盡管水泥制造是一項二氧化碳密集型活動,但水泥公司也是關鍵的創新者,它們想要證明,具備可持續性的水泥和混凝土產品會是開啟低碳未來的關鍵。
文:Cembureau 譯:Finn 本文基于CC-BY-NC協議,由碳測發布
全球的水泥企業們一直努力在探索和實施解決方案,以便降低水泥生產過程中的排放量,同時切實減少下游的
碳足跡,甚至吸收二氧化碳。
總部位于德國的海德堡水泥公司一直在開發一系列低排放水泥和混凝土產品。該公司發現了一種新的活性熟料相,這奠定了一種稱為Ternocem的熟料新技術的基礎。根據改變的化學成分和較低的燃燒溫度,CO2的排放量與傳統熟料相比,降低了30%,能耗降低了15%左右。由于它的原材料中需要加入更高比例的鋁,而恰恰理想的是,鋁是來自工業其他部門生產的廢料。
Rewinn項目通過回收拆除工地的干凈混凝土、地區預混廠的廢混凝土、屋頂和碎石,每年可生產高達25萬噸骨料
“這種新型水泥已經在許多不同國家的工業試驗中進行了完全性測試。
市場預計從2020年開始引入,”海德堡水泥比荷盧公司水泥材料經理馬克·范·哈爾德倫解釋說。
海德堡水泥是歐盟委員會Horizon 2020生態粘合劑(ECO-Binder)研究項目的成員,除此之外,還包括拉法基水泥、維卡氏水泥以及其他10個合作伙伴。該項目旨在開發基于新型低二氧化碳粘合劑的絕緣混凝土系統。
Rewinn B.V. Amsterdam是一家位于阿姆斯特丹海港地區的混凝土和砂礫回收中心,由荷蘭回收和
運輸公司Theo Pouw Group與海德堡水泥子公司Sagrex合資建立,而海德堡水泥則是其背后的技術創新者。
Rewinn項目通過回收拆除工地的干凈混凝土、地區預混廠的廢混凝土、屋頂和碎石,每年可生產高達25萬噸骨料。“Rewinn的回收使得混凝土生產形成了完整的閉環”,哈爾德倫解釋說。
到目前為止,大多數再生混凝土都被廣泛應用于各種用途,比如路面地基的骨料。由于受到木材、塑料、電線、
玻璃和石膏等其他建筑材料的污染,再生混凝土不適合做更精細的用途,例如拋光地板以及自流平混凝土等。
“Rewinn希望通過原材料篩選、粗餾分洗滌,以及從砂餾分中提取細粒來解決這些
問題,”哈爾德倫說,“該粉料可作為水泥生產的填料,而改進后的砂粒可應用于新型混凝土”。
因此,水泥粉料也可以在水泥及混凝土的生產閉環中起到重要作用,實現真正的循環經濟。目前,海德堡水泥與亞琛工業大學合作研究天然礦物吸收二氧化碳的潛力,以及利用這些礦物生產出有市場價值的建筑材料的可能性。
除了橄欖石和玄武巖等天然礦物,高爐礦渣或再生混凝土水泥粉等工業廢料也在進行測試。
二氧化碳的吸收
另一個解決
碳排放問題的新方案不僅可以減少排放,還可以積極吸收二氧化碳。Solid Life項目由美國初創企業Solidia Technologies、拉法基水泥和BRE(建筑研究機構)三家共同合作,由歐盟資助。這項雄心勃勃的合作項目專注于使用礦物碳化的低碳水泥新技術。
Solidia品牌水泥是由Solidia于2013年技術開發,目前已經在美國量產。拉法基水泥的研發項目經理文森特·邁耶解釋說,這是一種全新的水泥。“當你把它和水放在一起時,它不會變硬,沒有水化反應。它必須吸收二氧化碳才能硬化,這就是為什么我們說它是基于礦物碳化”。
邁耶解釋說,Solid Life項目有三個主要目標。首先,在整個歐洲以工業規模推廣該項新技術;其次,通過嚴格的測試來證明其持久性;最后,向
第三方公司證明這是一個可行的低碳解決方案,具有明顯的經濟優勢。
“在水泥廠,我們可以減少30%的二氧化碳排放量,而到了預制廠,當二氧化碳被混凝土吸收時,這又會產生另外的二氧化碳
減排”
Solidia水泥是基于普通硅酸鹽水泥相同的原材料,但水泥和混凝土合成產品使用的是創新的制造工藝,邁耶說。在水泥廠,減少石灰石的使用,降低窯內的燒成溫度(比普通硅酸鹽水泥低200度),可以減少二氧化碳的排放。
而Solidia混凝土則是由非水性粘合劑、Solidia水泥、骨料和沙子進行混合。它在一個充滿二氧化碳的容器內里固化,每消耗一噸水泥可吸收300公斤二氧化碳。
“在水泥廠,我們可以減少30%的二氧化碳排放量,而到了預制廠,當二氧化碳被混凝土吸收時,這又會產生另外的二氧化碳減排。例如,與傳統的水泥混凝土相比,Solidia混凝土的二氧化碳減排可以達到70%,”邁耶解釋說。
Solid Life項目原定于2018年底完成,但該團隊要求將項目期限延長6個月。未來的計劃包括繼續在一個較長時間范圍內(最長一年)測試其耐久性,并在歐洲各地進一步建立示范試點和工業規模的實驗室。
邁耶說:“我們已經完全改變了水泥的化學性質。”
綜上表明,歐洲水泥行業正在努力提供解決方案,以實現向低碳建筑環境的轉型。在取得重要進展的同時,該行業依賴其歐洲合作伙伴,并和整個建筑價值鏈的利益相關者一道,為該方案作進一步的推廣進行試點。除了技術表現和市場接受度之外,創新的建筑解決方案還需要改變模式,并與整個價值鏈和監管機構建立密切的伙伴關系。