碳排放减少80%，这种不含水泥的混凝土在英国火了

撰文 | 周祉沐，Sueyl

→这是《环球零碳》的第103篇原创

环球零碳

碳中和领域的《新青年》

摘要：生产水泥造成的碳排放量占全球二氧化碳排放的8%。建筑行业的脱碳，很大程度上要从建筑材料开始。因此，高能耗的混泥土，成为一些国家制定脱碳目标的对象。英国Cemfree公司生产的低碳无水泥混泥土，即使与目前可用的其他“绿色”混凝土相比，也具有更高的环境认证。

建筑使用的水泥、混凝土是碳排放的主要来源之一。每年，生产水泥造成的碳排放量占全球二氧化碳排放的8%。如果水泥工业是一个国家，它将是世界第三大二氧化碳排放国。

水泥是混凝土的粘合剂，而混凝土被广泛运用于各类构造物中，如楼宇、道路、高铁、地铁、桥梁、管道、机场等等，是构筑建造的核心基础材料，也是地球上消耗量仅次于水的第二大耗材。

图片来源自网络

传统混凝土也存在很多缺点。其中很关键的一点，每生产一吨普通硅酸盐水泥（OPC，混凝土的关键成分）会导致近一吨二氧化碳排放。目前，OPC的全球生产量为每年40亿吨，这也意味着随之有近40亿吨二氧化碳排放。

若是使用低碳混凝土，建筑行业将从原材料方面大大降低碳排放。Comfree就是这样一家公司。其推出的英国首个无水泥超低碳致密混凝土砌块Greenbloc，对于一个普通的三居室房屋，够节省大约2.7吨住房的碳排放量，每个使用Greenbloc的新房产都能抵消其近4年内电力使用及更多的碳排放。

与目前可用的其他“绿色”混凝土相比，Comfree生产的混泥土具有更高的环境认证。Cemfree已列入普华永道英国发布的《净零未来50强》报告。Cemfree聚焦英国建筑业面临的最大挑战，与其他49家创新的英国气候技术公司一起希望解决气候变化问题。

那么，这到底是一家什么样的公司？又是使用什么技术或原料，可以达到如此减排效果？《环球零碳》带你一探究竟。

01

Cemfree：建筑行业的可持续解决方案

英国DB集团（DB Group）是建筑行业的先驱。它最初成立的目的是为工业提供专业的砂子，用于水泥测试和熔断器制造。Cemfree正是隶属于DB集团，致力于开发低碳混凝土技术的新兴公司。

Cemfree开发的混凝土，完全不含水泥，而且低碳，是传统混凝土的替代品。

Cemfree混凝土使用的材料包括来自钢厂的磨碎粒状高炉矿渣（GGBS）或来自发电站的粉煤灰（PFA）来制造不含水泥的粘合剂，从而生产出与混凝土性能相似的产品，以减少二氧化碳排放量。

来源：Cemfree

GGBS和Cemfree粘合剂之间的反应可形成用以替代普通硅酸盐水泥（OPC）的固体材料，产生隐含的CO2比OPC低80%，与目前可用的其他"绿色"混凝土相比，具有更高的环境效益。

除了混泥土之外，Cemfree还开发英国首个无水泥超低碳致密混凝土砌块产品Greenbloc，作为建筑材料，与使用100%普通硅酸盐水泥制造的致密混凝土砌块相比，单位CO2排放降低73%。

来源：Cemfree

相关人员评论说：“Greenbloc 是建筑行业的游戏规则改变者。到目前为止，可持续性往往集中在建造后的运营碳排放上，而不是建造计划和建筑材料制造过程中产生的碳。”

简而言之，Greenbloc与传统混凝土的唯一区别是能够显著减少CO2，在质量、强度、适用范围上没有任何改变。在钢筋、墙壁、大体积混凝土填充等场景都有Cemfree混凝土和Greenbloc的应用。

2020年5月，在英国肯特郡查塔姆站完成了最大的网络铁路Cemfree混凝土使用，这也是Cemfree在英国铁路网络上的首次使用。使用Cemfree代替传统混凝土，节省了约62吨的碳排放——相当于平均尺寸柴油车行驶23万英里。

来源：Cemfree

环境与可持续发展网络铁路负责人Sarah Borien表示：“这是一个很好的例子，说明我们正在积极与供应链建立合作，减少碳排放，为我们共同的可持续发展目标做出贡献。我们专注于寻找我们常见建筑材料的可持续替代品，Cemfree混凝土将我们的隐含碳减少了83%，并展示了我们的项目如何做出改变，推动了碳中和目标的实现”。

来源：Cemfree

02

混凝土碳减排在行动

建筑行业的脱碳，很大程度上要从建筑材料开始。因此，高能耗的混泥土，成为一些国家制定脱碳目标的对象。

传统混凝土生产过程中碳排放的主要表现为能源的消耗，主要有电力消耗、燃油（气）消耗和水消耗。

欧洲水泥协会绘出的水泥行业路线图提出了“一个产业链的5C方法”，以助力“碳中和”目标的实现。“5C”的含意如下：

熟料——水泥——混凝土——建筑——碳化(Clinker——Cement——Concrete——Construction——Carbonation)。

欧洲水泥协会提出的目标：由1990年排放783kg的CO2/t水泥下降到2030年排放(包括下游产业混凝土)472kg的CO2/t水泥。到2030年CO2减排40%，到2050年CO2减排80%的目标。

放眼全球，推动产业低碳发展在许多国家混凝土与水泥行业已成为积极的行动与实践。

2021年10月，美国波特兰水泥协会发布“碳中和”路线图，其中列出了到2050年美国整个水泥和混凝土价值链的净零计划。价值链中的五个环节包括“熟料的生产、水泥的制造和运输、混凝土的生产、建筑环境的建设、碳清除”。

美国水泥与混凝土的低碳规划：近期用回收材料代替原材料，生产低碳水泥和低碳混凝土，优化设计以实现最低的生命周期排放。中期增加替代熟料的使用，使用可再生能源。远期碳捕捉，研发新型水泥及混凝土。

英国水泥和混凝土行业“超净零排放路线图”显示，混凝土再碳化吸收环境中CO2占比12%；通过混凝土蓄热和储能，避免供暖和制冷，应该可节约14%的电力消耗，这相当于水泥混凝土行业44%的CO2排放。

水泥行业所采取的减碳措施包括：脱碳原材料、替代燃料、降低热效率、低碳熟料、混凝土中熟料替代、电力效率和可再生电力、混凝土拌合料服役的混凝土建筑环境中的CO2捕获等等以及用于混凝土或砂浆的水合水泥在其使用寿命期间自然吸收CO2，从而从大气中去除碳等。

在不久的未来，可持续的零碳全球经济必将会以绿色混凝土建设作为基础。

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参考资料：

[1]https://dbgholdings.com/cemfree/

[2]方毅,许杰,冯新红. 混凝土生产系统碳排放分析及减排措施[J]. 建设机械技术与管理,2022,35(01):48-51.

[3]吴文贵,张红,师海霞. “十四五”对“低碳混凝土”呼唤与期待[J]. 混凝土世界,2022,(01):19-24.

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