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水泥混凝土產(chǎn)業(yè)，力求突破

2017-10-12

來源:未知

點擊數(shù): 5287 作者:未知

我們所面臨艱巨的氣候挑戰(zhàn)涉及到那些未有合適替代品的全球性產(chǎn)業(yè)，而我們腳下的混凝土就是其中之一。每年，美國人均混凝土使用量為1/3噸，經(jīng)濟(jì)快速增長的發(fā)展中國家用量則更多。全世界每年波特蘭水泥產(chǎn)量超過了40億公噸，這是混凝土的主要原料，也是其二氧化碳產(chǎn)生的主要來源，占全球人類排放二氧化碳總量的5%以上。落基山研究所 (Rocky Mountain Institute, RMI) 對該產(chǎn)業(yè)的研究表明，要想大幅降低產(chǎn)業(yè)碳足跡并實現(xiàn)巴黎協(xié)議目標(biāo)，我們必須對思考模式和行為方式進(jìn)行重大變革，打造一個水泥混凝土產(chǎn)業(yè)的特斯拉。傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)管理辦法并不適用，并且新的水泥價格必須非常便宜。我們發(fā)現(xiàn)了3個可能奏效的重要機(jī)遇。

????水泥混凝土產(chǎn)業(yè)為何如此龐大
????尋找一種全新的、廣泛適用的解決方案并不容易，因為我們對混凝土的需求量太大了。這是全球最靈活、便宜和普遍使用的建筑材料，是全球用量僅次于水的材料。波特蘭水泥 (占混凝土重量的20%，其它主要的原料還有沙子、骨料和水) 的總產(chǎn)量在過去的20年間增長了兩倍以上 (年增長率近6%)，其中大部分的增長發(fā)生在中國。而隨著中國經(jīng)濟(jì)放緩，印度、土耳其和印度尼西亞等國家取而代之成為了新的經(jīng)濟(jì)增長點。如果美國當(dāng)前急需的基礎(chǔ)設(shè)施重建計劃開始實施，也將成為另一個消耗大國。全球水泥生產(chǎn)的增幅將在很長一段時間內(nèi)保持2-4%的水平。
????在發(fā)展中國家，正在興建的新型水泥廠比其它地方的老廠高效得多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于美國平均水平 (印度國家水泥行業(yè)的平均二氧化碳排放率比美國低25%)。然而，即便是全球******的公司所進(jìn)行的科技改進(jìn) (過去數(shù)年僅為約0.5%) 也遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法抵消用量上的快速增長，并且也不是所有企業(yè)都在努力減排。
????標(biāo)準(zhǔn)波特蘭水泥的生產(chǎn)必然會通過兩種形式釋放大量二氧化碳：燃燒燃料而產(chǎn)生所需的超高爐溫，以及加熱石灰?guī)r時發(fā)生的煅燒化學(xué)反應(yīng)。在******效的水泥廠中，60%甚至更多的二氧化碳排放都來自于這種無法規(guī)避的化學(xué)反應(yīng)。雖然，其它天然或廢棄材料，如稻殼、石灰?guī)r、高爐礦渣，和一些種類的粉煤灰可以部分代替波特蘭水泥，但使用波特蘭水泥制作特殊優(yōu)質(zhì)全球化產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化方法使其獲得了其統(tǒng)治性的地位。這種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是推廣任何特定替代物所面臨的一大障礙。

????當(dāng)今產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
????和其它長期存在的產(chǎn)業(yè)一樣，水泥混凝土產(chǎn)業(yè)也存在一些已廣泛運用的方法，能夠提高效率、降低排放。但問題是，這些方法是自愿性質(zhì)的，由水泥可持續(xù)發(fā)展倡議組織 (CSI) 進(jìn)行協(xié)調(diào)，且遠(yuǎn)不足以放慢該產(chǎn)業(yè)碳排放增長的腳步。水泥可持續(xù)發(fā)展倡議組織對其會員和全球水泥產(chǎn)業(yè)的建議包括：
????工廠和原材料、產(chǎn)品的運輸在熱力上和電力上都應(yīng)提高效率，效率最差的工廠應(yīng)關(guān)閉。
????工廠可以燃燒有機(jī)廢物或生物質(zhì)來加熱窯爐 (如巴西，這可以降低全球水泥生產(chǎn)相關(guān)的二氧化碳排放量)。
????可以使用輔助膠凝材料 (SCMs)，如粉煤灰等替代部分 (有時會是大量的) 波特蘭水泥。
????使用低碳化學(xué)品作為替代，如氧化鎂水泥，使用特殊添加劑，或僅僅是更明智地選擇特殊的能夠降低水泥用量的配比，制造具備特殊性質(zhì)的混凝土。
????所有這些方法都在世界上的一些水泥市場積極地發(fā)揮著作用，但不是所有市場。******水泥企業(yè)已經(jīng)設(shè)定了排放強度目標(biāo)，并使用了各種方法。然而，這些變化發(fā)生的速度還不夠，且似乎永遠(yuǎn)不夠。這其中部分原因是由于建筑行業(yè)首先關(guān)注的仍是可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量，因此任何變化過程都是頗具挑戰(zhàn)性，緩慢且成本高昂的。任何新技術(shù)的推廣都必須能夠證明其效果。此外，這個產(chǎn)業(yè)的資本相當(dāng)密集，相對于收入和利潤，大量的資本被用于工廠的建設(shè)和設(shè)備的購買。因此改造工廠的成本巨大，現(xiàn)金流不足以在快速完成這些轉(zhuǎn)變的同時滿足投資者或政府業(yè)主對資本成本回報的要求。改變緩慢的另一個原因是大部分新建工廠都在發(fā)展中國家——由于缺乏現(xiàn)場經(jīng)驗來確保新技術(shù)或不同的技術(shù)能夠成功，這并不是一個適合嘗試創(chuàng)新技術(shù)的地方。最后，產(chǎn)業(yè)動態(tài)有時也會影響新技術(shù)的發(fā)展。例如，如果可以從其它國家進(jìn)口更廉價、更“臟”的水泥而不被禁止或征稅，幾乎沒有企業(yè)會愿意投資更高效、更“綠色”的新型水泥。這種“碳泄漏”問題在歐洲尤其嚴(yán)重，因為這里距離北非和中東地區(qū)更近，而那些地方并沒有嚴(yán)格的排放法規(guī)，并能夠?qū)a(chǎn)品低價運送到地中海的對岸。

????加速水泥產(chǎn)業(yè)清潔化
????通過水泥可持續(xù)發(fā)展倡議組織，該產(chǎn)業(yè)相信控制排放問題的答案是在經(jīng)濟(jì)可行時運用成熟的科技，而在目前排放持續(xù)較高時，就使用二氧化碳捕捉和封存技術(shù)。水泥可持續(xù)發(fā)展倡議組織成員正在資助碳捕捉和封存技術(shù)的研究，但當(dāng)前的技術(shù)仍然存在成本和風(fēng)險過高的問題。此外，其他產(chǎn)業(yè)也在努力，一些新晉研究型企業(yè)如Blue Planet，Skyonic和Solidia等正在研究使混凝土本身來吸收二氧化碳的技術(shù)，并在預(yù)成型混凝土產(chǎn)品方面取得了一些積極進(jìn)展。理想情況下，一些碳捕捉技術(shù)能夠很快具備良好的經(jīng)濟(jì)效益，并得到快速推廣。但與此同時，我們需要更多好的、經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)來大量降低產(chǎn)業(yè)碳排放。我們相信這些技術(shù)會產(chǎn)生于以下三個不同方向。
????1. 提高終端使用效率
????2. 擴(kuò)大輔助膠凝材料的使用
????3. 聯(lián)合處置水泥和其它產(chǎn)品

????這些方法中有些在目前看來還不成熟，但整個產(chǎn)業(yè)對節(jié)能減排的需求卻越發(fā)迫切。由于全世界有大約一半的混凝土都被政府購買，在巴黎氣候協(xié)議推動下，這種需求就顯得更加真切。公共部門和其它用戶應(yīng)當(dāng)要求企業(yè)更快速地嘗試新技術(shù)，并表示愿意提供支持。目標(biāo)明確的研究，再加上應(yīng)用更廣泛的測量和信息技術(shù)，能夠改變這個相對滯后的產(chǎn)業(yè)，從一個明顯的氣候行動落后者變?yōu)閺姶蟮臍夂蛐袆訋ь^人。

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