用水泥制作水泥

  一项新工艺可通过建筑废料生产水泥。研究人员表示，到2050年，这项工艺能够大大减少数十亿吨的碳排放。相关论文近日发表于《自然》。

  “我们已经明确证明，水泥可以被回收制成水泥。”英国剑桥大学的Julian Allwood说，“我们正朝着生产零碳排放水泥的方向前进，这太神奇了。”

  水泥生产行业污染严重，占温室气体排放总量的7.5%。但迄今为止，还没有已知的方法在不影响气候的情况下大规模生产水泥。

  制造水泥需要“熟料”，熟料是通过将石灰石和黏土等原材料的混合物加热到1450摄氏度制成的。制造熟料所要求的高温和所涉及的化学反应都会造成碳排放，而熟料生产占水泥生产总碳足迹的90%。

  Allwood和同事已经开发出一种生产熟料的替代方法，这中间还包括重新使用从拆除的建筑物中提取的水泥浆料。它的化学成分与石灰助熔剂相同，后者是一种用于去除回收钢中杂质的物质。

  当钢材融化时，由旧水泥制成的助熔剂会形成一种漂浮在回收钢顶部的炉渣。一旦磨成粉末，炉渣就等同于熟料。然后它可拿来制造波特兰水泥，这是最常见的水泥形式。

  如果回收的钢材和水泥是由可再次生产的能源或核能驱动的电炉生产的，那么这样的一个过程几乎绝对没碳排放。“这样的解决方法真的很简单。”Allwood说。

  实验室试验已证明该工艺有效。团队估算，它提供了一种可与传统设备一起使用的“临时”解决方案，如果全球转向新方案，每年可减少排放多达30亿吨二氧化碳。

  研究团队目前正与剑桥电力水泥公司以及建筑公司Balfour Beatty、Tarmac等合作伙伴进行工业试验。Allwood说：“在接下来的几周内，我们将开始一系列试验，每小时生产30吨水泥。”。

  扩大新型水泥生产的基本工艺的规模，在某些特定的程度上取决于回收钢的情况。目前回收炼钢约占全球钢铁产量的40%。Allwood表示，未来30年，随着该行业的脱碳，产量将至少翻一番，很可能翻3倍。

  然而，前方仍有一些挑战。再生水泥工艺需要1600至1750摄氏度的炉温，略高于传统水泥生产。英国利兹大学的Leon Black说，这将增加电力成本。

  其他挑战包括建立旧水泥供应链，吸引必要的资本投资，以及说服这个以谨慎著称的行业大规模采用新工艺。

  Black说：“他们制造出一种成分与波特兰水泥相同的材料，已经克服了一个障碍。问题出在细节上能源需求、物流、规模扩大。”（来源：中国科学报王方）