水泥，是目前地球上消費(fèi)量僅次于水的資源，它普遍應(yīng)用于建筑行業(yè)，是人們最熟悉的建筑材料。在城市建設(shè)工程當(dāng)中，隨處可見背著滾筒的水泥車來回穿梭，車上傾倒出的青灰色漿狀物在建筑工人的澆筑下變成城市的一部分。
而現(xiàn)在，它也成為了全球碳排放量的一大源頭。
英國皇家國際事務(wù)研究所和國際能源署的兩份報(bào)告顯示，在 2016 年，水泥行業(yè)產(chǎn)生了 22 億公噸的 CO2，是全球約 8% 的碳排放量根源。如果把水泥行業(yè)視為一個(gè)國家，它將成為世界第三大的碳排放量國，僅次于中國和美國。
那么它是怎么成為碳排放巨頭的?
人類最早使用水泥的記錄在約 8000 年前，這種建筑材料被敘利亞和約旦地區(qū)的古代居民用來制作地板、樓房和地下儲水室，彼時(shí)水泥還寂寂無名。一直到 18 世紀(jì)至 19 世紀(jì)之間，才由工程師 John Smeaton 和水泥制造商 William Aspdin 等人先后嘗試了不同的水泥配方，創(chuàng)造出了廣泛應(yīng)用于水泥行業(yè)的波特蘭水泥。
由于水泥的制作原料：石灰石、砂石和黏土極易開采，造成了水泥造價(jià)低廉;同時(shí)水泥制作周期短，制作過程也不復(fù)雜，對制作環(huán)境幾乎沒有要求;再加上水泥成型快，成型后堅(jiān)固耐用，種種優(yōu)勢使得它在 20 世紀(jì) 50 年代以后產(chǎn)量迅速增加。
時(shí)逢二戰(zhàn)結(jié)束，各個(gè)國家都撲入發(fā)展浪潮當(dāng)中，驅(qū)動了水泥產(chǎn)量的增長。從 1970 年到 2018 年，全球水泥產(chǎn)量從 5 億公噸漲到了 45 億公噸，漲了八倍，水泥儼然成為建筑材料中的頭牌。
悉尼歌劇院，著名水泥建筑
在 20 世紀(jì)末期至今，中國在開放引資發(fā)展和加速城市化進(jìn)程的雙重需求推動下成為世界水泥生產(chǎn)與消費(fèi)大國，據(jù) BBC 報(bào)道，在 2011 年至 2013 年間中國的水泥用量甚至比美國在整個(gè) 20 世紀(jì)期間的用量還多。目前，中國依舊包攬了全球約一半的水泥生產(chǎn)量和水泥生產(chǎn)中的碳排放量。
水泥產(chǎn)業(yè)的碳排放主要來源于水泥熟料的生產(chǎn)過程，這一過程中作為原料的石灰石、黏土和其他雜質(zhì)會先被研磨成粉末，之后送入鍋爐中高溫煅燒，而原料當(dāng)中的大量碳元素會在整個(gè)熟料生產(chǎn)過程中與氧結(jié)合，釋放出二氧化碳。從爐溫加熱到爐內(nèi)煅燒，水泥熟料生產(chǎn)過程導(dǎo)致的碳排放占據(jù)了整個(gè)水泥行業(yè)排放量的 90%。
然而近年來全球環(huán)境的緊張局勢開始讓人們意識到水泥對氣候變化的負(fù)面貢獻(xiàn)，就在剛結(jié)束不久的全球氣候峰會上，水泥行業(yè)人士也參與了關(guān)于實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的行動細(xì)則討論中，會議認(rèn)為，如果要實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的目標(biāo)，水泥產(chǎn)量在 2030 年之前必須下壓至少 16%。
在過去幾十年間，就環(huán)境方面水泥行業(yè)也受到了越來越嚴(yán)格的審查。
而水泥行業(yè)也在尋找對環(huán)境更加友好的生產(chǎn)過程和替代產(chǎn)品。據(jù)英國皇家國際事務(wù)研究所的說法，在過去的幾十年里，行業(yè)生產(chǎn)商通過提升能源效率和廢料回收用作燃料等措施，已經(jīng)將每公噸水泥生產(chǎn)的碳排放量降低了 18%。
與此同時(shí)，一個(gè)提供了全球 35% 的水泥產(chǎn)值的協(xié)會——“水泥與混凝土協(xié)會”成立，該協(xié)會在今年的氣候峰會上表達(dá)了堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的決心。
蓮花寺，著名水泥建筑
但事實(shí)上只要傳統(tǒng)水泥不擺脫熟料煅燒，碳排放問題就依舊棘手。英國皇家國際事務(wù)研究所的副研究主管 Felix Preston 表示，傳統(tǒng)行業(yè)的種種努力正在逼近他們所能做到的極限，在此之后，只有研發(fā)不依賴于熟料的新型水泥才能真正解決碳排放問題。
目前這樣的新水泥已經(jīng)誕生。在美國北卡羅來納州，一家名為 BioMason的企業(yè)就致力于用生物科技研發(fā)無需熟料的新水泥。該企業(yè)的聯(lián)合創(chuàng)始人兼 CEO，Ginger Krieg Dosier 表示，她對新水泥的研發(fā)已經(jīng)超過十年。
這種新型水泥的成型原理與珊瑚類似，先將沙石等原料填入模具中，再注射入微生物進(jìn)行生化反應(yīng)，生成水泥。經(jīng)過 Ginger Krieg Dosier 多年的改進(jìn)，現(xiàn)在該實(shí)驗(yàn)反應(yīng)只需要四天就能完成，全程可在室溫下進(jìn)行，不需要消耗化石燃料或煅燒來對原料加熱。
但面對已經(jīng)成熟的傳統(tǒng)水泥行業(yè)，新水泥的應(yīng)用依舊相當(dāng)受限，這實(shí)際上不難理解，在工業(yè)生產(chǎn)中水泥的優(yōu)勢主要就在于它生產(chǎn)和使用的方便低廉。誠然，新技術(shù)能大幅降低碳排放量，但建筑商不得不考慮的是，提高了生產(chǎn)成本和周期之后，在換來減少 90% 的碳排放之外，能否依舊保證商業(yè)利潤?
在低碳水泥的生產(chǎn)應(yīng)用依舊未成規(guī)模的當(dāng)下，傳統(tǒng)水泥還是繼續(xù)擔(dān)任著建筑材料的中流砥柱，盡管相關(guān)學(xué)者和機(jī)構(gòu)都在致力于使這種材料變得更綠色，但根據(jù)較新的水泥行業(yè)報(bào)告顯示，2017 年技術(shù)改進(jìn)在碳排放量上僅比 2016 年減少了 0.4%。
徹底拋棄煅燒的技術(shù)尚未成熟，改進(jìn)傳統(tǒng)方式的收效又逐漸達(dá)到極限，水泥行業(yè)來到了兩難的關(guān)口。
來源：好奇心日報(bào)