用水泥制作水泥

一項新工藝可以利用建筑廢料生產水泥。研究人員表示，到2050年，這項工藝可以減少數十億噸的碳排放。相關論文近日發表于《自然》。

“我們已經明確證明，水泥可以被回收制成水泥。”英國劍橋大學的Julian Allwood說，“我們正朝著生產零碳排放水泥的方向前進，這太神奇了。”

英國研究人員首次在電弧爐中生產水泥。

水泥生產行業污染嚴重，占溫室氣體排放總量的7.5%。但迄今為止，還沒有已知的方法在不影響氣候的情況下大規模生產水泥。

制造水泥需要“熟料”，熟料是通過將石灰石和黏土等原材料的混合物加熱到1450攝氏度制成的。制造熟料所要求的高溫和所涉及的化學反應都會造成碳排放，而熟料生產占水泥生產總碳足跡的90%。

Allwood和同事已經開發出一種生產熟料的替代方法，其中包括重新使用從拆除的建筑物中提取的水泥漿料。它的化學成分與石灰助熔劑相同，后者是一種用于去除回收鋼中雜質的物質。

當鋼材融化時，由舊水泥制成的助熔劑會形成一種漂浮在回收鋼頂部的爐渣。一旦磨成粉末，爐渣就等同于熟料。然后它可以用來制造波特蘭水泥，這是最常見的水泥形式。

如果回收的鋼材和水泥是由可再生能源或核能驅動的電爐生產的，那么這個過程幾乎完全沒有碳排放。“這個方法真的很簡單。”Allwood說。

實驗室試驗已證明該工藝有效。團隊估算，它提供了一種可與傳統設備一起使用的“臨時”解決方案，如果全球轉向新方案，每年可減少排放多達30億噸二氧化碳。

研究團隊目前正與劍橋電力水泥公司以及建筑公司Balfour Beatty、Tarmac等合作伙伴進行工業試驗。Allwood說：“在接下來的幾周內，我們將開始一系列試驗，每小時生產30噸水泥。”。

擴大新型水泥生產工藝的規模，在一定程度上取決于回收鋼的情況。目前回收煉鋼約占全球鋼鐵產量的40%。Allwood表示，未來30年，隨著該行業的脫碳，產量將至少翻一番，很可能翻3倍。

然而，前方仍有一些挑戰。再生水泥工藝需要1600至1750攝氏度的爐溫，略高于傳統水泥生產。英國利茲大學的Leon Black說，這將增加電力成本。

其他挑戰包括建立舊水泥供應鏈，吸引必要的資本投資，以及說服這個以謹慎著稱的行業大規模采用新工藝。

Black說：“他們制造出一種成分與波特蘭水泥相同的材料，已經克服了一個障礙。問題出在細節上——能源需求、物流、規模擴大。”