水泥制造行業(yè)正在嘗試通過創(chuàng)新減少排放，但是面臨的挑戰(zhàn)依然嚴(yán)峻，凱瑟琳·厄爾利報道。

　　雖然水泥無處不在，但是平時并不會引起我們過多的思考。這種粉狀物質(zhì)是混凝土的關(guān)鍵成分，曾被稱為“地球上破壞性最強(qiáng)的物質(zhì)”。

　　水泥貢獻(xiàn)了全球碳排放量的7%。如果把整個水泥行業(yè)看作一個國家，那么它將成為僅次于中國和美國的第三大碳排放國。

　　英國智庫查塔姆研究所去年發(fā)布的一份報告顯示，要想完成《巴黎協(xié)定》目標(biāo)，水泥行業(yè)必須在2030年前至少消減16%的年排放量。

　　但是，未來30年的全球經(jīng)濟(jì)增長，尤其是發(fā)展中國家的經(jīng)濟(jì)增長，預(yù)計(jì)會推動全球水泥年需求量大幅提升。查塔姆研究所指出，中國目前是全球最大的水泥制造商，緊跟其后的印度和歐盟國家與中國的產(chǎn)量相比仍有較大差距。

　　水泥行業(yè)如何降低排放？

　　水泥行業(yè)減少碳排放的方式有很多，比如改變原料，提高泥窯效率，或者利用生物能源（比如利用廢熱發(fā)電）供電等等。

　　查塔姆研究所指出，替換化石燃料、提高泥窯效率等措施已經(jīng)將全球水泥生產(chǎn)的單位（噸）二氧化碳排放量削減了18%。但是由于1990年以來市場需求增長了兩倍，水泥行業(yè)的總體排放量仍然出現(xiàn)了大幅提升。

　　其中一多半排放來自水泥所需的熟料生產(chǎn)，由于這個化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的一個副產(chǎn)品就是二氧化碳，所以這部分二氧化碳是不會因?yàn)楦淖內(nèi)剂辖Y(jié)構(gòu)或提高生產(chǎn)效率而減少。

　　2010-2015年水泥生產(chǎn)與排放

　　數(shù)據(jù)來源：作者根據(jù)奧利弗等人（2016） 《全球二氧化碳排放趨勢：2016年報告》中的數(shù)據(jù)分析而來。

　　工程咨詢公司莫特·麥克唐納表示：“即便回收了所有的廢熱，替換了所有的化石燃料，石灰轉(zhuǎn)化為熟料的過程仍然會產(chǎn)生二氧化碳。長期來看，我們要么需要為水泥行業(yè)建立碳捕集和封存（CCS）機(jī)制，要么尋找其他替代材料?！?/p>

　　粉煤灰是煤炭燃燒的一種副產(chǎn)物，添加這種物質(zhì)可以減少水泥中熟料的比例。查塔姆研究所表示，這種所謂的“高混合”水泥能夠?qū)⑺嗌a(chǎn)過程的碳排放減少四分之三。

　　全球水泥和混凝土協(xié)會（GCCA ）表示，碳捕集和封存（CCS）技術(shù)在中短期內(nèi)是“必不可少的”，因?yàn)楝F(xiàn)代水泥廠的運(yùn)轉(zhuǎn)已經(jīng)基本接近或達(dá)到理論效率的極限。

　　碳中性混凝土的生產(chǎn)

　　德國的海德堡水泥公司（HeidelbergCement）是全球第二大水泥生產(chǎn)商，全球第三大預(yù)拌混凝土生產(chǎn)商。像其他水泥公司一樣，海德堡公司也正在研究和開發(fā)新的技術(shù)和工藝。2019年5月，海德堡公司宣布計(jì)劃“最晚”在2050年生產(chǎn)出碳中性混凝土，這個目標(biāo)已經(jīng)通過了“科學(xué)碳目標(biāo)”（SBTi）標(biāo)準(zhǔn)的評估，同時也符合《巴黎協(xié)定》提出的將全球升溫控制在2攝氏度以內(nèi)的目標(biāo)。

　　“科學(xué)碳目標(biāo)”（SBTi）由聯(lián)合國全球契約（UN Global Compact）、多家非政府組織、以及世界資源研究所、世界自然基金會（WWF）和碳信息披露項(xiàng)目（CDP）共同運(yùn)營，主要為投資者提供商業(yè)氣候風(fēng)險方面的數(shù)據(jù)。目前，全球大約有200家企業(yè)的二氧化碳減排目標(biāo)得到了該機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)，但海德堡水泥公司是首家來自水泥行業(yè)的企業(yè)。

　　海德堡水泥公司在德國Lengfurt鎮(zhèn)的工廠。

　　海德堡公司將研究重點(diǎn)放在二氧化碳封存和使用上。目前，該公司已經(jīng)開發(fā)了一種“再碳酸化”的工藝，將混凝土循環(huán)再利用到能夠吸收二氧化碳的水泥細(xì)粉中，然后將這種原料用于新的水泥和混凝土生產(chǎn)。

　　此外，海德堡水泥公司還計(jì)劃在挪威布雷維克建造全球第一座零排放的水泥廠。目前，Norcem水泥廠（挪威水泥制造商、海德堡水泥公司子公司）已經(jīng)成功地用廢紙、紡織布料、塑料和有害垃圾等廢棄物替代了70%的生產(chǎn)燃料?？偟膩砜矗@會讓這座水泥廠的整體二氧化碳排放減少三分之一左右。

　　為減少熟料生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳，海德堡公司計(jì)劃啟用碳捕集和封存技術(shù)。如果首期項(xiàng)目能夠成功捕獲工廠一半的排放量，海德堡公司計(jì)劃將實(shí)現(xiàn)100%碳捕集與封存。這座工廠的建設(shè)依靠的是公共資金，相關(guān)可行性研究結(jié)果將于今年8月出爐，并將最終決定政府投資與否。如果項(xiàng)目獲批，全面碳捕集將從2024年開始啟動。

　　水泥行業(yè)減排整體進(jìn)展

　　行業(yè)組織也在研究二氧化碳減排的問題。全球水泥與混凝土協(xié)會（GCCA）鼓勵成員機(jī)構(gòu)按照2018年頒布的《可持續(xù)憲章》（Sustainability Charter）采取行動。這就要求協(xié)會正式成員機(jī)構(gòu)在氣候變化與能源、環(huán)境與自然、以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)5個方面全面落實(shí)可持續(xù)性倡議。此外，他們還要制定氣候變化減緩戰(zhàn)略，發(fā)布減排目標(biāo)，匯報減排進(jìn)展，并與其他會員機(jī)構(gòu)分享減排經(jīng)驗(yàn)。

　　然而，碳信息披露項(xiàng)目（CDP）去年發(fā)布的一份分析警告稱，如果不能將減排量增加一倍以上，水泥行業(yè)很可能無法完成《巴黎協(xié)定》的減排目標(biāo)。分析認(rèn)同碳捕集和封存（CCS）對水泥行業(yè)的重要性，但此類項(xiàng)目大多處于試驗(yàn)階段，除海德堡水泥公司外，其他企業(yè)取得的進(jìn)展都很有限。

　　查塔姆研究所的研究同時評估了水泥行業(yè)目前的創(chuàng)新情況，通過對過往14年的4500份專利進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)新的成果非?？捎^，尤其是在熟料替代和新型水泥生產(chǎn)方面。

　　分析還顯示，中國在水泥研究和開發(fā)方面的資金投入遠(yuǎn)超其他國家，專利申請量也處于領(lǐng)先地位，因此將成為水泥行業(yè)的創(chuàng)新中心。

　　研究人員指出：“從去碳化的角度來看，這種趨勢非常令人振奮，因?yàn)橹袊A(yù)計(jì)將繼續(xù)占據(jù)全球水泥生產(chǎn)的主要份額。”

　　但是該研究也指出，上述專利商業(yè)轉(zhuǎn)化的數(shù)量并不多，而且沒有一項(xiàng)得到廣泛應(yīng)用。

　　開發(fā)用于脫碳水泥的新材料和新技術(shù)還要克服很多困難。查塔姆研究所指出，少數(shù)主導(dǎo)著這個行業(yè)的大型水泥生產(chǎn)商都對挑戰(zhàn)現(xiàn)有商業(yè)模式的新產(chǎn)品持謹(jǐn)慎態(tài)度。這些生產(chǎn)商很有可能會對此類產(chǎn)品能否達(dá)到規(guī)?；a(chǎn)產(chǎn)生質(zhì)疑。與此同時，建筑師、工程師、承包商和客戶也會更多地考慮安全性，而不是碳減排。

　　碳信息披露項(xiàng)目（CDP）投資者研究部門負(fù)責(zé)人卡羅爾·費(fèi)格森認(rèn)為，監(jiān)管可以推動必要的變革。“過去，建筑監(jiān)管和建筑物環(huán)境證書主要關(guān)注建筑物在使用期間的排放，但是近年來人們逐步開始從項(xiàng)目早期關(guān)注建筑內(nèi)含的碳排放?！?/p>

　　內(nèi)含碳排放是指在建筑物建設(shè)過程中產(chǎn)生的碳排放。英國已經(jīng)試圖將這種排放納入本國政策之中。比如，英國建筑研究院環(huán)境評估方法（BREEAM）提出的建筑標(biāo)準(zhǔn)就將這種碳排放納入了基礎(chǔ)設(shè)施和建筑物可持續(xù)性評測標(biāo)準(zhǔn)中，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對建筑物進(jìn)行評測，并依照評測結(jié)果對其進(jìn)行評級。建筑項(xiàng)目內(nèi)含碳排放降低會增加該建筑項(xiàng)目的評分，去年該研究院對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了更新，減少碳排放所獲得的“獎勵”分值在增加。據(jù)碳信息排放項(xiàng)目（CDP）介紹，這表明英國建筑研究院環(huán)境評估方法對建筑物內(nèi)含碳排放的重要性有了更廣泛的認(rèn)識。

　　政策干預(yù)能夠推動行業(yè)減排。對此，海德堡水泥公司發(fā)言人表示認(rèn)同。他指出：“建筑規(guī)范（針對建筑物設(shè)計(jì)、建造和材料使用的監(jiān)管條例）需要進(jìn)行調(diào)整。而且如果有激勵或監(jiān)管機(jī)制推動低碳建筑材料的使用，那顯然會大有助益。”