全球水泥行業(yè)能否實現(xiàn)碳減排？

　　水泥制造行業(yè)正在嘗試通過創(chuàng)新減少排放，但是面臨的挑戰(zhàn)依然嚴(yán)峻，凱瑟琳·厄爾利報道。

　　雖然水泥無處不在，但是平時并不會引起我們過多的思考。這種粉狀物質(zhì)是混凝土的關(guān)鍵成分，曾被稱為“地球上破壞性最強的物質(zhì)”。

　　水泥貢獻了全球碳排放量的7%。如果把整個水泥行業(yè)看作一個國家，那么它將成為僅次于中國和美國的第三大碳排放國。

　　英國智庫查塔姆研究所去年發(fā)布的一份報告顯示，要想完成《巴黎協(xié)定》目標(biāo)，水泥行業(yè)必須在2030年前至少消減16%的年排放量。

　　但是，未來30年的全球經(jīng)濟增長，尤其是發(fā)展中國家的經(jīng)濟增長，預(yù)計會推動全球水泥年需求量大幅提升。查塔姆研究所指出，中國目前是全球最大的水泥制造商，緊跟其后的印度和歐盟國家與中國的產(chǎn)量相比仍有較大差距。

　　水泥行業(yè)如何降低排放？

　　水泥行業(yè)減少碳排放的方式有很多，比如改變原料，提高泥窯效率，或者利用生物能源（比如利用廢熱發(fā)電）供電等等。

　　查塔姆研究所指出，替換化石燃料、提高泥窯效率等措施已經(jīng)將全球水泥生產(chǎn)的單位（噸）二氧化碳排放量削減了18%。但是由于1990年以來市場需求增長了兩倍，水泥行業(yè)的總體排放量仍然出現(xiàn)了大幅提升。

　　其中一多半排放來自水泥所需的熟料生產(chǎn)，由于這個化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的一個副產(chǎn)品就是二氧化碳，所以這部分二氧化碳是不會因為改變?nèi)剂辖Y(jié)構(gòu)或提高生產(chǎn)效率而減少。

　　2010-2015年水泥生產(chǎn)與排放

　　數(shù)據(jù)來源：作者根據(jù)奧利弗等人（2016） 《全球二氧化碳排放趨勢：2016年報告》中的數(shù)據(jù)分析而來。

　　工程咨詢公司莫特·麥克唐納表示：“即便回收了所有的廢熱，替換了所有的化石燃料，石灰轉(zhuǎn)化為熟料的過程仍然會產(chǎn)生二氧化碳。長期來看，我們要么需要為水泥行業(yè)建立碳捕集和封存（CCS）機制，要么尋找其他替代材料。”

　　粉煤灰是煤炭燃燒的一種副產(chǎn)物，添加這種物質(zhì)可以減少水泥中熟料的比例。查塔姆研究所表示，這種所謂的“高混合”水泥能夠?qū)⑺嗌a(chǎn)過程的碳排放減少四分之三。

　　全球水泥和混凝土協(xié)會（GCCA ）表示，碳捕集和封存（CCS）技術(shù)在中短期內(nèi)是“必不可少的”，因為現(xiàn)代水泥廠的運轉(zhuǎn)已經(jīng)基本接近或達到理論效率的極限。

　　碳中性混凝土的生產(chǎn)

　　德國的海德堡水泥公司（HeidelbergCement）是全球第二大水泥生產(chǎn)商，全球第三大預(yù)拌混凝土生產(chǎn)商。像其他水泥公司一樣，海德堡公司也正在研究和開發(fā)新的技術(shù)和工藝。2019年5月，海德堡公司宣布計劃“最晚”在2050年生產(chǎn)出碳中性混凝土，這個目標(biāo)已經(jīng)通過了“科學(xué)碳目標(biāo)”（SBTi）標(biāo)準(zhǔn)的評估，同時也符合《巴黎協(xié)定》提出的將全球升溫控制在2攝氏度以內(nèi)的目標(biāo)。

　　“科學(xué)碳目標(biāo)”（SBTi）由聯(lián)合國全球契約（UN Global Compact）、多家非政府組織、以及世界資源研究所、世界自然基金會（WWF）和碳信息披露項目（CDP）共同運營，主要為投資者提供商業(yè)氣候風(fēng)險方面的數(shù)據(jù)。目前，全球大約有200家企業(yè)的二氧化碳減排目標(biāo)得到了該機構(gòu)的批準(zhǔn)，但海德堡水泥公司是首家來自水泥行業(yè)的企業(yè)。

　　海德堡水泥公司在德國Lengfurt鎮(zhèn)的工廠。

　　海德堡公司將研究重點放在二氧化碳封存和使用上。目前，該公司已經(jīng)開發(fā)了一種“再碳酸化”的工藝，將混凝土循環(huán)再利用到能夠吸收二氧化碳的水泥細(xì)粉中，然后將這種原料用于新的水泥和混凝土生產(chǎn)。

　　此外，海德堡水泥公司還計劃在挪威布雷維克建造全球第一座零排放的水泥廠。目前，Norcem水泥廠（挪威水泥制造商、海德堡水泥公司子公司）已經(jīng)成功地用廢紙、紡織布料、塑料和有害垃圾等廢棄物替代了70%的生產(chǎn)燃料。總的來看，這會讓這座水泥廠的整體二氧化碳排放減少三分之一左右。

　　為減少熟料生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳，海德堡公司計劃啟用碳捕集和封存技術(shù)。如果首期項目能夠成功捕獲工廠一半的排放量，海德堡公司計劃將實現(xiàn)100%碳捕集與封存。這座工廠的建設(shè)依靠的是公共資金，相關(guān)可行性研究結(jié)果將于今年8月出爐，并將最終決定政府投資與否。如果項目獲批，全面碳捕集將從2024年開始啟動。

　　水泥行業(yè)減排整體進展

　　行業(yè)組織也在研究二氧化碳減排的問題。全球水泥與混凝土協(xié)會（GCCA）鼓勵成員機構(gòu)按照2018年頒布的《可持續(xù)憲章》（Sustainability Charter）采取行動。這就要求協(xié)會正式成員機構(gòu)在氣候變化與能源、環(huán)境與自然、以及循環(huán)經(jīng)濟5個方面全面落實可持續(xù)性倡議。此外，他們還要制定氣候變化減緩戰(zhàn)略，發(fā)布減排目標(biāo)，匯報減排進展，并與其他會員機構(gòu)分享減排經(jīng)驗。

　　然而，碳信息披露項目（CDP）去年發(fā)布的一份分析警告稱，如果不能將減排量增加一倍以上，水泥行業(yè)很可能無法完成《巴黎協(xié)定》的減排目標(biāo)。分析認(rèn)同碳捕集和封存（CCS）對水泥行業(yè)的重要性，但此類項目大多處于試驗階段，除海德堡水泥公司外，其他企業(yè)取得的進展都很有限。

　　查塔姆研究所的研究同時評估了水泥行業(yè)目前的創(chuàng)新情況，通過對過往14年的4500份專利進行分析后發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)新的成果非?？捎^，尤其是在熟料替代和新型水泥生產(chǎn)方面。

　　分析還顯示，中國在水泥研究和開發(fā)方面的資金投入遠(yuǎn)超其他國家，專利申請量也處于領(lǐng)先地位，因此將成為水泥行業(yè)的創(chuàng)新中心。

　　研究人員指出：“從去碳化的角度來看，這種趨勢非常令人振奮，因為中國預(yù)計將繼續(xù)占據(jù)全球水泥生產(chǎn)的主要份額。”

　　但是該研究也指出，上述專利商業(yè)轉(zhuǎn)化的數(shù)量并不多，而且沒有一項得到廣泛應(yīng)用。

　　開發(fā)用于脫碳水泥的新材料和新技術(shù)還要克服很多困難。查塔姆研究所指出，少數(shù)主導(dǎo)著這個行業(yè)的大型水泥生產(chǎn)商都對挑戰(zhàn)現(xiàn)有商業(yè)模式的新產(chǎn)品持謹(jǐn)慎態(tài)度。這些生產(chǎn)商很有可能會對此類產(chǎn)品能否達到規(guī)?；a(chǎn)產(chǎn)生質(zhì)疑。與此同時，建筑師、工程師、承包商和客戶也會更多地考慮安全性，而不是碳減排。

　　碳信息披露項目（CDP）投資者研究部門負(fù)責(zé)人卡羅爾·費格森認(rèn)為，監(jiān)管可以推動必要的變革。“過去，建筑監(jiān)管和建筑物環(huán)境證書主要關(guān)注建筑物在使用期間的排放，但是近年來人們逐步開始從項目早期關(guān)注建筑內(nèi)含的碳排放?！?/p>

　　內(nèi)含碳排放是指在建筑物建設(shè)過程中產(chǎn)生的碳排放。英國已經(jīng)試圖將這種排放納入本國政策之中。比如，英國建筑研究院環(huán)境評估方法（BREEAM）提出的建筑標(biāo)準(zhǔn)就將這種碳排放納入了基礎(chǔ)設(shè)施和建筑物可持續(xù)性評測標(biāo)準(zhǔn)中，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對建筑物進行評測，并依照評測結(jié)果對其進行評級。建筑項目內(nèi)含碳排放降低會增加該建筑項目的評分，去年該研究院對標(biāo)準(zhǔn)進行了更新，減少碳排放所獲得的“獎勵”分值在增加。據(jù)碳信息排放項目（CDP）介紹，這表明英國建筑研究院環(huán)境評估方法對建筑物內(nèi)含碳排放的重要性有了更廣泛的認(rèn)識。

　　政策干預(yù)能夠推動行業(yè)減排。對此，海德堡水泥公司發(fā)言人表示認(rèn)同。他指出：“建筑規(guī)范（針對建筑物設(shè)計、建造和材料使用的監(jiān)管條例）需要進行調(diào)整。而且如果有激勵或監(jiān)管機制推動低碳建筑材料的使用，那顯然會大有助益?！?/p>