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Outside》環保水泥?從綠色混凝土到負碳水泥

水泥的二氧化碳排放,有大概一半來自生產途中用上的電力和加熱過程。另外一半,則源於名為鍛燒的程序。由於水泥生產會造成一定的環境損害,一些環保組織、科研機構,正著力尋求改善辦法,長程的遠景,是希望令水泥生產業變成零碳排放。

BILLY TONG

墨爾本大學基建工程學 (Infrastructure Engineering)的專家尼古娜絲(Rackel San Nicolas)於本月在澳洲學術網站The Conversation撰文,講解水泥與全球暖化的關係,以及科學家如何努力研發更環保的水泥。

除了水以外,水泥(Cement)是世界上最為常用的物料,主要因為水泥是混凝土很重要的構成部分,而混凝土是現代城市最普及的建築物料。

可是,水泥其實是全球暖化其中一個元凶。單在澳洲,每生產1公噸水泥,就會釋放出0.82公噸二氧化碳。

對比起鋼鐵生產,這或者談不上什麼大數目,因為每生產1公噸鋼鐵,就會排放1.8公噸二氧化碳。

然而,由於我們對水泥的需求十分巨大,全球一年會製造超過40億公噸水泥,過程中排出的二氧化碳,相等於全球工業及能源生產排放的二氧化碳5%。

鍛燒的過程

水泥的二氧化碳排放,有大概一半來自生產途中用上的電力和加熱過程。另外一半,則源於名為鍛燒(calcination)的程序。

鍛燒是一個對金屬礦物或其它固體材料之一加熱過程,在水泥生產中極為關鍵,石灰(limestone) 會被加熱成生石灰(quicklime),其間釋出二氧化碳。

由於水泥生產會造成一定的環境損害,一些環保組織、科研機構,如澳洲的Beyond Zero Emissions,正著力尋求改善辦法,長遠希望令水泥生產業變成零碳排放。一個最直接的方法,是提升儀器的生產效率,從而減少浪費能源。可是,水泥生產本身的化學過程,已經釋放大量二氧化碳,所以改善儀器,並不能大大減低生產水泥對環境的損害。

為此,專家正從水泥生產的方程式著手,尋找傳統水泥的替代品。

地聚物混凝土(geopolymer concrete)

Beyond Zero Emissions的報告便指出,現時有一半的建築混凝土,其實可以被一種叫地聚物混凝土(geopolymer concrete)的物料取代,這種物料同樣能夠防火,抵禦高溫,耐腐蝕性強,能反射陽光。

地聚物混凝土的水泥,不會以石灰製作,而是由飛灰,礦渣(slag)和粘土等物質組成,因而大大減少二氧化碳排放。故此,地聚物混凝土又稱為綠色混凝土(Green Concrete)。

在澳洲,要以地聚物混凝土替代傳統水泥,並不困難。現時,澳洲便有超過4億噸的飛灰庫存,它們來自煤炭行業,可以大約足夠用上20年。可是,澳洲尚未建立有系統的地聚物混凝土供應鏈,同時,建築公司也未對這種新物料投下信心一票。

在美國,美國綠建築協會(United State Green Building Council),已推行一些能源和環境設計計劃,推廣綠色混凝土市場,預計在2025年可見具體成效。

「負碳水泥」(carbon-negative cement)

近年,更有不少專家探討製作「負碳水泥」(carbon-negative cement)的可能性。

負碳水泥,以氧化鎂(magnesium oxide)取代傳統生石灰。當氧化鎂加水的時候,能從大氣中吸收二氧化碳。

倫敦帝國學院旗下的Novacem,是開發「負碳水泥」的組織,他們聲稱每生產1公噸「負碳水泥」,就可以吸收0.6公噸二氧化碳。可是,預計差不多十年後,「負碳水泥」才能真正面世。

希望在科學家的努力下,在不久將來,水泥生產業能變得更環保。


來源:The ConversationLANEWSBerkeley Energy

本文經授權轉載自Outside:環保水泥?從綠色混凝土到負碳水泥

Outside

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