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水泥混凝土產(chǎn)業(yè),力求突破
2017-10-12
來(lái)源:未知
點(diǎn)擊數:  4867        作者:未知
  •     我們所面臨艱巨的氣候挑戰涉及到那些未有合適替代品的全球性產(chǎn)業(yè),而我們腳下的混凝土就是其中之一。每年,美國人均混凝土使用量為1/3噸,經(jīng)濟快速增長(cháng)的發(fā)展中國家用量則更多。全世界每年波特蘭水泥產(chǎn)量超過(guò)了40億公噸,這是混凝土的主要原料,也是其二氧化碳產(chǎn)生的主要來(lái)源,占全球人類(lèi)排放二氧化碳總量的5%以上。落基山研究所 (Rocky Mountain Institute, RMI) 對該產(chǎn)業(yè)的研究表明,要想大幅降低產(chǎn)業(yè)碳足跡并實(shí)現巴黎協(xié)議目標,我們必須對思考模式和行為方式進(jìn)行重大變革,打造一個(gè)水泥混凝土產(chǎn)業(yè)的特斯拉。傳統的產(chǎn)業(yè)管理辦法并不適用,并且新的水泥價(jià)格必須非常便宜。我們發(fā)現了3個(gè)可能奏效的重要機遇。

    ????水泥混凝土產(chǎn)業(yè)為何如此龐大
    ????尋找一種全新的、廣泛適用的解決方案并不容易,因為我們對混凝土的需求量太大了。這是全球最靈活、便宜和普遍使用的建筑材料,是全球用量?jì)H次于水的材料。波特蘭水泥 (占混凝土重量的20%,其它主要的原料還有沙子、骨料和水) 的總產(chǎn)量在過(guò)去的20年間增長(cháng)了兩倍以上 (年增長(cháng)率近6%),其中大部分的增長(cháng)發(fā)生在中國。而隨著(zhù)中國經(jīng)濟放緩,印度、土耳其和印度尼西亞等國家取而代之成為了新的經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)。如果美國當前急需的基礎設施重建計劃開(kāi)始實(shí)施,也將成為另一個(gè)消耗大國。全球水泥生產(chǎn)的增幅將在很長(cháng)一段時(shí)間內保持2-4%的水平。 
    ????在發(fā)展中國家,正在興建的新型水泥廠(chǎng)比其它地方的老廠(chǎng)高效得多,遠遠高于美國平均水平 (印度國家水泥行業(yè)的平均二氧化碳排放率比美國低25%)。然而,即便是全球******的公司所進(jìn)行的科技改進(jìn) (過(guò)去數年僅為約0.5%) 也遠遠無(wú)法抵消用量上的快速增長(cháng),并且也不是所有企業(yè)都在努力減排。
    ????標準波特蘭水泥的生產(chǎn)必然會(huì )通過(guò)兩種形式釋放大量二氧化碳:燃燒燃料而產(chǎn)生所需的超高爐溫,以及加熱石灰巖時(shí)發(fā)生的煅燒化學(xué)反應。在******效的水泥廠(chǎng)中,60%甚至更多的二氧化碳排放都來(lái)自于這種無(wú)法規避的化學(xué)反應。雖然,其它天然或廢棄材料,如稻殼、石灰巖、高爐礦渣,和一些種類(lèi)的粉煤灰可以部分代替波特蘭水泥,但使用波特蘭水泥制作特殊優(yōu)質(zhì)全球化產(chǎn)品的標準化方法使其獲得了其統治性的地位。這種行業(yè)標準是推廣任何特定替代物所面臨的一大障礙。
     
    ????當今產(chǎn)業(yè)現狀
    ????和其它長(cháng)期存在的產(chǎn)業(yè)一樣,水泥混凝土產(chǎn)業(yè)也存在一些已廣泛運用的方法,能夠提高效率、降低排放。但問(wèn)題是,這些方法是自愿性質(zhì)的,由水泥可持續發(fā)展倡議組織 (CSI) 進(jìn)行協(xié)調,且遠不足以放慢該產(chǎn)業(yè)碳排放增長(cháng)的腳步。水泥可持續發(fā)展倡議組織對其會(huì )員和全球水泥產(chǎn)業(yè)的建議包括:
    ????工廠(chǎng)和原材料、產(chǎn)品的運輸在熱力上和電力上都應提高效率,效率最差的工廠(chǎng)應關(guān)閉。
    ????工廠(chǎng)可以燃燒有機廢物或生物質(zhì)來(lái)加熱窯爐 (如巴西,這可以降低全球水泥生產(chǎn)相關(guān)的二氧化碳排放量)。
    ????可以使用輔助膠凝材料 (SCMs),如粉煤灰等替代部分 (有時(shí)會(huì )是大量的) 波特蘭水泥。
    ????使用低碳化學(xué)品作為替代,如氧化鎂水泥,使用特殊添加劑,或僅僅是更明智地選擇特殊的能夠降低水泥用量的配比,制造具備特殊性質(zhì)的混凝土。
    ????所有這些方法都在世界上的一些水泥市場(chǎng)積極地發(fā)揮著(zhù)作用,但不是所有市場(chǎng)。******水泥企業(yè)已經(jīng)設定了排放強度目標,并使用了各種方法。然而,這些變化發(fā)生的速度還不夠,且似乎永遠不夠。這其中部分原因是由于建筑行業(yè)首先關(guān)注的仍是可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量,因此任何變化過(guò)程都是頗具挑戰性,緩慢且成本高昂的。任何新技術(shù)的推廣都必須能夠證明其效果。此外,這個(gè)產(chǎn)業(yè)的資本相當密集,相對于收入和利潤,大量的資本被用于工廠(chǎng)的建設和設備的購買(mǎi)。因此改造工廠(chǎng)的成本巨大,現金流不足以在快速完成這些轉變的同時(shí)滿(mǎn)足投資者或政府業(yè)主對資本成本回報的要求。改變緩慢的另一個(gè)原因是大部分新建工廠(chǎng)都在發(fā)展中國家——由于缺乏現場(chǎng)經(jīng)驗來(lái)確保新技術(shù)或不同的技術(shù)能夠成功,這并不是一個(gè)適合嘗試創(chuàng )新技術(shù)的地方。最后,產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)有時(shí)也會(huì )影響新技術(shù)的發(fā)展。例如,如果可以從其它國家進(jìn)口更廉價(jià)、更“臟”的水泥而不被禁止或征稅,幾乎沒(méi)有企業(yè)會(huì )愿意投資更高效、更“綠色”的新型水泥。這種“碳泄漏”問(wèn)題在歐洲尤其嚴重,因為這里距離北非和中東地區更近,而那些地方并沒(méi)有嚴格的排放法規,并能夠將產(chǎn)品低價(jià)運送到地中海的對岸。

    ????加速水泥產(chǎn)業(yè)清潔化
    ????通過(guò)水泥可持續發(fā)展倡議組織,該產(chǎn)業(yè)相信控制排放問(wèn)題的答案是在經(jīng)濟可行時(shí)運用成熟的科技,而在目前排放持續較高時(shí),就使用二氧化碳捕捉和封存技術(shù)。水泥可持續發(fā)展倡議組織成員正在資助碳捕捉和封存技術(shù)的研究,但當前的技術(shù)仍然存在成本和風(fēng)險過(guò)高的問(wèn)題。此外,其他產(chǎn)業(yè)也在努力,一些新晉研究型企業(yè)如Blue Planet,Skyonic和Solidia等正在研究使混凝土本身來(lái)吸收二氧化碳的技術(shù),并在預成型混凝土產(chǎn)品方面取得了一些積極進(jìn)展。理想情況下,一些碳捕捉技術(shù)能夠很快具備良好的經(jīng)濟效益,并得到快速推廣。但與此同時(shí),我們需要更多好的、經(jīng)濟可行的技術(shù)來(lái)大量降低產(chǎn)業(yè)碳排放。我們相信這些技術(shù)會(huì )產(chǎn)生于以下三個(gè)不同方向。
    ????1. 提高終端使用效率
    ????2. 擴大輔助膠凝材料的使用
    ????3. 聯(lián)合處置水泥和其它產(chǎn)品

    ????這些方法中有些在目前看來(lái)還不成熟,但整個(gè)產(chǎn)業(yè)對節能減排的需求卻越發(fā)迫切。由于全世界有大約一半的混凝土都被政府購買(mǎi),在巴黎氣候協(xié)議推動(dòng)下,這種需求就顯得更加真切。公共部門(mén)和其它用戶(hù)應當要求企業(yè)更快速地嘗試新技術(shù),并表示愿意提供支持。目標明確的研究,再加上應用更廣泛的測量和信息技術(shù),能夠改變這個(gè)相對滯后的產(chǎn)業(yè),從一個(gè)明顯的氣候行動(dòng)落后者變?yōu)閺姶蟮臍夂蛐袆?dòng)帶頭人。
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