在2050年前實(shí)現(xiàn)凈碳排放為負(fù)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(lái)固化一種石灰含量低的特殊水泥，可減少高達(dá)70%的二氧化碳排放。

    中國(guó)的混凝土與水泥制品全行業(yè)也在積極探索實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的新技術(shù)與新路徑，在創(chuàng)新發(fā)展促進(jìn)轉(zhuǎn)型升級(jí)、實(shí)現(xiàn)低碳高效的綠色發(fā)展方面取得了顯著的成績(jī)。

    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(jìn)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(duì)超高性能混凝土性能的影響”、“煅燒鋁礬土粉體和骨料對(duì)UHPC收縮性能的影響”、“硅烷偶聯(lián)劑對(duì)PE（聚乙烯）纖維進(jìn)行表面改性”等具有重大突破的研究。在應(yīng)用研究方面，無(wú)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(jìn)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(guò)政策、企業(yè)與科技的共同參與和努力，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)節(jié)能減碳，最終實(shí)現(xiàn)城市低碳發(fā)展和2050年凈零排放目標(biāo)是全球共同關(guān)注的重點(diǎn)。

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