将材料中的碳酸钙或石灰岩换成镁硅酸盐,全球水泥工业将获得3亿吨减排量,这约相当于增加64亿美元产值。照届时全球水泥工业产值2500亿美元计,这仍是一个明显的增量。
2010年,全世界每年将生产超过30亿吨水泥。
提及这个数字,不仅仅是因为每一栋在建的建筑都离不开水泥,更是因为它是未来二氧化碳减排的重点监督对象。
按照目前国内的平均水平,每生产一吨的水泥熟料,由碳酸钙分解产生的二氧化碳就有0.5107吨,而这还仅仅是原料锻烧分解阶段的碳排放数字。“水泥生产过程中的二氧化碳排放分为直接排放和间接排放两种,如若加上水泥窑燃料燃烧产生的二氧化碳以及熟料生产电耗等阶段产生的,总量大约为0.8吨。水泥业是名副其实的碳排放大户。”崔素萍说。作为北京工业大学材料学院的教授,她多年以来一直从事高性能水泥及建筑材料生产过程节能减排的研究工作。
与崔素萍所说的传统水泥制造方法不同,英国的斯图尔特·伊万(Stuart Evan)规划了一副全新的水泥地图。斯图尔特是英国Novacem公司的主席。水泥是公司的拳头产品。不过Novacem的水泥有些不一样,他们将原料碳酸钙替换成镁硅酸盐,结果每生产一吨水泥,只排放0.5吨的二氧化碳。而且,用这种水泥建筑房屋,它还能吸收二氧化碳。
为什么是碳负性?
“Novacem的水泥碳排放只有-0.1,也就是说,核算之后这种水泥不但不排放二氧化碳,还能吸收0.1吨的二氧化碳,碳减排的效益十分可观。” 斯图尔特说。
从二氧化碳排放大户到“吃”碳先锋,Novacem公司的改变仅仅是替换原料,用镁硅酸盐取代常用的碳酸钙或石灰岩。斯图尔特在接受记者采访时并没有透露这一技术是如何实现的,但分析了Novacem研制的这种水泥“碳负性”的原因:“我们在煅烧水泥熟料的过程中,把温度从传统的1500℃降低到了600℃,而且,新的水泥在硬化的时候也可以更多地吸收空气中的二氧化碳,总体上降低自己的碳足迹。”
有必要来了解一下平常生活中无处不在的水泥。
目前使用的主要有通用水泥、专用水泥和特性水泥三大类,其中产量占95%左右的是通用水泥,一般用来建造土木建筑工程,我们常说的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等都属于通用水泥。它是以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料,5%以下的石灰石或粒化高炉矿渣,适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,国际上统称为波特兰水泥(Portland Cement)。
其实,Novacem公司采用镁硅酸盐取代常用碳酸钙或石灰岩制造水泥的技术不算新鲜。在建筑行业内,这种办法被称为“镁质水泥制品”,一般都是采用氧化镁、氯化镁、水这三元体系经配置和加改性剂而制成。1867年,法国人索瑞尔用具有一定浓度的氯化镁水溶液与活性氧化镁粉末调配后得到了“镁水泥石”,由于这种水泥具有大理石般的光滑表面,被迅速的用于装饰材料中,至今不少卫浴产品都采用镁硅酸盐材料的制品。