可持续水泥:可能大幅减少全球碳排放的简单转变

A general view shows rising smoke from a Syrian regime controlled cement factory, in Aleppo, Syria August 9, 2016. REUTERS/Abdalrhman Ismail TPX IMAGES OF THE DAY - S1BETUMQVBAA
The world produces more than 10 billion tonnes of concrete each year.Image: REUTERS/Abdalrhman Ismail
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  • 水泥在建筑行业中至关重要,是将混凝土黏合在一起的“胶水”。

  • 然而,水泥生产约占全球二氧化碳排放量的8%。

  • 低碳替代方案已经问世,有助于变革我们的城市建设方式,以应对气候变化。

8月22日是地球超载日,这一天标志着人类在某一年对生态资源的需求超过了地球当年能够再生的资源量。这一现象源于生态资源的大量消耗和废弃物的累积。其中很大一部分来自重工业以及我们建设城市的方式。

有趣的是,2020年的地球超载日距格蕾塔·通贝里发起首次“为气候罢课”几乎恰好过去两年。为气候罢课。在过去两年里,她激励了数百万人为气候正义和更美好的未来而抗争,欧洲议会还宣布进入“气候与环境紧急状态”。

与此同时,在这两年间,人类排放了超过800亿吨二氧化碳,而地球经历了有记录以来第二热的一年。尽管人们对气候危机的认识有所提高,但显然仍需做出更多努力。

大约200年前工业革命伊始时,人类的碳足迹接近于零。如今,人类的碳足迹已占我们总体生态足迹的一半以上,导致人类每年使用的资源远超可再生的数量,相当于1.6个地球的可再生资源。

推动工业和经济脱碳,对于改善我们的生态足迹与地球可再生资源之间的平衡至关重要。这将为人类减缓气候变化影响提供尽可能大的机会。因此,我们需要重新思考建设城市的方式。而要做到这一点,我们就必须谈论水泥。

水泥是混凝土中的“胶水”,是现代文明赖以建立的、经久耐用、防水且无处不在的材料。就大宗商品的使用量而言,混凝土仅次于水,全球每年生产的混凝土超过100亿吨。

近期报告指出,自大约200年前波特兰水泥问世以来,我们的建成环境如今正超越已存在数百万年的自然环境。这主要是由快速城市化所驱动的。预计到2050年,全球80%的人口将居住在城市。

然而,建造诸如米约高架桥和哈利法塔等工程杰作的能力,伴随着高昂的环境代价。仅水泥生产(不包括建筑的其他环节)就约占全球二氧化碳排放量的8%,其中约一半来自生产过程中固有的化学反应。随着能源和农业等其他行业减少其排放份额,到2050年,水泥生产可能占人类活动所产生二氧化碳排放量的近四分之一,。

根据所采用的技术不同,若全面转向可持续水泥,每年可减少17.2亿至27.5亿吨二氧化碳排放,使地球超载日推迟约十天。这些减排量如今即可实现。到2050年,每年的减排量可达72.5亿至116亿吨二氧化碳,使地球超载日推迟约40天。

仅通过改变我们用于建设城市和基础设施的水泥类型,即可实现碳足迹的减少。通过更高效的设计,以及使用性能更优的可持续水泥,还可实现进一步减排,从而以更少的水泥(进而减少碳排放)达成相同的效果。

让水泥更加可持续

许多低二氧化碳水泥已作为传统波特兰水泥更具吸引力、更可持续的替代品而崭露头角。波特兰水泥的生产方式是将石灰石和其他矿物的混合物加热至约1450°C,这一过程中的化学反应会释放大量二氧化碳。

但其他材料也广泛用于混凝土中,包括主要由工业废弃物或副产品制成的材料,如粉煤灰、高炉矿渣、煅烧黏土、细磨石灰石或硅灰。这些材料既可与传统水泥掺混使用,也可单独作为黏合剂(或“胶水”)使用,无需任何波特兰水泥。

重要的是,这些材料的生产方式所产生的二氧化碳排放远低于波特兰水泥。根据所用技术的不同,这可使二氧化碳排放减少50%至80%。

在水泥中使用这些材料可提高强度和耐久性,同时通过减少相关二氧化碳排放和回收工业废弃物来提升可持续性。其中许多水泥已在联合国环境规划署2016年报告中被重点提及,被认为在减少水泥相关二氧化碳排放方面潜力最大。

尽管可实现的环境和技术效益十分显著,但建筑行业在采用可持续水泥技术方面进展缓慢,这些技术主要局限于较小的细分市场。这限制了该行业实现脱碳的能力。

近年来,有一点日益清晰:若要缓解我们所处的生存危机,必须立即采取行动。《巴黎协定》要求世界各国领导人应对气候变化威胁,将全球平均气温升幅控制在2°C以内,并力争限制在1.5°C。

为此,我们必须彻底变革建设城市的方式,转向可再利用工业废弃物并推动循环经济的可持续水泥技术。解决方案触手可及,我们的未来取决于此。

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