水泥业的低碳未来

2019-3-8 15:19 来源: 碳测

尽管水泥制造是一项二氧化碳密集型活动,但水泥公司也是关键的创新者,它们想要证明,具备可持续性的水泥和混凝土产品会是开启低碳未来的关键。

文:Cembureau     译:Finn 本文基于CC-BY-NC协议,由碳测发布

水泥业的低碳未来


全球的水泥企业们一直努力在探索和实施解决方案,以便降低水泥生产过程中的排放量,同时切实减少下游的碳足迹,甚至吸收二氧化碳。

总部位于德国的海德堡水泥公司一直在开发一系列低排放水泥和混凝土产品。该公司发现了一种新的活性熟料相,这奠定了一种称为Ternocem的熟料新技术的基础。根据改变的化学成分和较低的燃烧温度,CO2的排放量与传统熟料相比,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铝,而恰恰理想的是,铝是来自工业其他部门生产的废料。

Rewinn项目通过回收拆除工地的干净混凝土、地区预混厂的废混凝土、屋顶和碎石,每年可生产高达25万吨骨料

“这种新型水泥已经在许多不同国家的工业试验中进行了完全性测试。市场预计从2020年开始引入,”海德堡水泥比荷卢公司水泥材料经理马克·范·哈尔德伦解释说。

海德堡水泥是欧盟委员会Horizon 2020生态粘合剂(ECO-Binder)研究项目的成员,除此之外,还包括拉法基水泥、维卡氏水泥以及其他10个合作伙伴。该项目旨在开发基于新型低二氧化碳粘合剂的绝缘混凝土系统。

Rewinn B.V. Amsterdam是一家位于阿姆斯特丹海港地区的混凝土和砂砾回收中心,由荷兰回收和运输公司Theo Pouw Group与海德堡水泥子公司Sagrex合资建立,而海德堡水泥则是其背后的技术创新者。

Rewinn项目通过回收拆除工地的干净混凝土、地区预混厂的废混凝土、屋顶和碎石,每年可生产高达25万吨骨料。“Rewinn的回收使得混凝土生产形成了完整的闭环”,哈尔德伦解释说。


到目前为止,大多数再生混凝土都被广泛应用于各种用途,比如路面地基的骨料。由于受到木材、塑料、电线、玻璃和石膏等其他建筑材料的污染,再生混凝土不适合做更精细的用途,例如抛光地板以及自流平混凝土等。

“Rewinn希望通过原材料筛选、粗馏分洗涤,以及从砂馏分中提取细粒来解决这些问题,”哈尔德伦说,“该粉料可作为水泥生产的填料,而改进后的砂粒可应用于新型混凝土”。

因此,水泥粉料也可以在水泥及混凝土的生产闭环中起到重要作用,实现真正的循环经济。目前,海德堡水泥与亚琛工业大学合作研究天然矿物吸收二氧化碳的潜力,以及利用这些矿物生产出有市场价值的建筑材料的可能性。

除了橄榄石和玄武岩等天然矿物,高炉矿渣或再生混凝土水泥粉等工业废料也在进行测试。

二氧化碳的吸收

另一个解决碳排放问题的新方案不仅可以减少排放,还可以积极吸收二氧化碳。Solid Life项目由美国初创企业Solidia Technologies、拉法基水泥和BRE(建筑研究机构)三家共同合作,由欧盟资助。这项雄心勃勃的合作项目专注于使用矿物碳化的低碳水泥新技术。

Solidia品牌水泥是由Solidia于2013年技术开发,目前已经在美国量产。拉法基水泥的研发项目经理文森特·迈耶解释说,这是一种全新的水泥。“当你把它和水放在一起时,它不会变硬,没有水化反应。它必须吸收二氧化碳才能硬化,这就是为什么我们说它是基于矿物碳化”。

迈耶解释说,Solid Life项目有三个主要目标。首先,在整个欧洲以工业规模推广该项新技术;其次,通过严格的测试来证明其持久性;最后,向第三方公司证明这是一个可行的低碳解决方案,具有明显的经济优势。

“在水泥厂,我们可以减少30%的二氧化碳排放量,而到了预制厂,当二氧化碳被混凝土吸收时,这又会产生另外的二氧化碳减排

Solidia水泥是基于普通硅酸盐水泥相同的原材料,但水泥和混凝土合成产品使用的是创新的制造工艺,迈耶说。在水泥厂,减少石灰石的使用,降低窑内的烧成温度(比普通硅酸盐水泥低200度),可以减少二氧化碳的排放。

而Solidia混凝土则是由非水性粘合剂、Solidia水泥、骨料和沙子进行混合。它在一个充满二氧化碳的容器内里固化,每消耗一吨水泥可吸收300公斤二氧化碳。

“在水泥厂,我们可以减少30%的二氧化碳排放量,而到了预制厂,当二氧化碳被混凝土吸收时,这又会产生另外的二氧化碳减排。例如,与传统的水泥混凝土相比,Solidia混凝土的二氧化碳减排可以达到70%,”迈耶解释说。

Solid Life项目原定于2018年底完成,但该团队要求将项目期限延长6个月。未来的计划包括继续在一个较长时间范围内(最长一年)测试其耐久性,并在欧洲各地进一步建立示范试点和工业规模的实验室。

迈耶说:“我们已经完全改变了水泥的化学性质。”

综上表明,欧洲水泥行业正在努力提供解决方案,以实现向低碳建筑环境的转型。在取得重要进展的同时,该行业依赖其欧洲合作伙伴,并和整个建筑价值链的利益相关者一道,为该方案作进一步的推广进行试点。除了技术表现和市场接受度之外,创新的建筑解决方案还需要改变模式,并与整个价值链和监管机构建立密切的伙伴关系。

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