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?！?/FONT>
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、專用水泥和特性水泥三大類，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%以下的石灰石或粒化高爐礦渣，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?！?/FONT>
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。“鎂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