環(huán)保吸碳水泥五年后有望投入市場(chǎng)

　　將材料中的碳酸鈣或石灰?guī)r換成鎂硅酸鹽，全球水泥工業(yè)將獲得3億噸減排量，這約相當(dāng)于增加64億美元產(chǎn)值。照屆時(shí)全球水泥工業(yè)產(chǎn)值2500億美元計(jì)，這仍是一個(gè)明顯的增量。

　　2010年，全世界每年將生產(chǎn)超過(guò)30億噸水泥。

　　提及這個(gè)數(shù)字，不僅僅是因?yàn)槊恳粭澰诮ǖ慕ㄖ茧x不開(kāi)水泥，更是因?yàn)樗俏磥?lái)二氧化碳減排的重點(diǎn)監(jiān)督對(duì)象。

　　按照目前國(guó)內(nèi)的平均水平，每生產(chǎn)一噸的水泥熟料，由碳酸鈣分解產(chǎn)生的二氧化碳就有0.5107噸，而這還僅僅是原料鍛燒分解階段的碳排放數(shù)字。“水泥生產(chǎn)過(guò)程中的二氧化碳排放分為直接排放和間接排放兩種，如若加上水泥窯燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳以及熟料生產(chǎn)電耗等階段產(chǎn)生的，總量大約為0.8噸。水泥業(yè)是名副其實(shí)的碳排放大戶?！贝匏仄颊f(shuō)。作為北京工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院的教授，她多年以來(lái)一直從事高性能水泥及建筑材料生產(chǎn)過(guò)程節(jié)能減排的研究工作。

　　與崔素萍所說(shuō)的傳統(tǒng)水泥制造方法不同，英國(guó)的斯圖爾特·伊萬(wàn)（Stuart Evan）規(guī)劃了一副全新的水泥地圖。斯圖爾特是英國(guó)Novacem公司的主席。水泥是公司的拳頭產(chǎn)品。不過(guò)Novacem的水泥有些不一樣，他們將原料碳酸鈣替換成鎂硅酸鹽，結(jié)果每生產(chǎn)一噸水泥，只排放0.5噸的二氧化碳。而且，用這種水泥建筑房屋，它還能吸收二氧化碳。

　　為什么是碳負(fù)性？

　　“Novacem的水泥碳排放只有-0.1,也就是說(shuō)，核算之后這種水泥不但不排放二氧化碳，還能吸收0.1噸的二氧化碳，碳減排的效益十分可觀?！?斯圖爾特說(shuō)。

　　從二氧化碳排放大戶到“吃”碳先鋒，Novacem公司的改變僅僅是替換原料，用鎂硅酸鹽取代常用的碳酸鈣或石灰?guī)r。斯圖爾特在接受記者采訪時(shí)并沒(méi)有透露這一技術(shù)是如何實(shí)現(xiàn)的，但分析了Novacem研制的這種水泥“碳負(fù)性”的原因：“我們?cè)陟褵嗍炝系倪^(guò)程中，把溫度從傳統(tǒng)的1500℃降低到了600℃，而且，新的水泥在硬化的時(shí)候也可以更多地吸收空氣中的二氧化碳，總體上降低自己的碳足跡。”

　　有必要來(lái)了解一下平常生活中無(wú)處不在的水泥。

　　目前使用的主要有通用水泥、專(zhuān)用水泥和特性水泥三大類(lèi)，其中產(chǎn)量占95%左右的是通用水泥，一般用來(lái)建造土木建筑工程，我們常說(shuō)的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥等都屬于通用水泥。它是以硅酸鈣為主的硅酸鹽水泥熟料，5%以下的石灰石或?；郀t礦渣，適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，國(guó)際上統(tǒng)稱(chēng)為波特蘭水泥（Portland Cement）。

　　其實(shí)，Novacem公司采用鎂硅酸鹽取代常用碳酸鈣或石灰?guī)r制造水泥的技術(shù)不算新鮮。在建筑行業(yè)內(nèi)，這種辦法被稱(chēng)為“鎂質(zhì)水泥制品”,一般都是采用氧化鎂、氯化鎂、水這三元體系經(jīng)配置和加改性劑而制成。1867年，法國(guó)人索瑞爾用具有一定濃度的氯化鎂水溶液與活性氧化鎂粉末調(diào)配后得到了“鎂水泥石”,由于這種水泥具有大理石般的光滑表面，被迅速的用于裝飾材料中，至今不少衛(wèi)浴產(chǎn)品都采用鎂硅酸鹽材料的制品。

　　與碳酸鈣或石灰?guī)r相比，鎂硅酸鹽原料中的碳分子減少，這也就保證了熟料煅燒階段二氧化碳的釋放。但鎂硅酸鹽原料也含有少量的碳分子，并不能完全杜絕二氧化碳的排放。斯圖爾特也承認(rèn)了這一點(diǎn)，“要在熟料的制作中就完全杜絕二氧化碳的排放是不可能的，我們只能是相應(yīng)地降低，通過(guò)降低煅燒溫度，新的一噸水泥只排放0.5噸二氧化碳，而過(guò)去這一數(shù)值為0.8.”

　　對(duì)于高硅酸鹽水泥來(lái)說(shuō)，在原料煅燒過(guò)程中提高溫度可以在下配料的時(shí)候減少熔劑礦物，并且增加硅酸鹽礦物的含量和活性，最終達(dá)到提高熟料強(qiáng)度的目的。盡管并不清楚Novacem公司是如何在600℃的“低溫”環(huán)境下煅燒熟料的，但變成碳負(fù)性的原因卻可以分析得出。

　　水泥用適量水調(diào)和后，形成具有膠凝性質(zhì)的漿體，經(jīng)過(guò)凝結(jié)，強(qiáng)度逐漸增長(zhǎng)而成為堅(jiān)硬的石狀體?！版V硅酸鹽制成的鎂水泥漿硬化體在空氣中放置后，會(huì)較大量地吸收空氣中的二氧化碳形成MgCO3（碳酸鎂）、MgCO₃·3H₂O（三水碳酸鎂）、4MgCO₃·Mg（OH）₂·4H₂O（堿式碳酸鎂）等水化物，這使得生產(chǎn)總體上是‘碳負(fù)性’的。” 崔素萍教授說(shuō)，在硬化中更多地吸碳，才是這個(gè)技術(shù)最核心的部分。

　　水泥的碳排賬本

　　對(duì)水泥減排的努力，Novacem公司并不是第一家。

　　早在2002年，澳大利亞生態(tài)技術(shù)公司就研發(fā)了一種采用廢料、粉煤灰、普通水泥和氧化鎂做成的“生態(tài)”水泥，利用有機(jī)廢料纖維來(lái)吸收二氧化碳。而科學(xué)家也嘗試用稻殼來(lái)生產(chǎn)水泥，因?yàn)榈練じ缓趸瑁⊿iO₂），而該成分是混凝土的重要成分，美國(guó)得克薩斯州Chk集團(tuán)開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)技術(shù)，將稻殼放入熔爐利用800℃高溫燃燒，最后剩下高純度的二氧化硅顆粒，這一過(guò)程保證了碳中和。

　　現(xiàn)在Novacem的技術(shù)等于更進(jìn)一步。據(jù)披露， 生態(tài)區(qū)域發(fā)展環(huán)保組織（BioRegional）建設(shè)顧問(wèn)、兼英國(guó)土木工程師學(xué)會(huì)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展小組成員喬納森·艾塞克斯對(duì)新型水泥的發(fā)明表示了歡迎，他說(shuō)：“英國(guó)氣候法案要求我們減少二氧化碳排放量，這就要每個(gè)部門(mén)都發(fā)揮其作用。建造業(yè)在環(huán)境影響方面尤其需要承擔(dān)更大的責(zé)任。”

　　而這種迫切，被斯圖爾特道破，“英國(guó)今年6月已經(jīng)出臺(tái)了財(cái)政的碳預(yù)算，目標(biāo)是到2020年將英國(guó)的溫室氣體排放量減少34%.這一具有法律效力的總體目標(biāo)比歐盟承諾的減少20%的目標(biāo)更高。建筑行業(yè)是未來(lái)的重點(diǎn)減排對(duì)象。”

　　更大的背景是，全球正式進(jìn)入后《京都議定書(shū)》時(shí)代了。以中國(guó)為例，2005年水泥的二氧化碳排放量達(dá)到8.67億噸，占當(dāng)年全國(guó)二氧化碳總排放量的22%,所以，水泥行業(yè)的碳減排被視為我國(guó)執(zhí)行《京都議定書(shū)》的具體措施。作為國(guó)內(nèi)最大的水泥生產(chǎn)制造商，安徽海螺水泥股份有限公司在對(duì)水泥的技術(shù)研發(fā)中，除了列明基本的生產(chǎn)工藝外，就還有明顯的環(huán)境環(huán)保、節(jié)能降耗指標(biāo)。

　　“姑且不論最后的減排結(jié)果到底如何，在如今減排的大趨勢(shì)之下，誰(shuí)的產(chǎn)品最減排，對(duì)市場(chǎng)就有號(hào)召力，畢竟，一噸負(fù)碳排放的水泥無(wú)論對(duì)廠家還是買(mǎi)家來(lái)說(shuō)，都更有賣(mài)點(diǎn)?！眹?guó)內(nèi)某名牌水泥銷(xiāo)售人員陳宇輝說(shuō)，現(xiàn)在的生產(chǎn)商都鉚足了勁要在節(jié)能減排上大展拳腳。

　　5年后有望投入市場(chǎng)

　　陳宇輝弄不清楚英國(guó)Novacem公司的產(chǎn)品最后到底怎樣，因?yàn)橐话愕逆V質(zhì)水泥制品耐水性和強(qiáng)度都比較差，“鎂水泥一般都只在地板材料、包裝材料上用，墻體的承重材料還是采用高硅酸鹽水泥?！?/FONT>