建筑和道路用混凝土建造的方式是气候变化的主要原因。随着世界上越来越多的国家发展起来,这个问题也越来越严重。因此,为这种占全球二氧化碳排放量约8%的材料寻找解决方案的竞赛已经开始。
现在,加州一家初创公司已经开发出一种技术,可以减少水泥生产过程中的二氧化碳,并有可能大规模投入使用。Fortera公司从生产水泥的窑炉中截取二氧化碳废气,并将其输送回窑炉以生产更多的水泥。这是该技术首次在商业规模上的尝试,该技术将被应用于加州雷丁市的加州波特兰工厂,这是美国西部最大的水泥厂之一。该工厂将于周五开业。
Fortera首席执行官Ryan Gilliam表示:“我们的目标是成为一种无处不在的解决方案,适用于任何工厂。
2024年4月10日星期三,在加利福尼亚州圣何塞的Fortera工厂的产品实验室中,砂浆立方体进行抗压强度测试。(美联社图片/Benjamin Fanjoy)
2024年4月10日,星期三,在加利福尼亚州圣何塞的Fortera工厂,材料放置在用于ReCarb工艺的区域。(美联社图片/Benjamin Fanjoy)
2024年4月10日星期三,在加利福尼亚州圣何塞的Fortera工厂,一个混凝土圆柱体在进行抗压强度测试后被拆除。(美联社图片/Benjamin Fanjoy)
最初,Fortera将生产足够的产品,与加州波特兰公司约五分之一的产品混合,从而减少约10%的碳排放。吉列姆说,人们对能减少40-50%碳排放的高级混合物,以及该公司生产的能减少70%碳排放的纯产品有着强烈的需求。
第一批大麻袋计划在5月的第一周从雷丁工厂的门口运出去。
Fortera在一定程度上是由一家名为Calera的公司发展而来的,Calera是最早从2007年开始将二氧化碳转化为水泥的公司之一。该公司在加州的办公楼和人行道上浇筑了约100吨低碳水泥,但由于资金困难,该公司于2014年关闭。基于这些知识,吉列姆于2019年与几名前Calera员工一起创立了Fortera。
他说,“世界上几乎每250英里就有一家水泥厂”,而且大多数都位于石灰岩采石场附近。Fortera说,因为它与这些现有的工厂一起工作,并且使用了该行业已经使用的相同材料,所以它的技术是一种经济上有竞争力的选择,可以迅速防止碳排放使地球变暖。
与其他一些低碳水泥和混凝土的努力不同的是,它至少提供了在水泥厂广泛安装的可能性,而不是改变行业目前的运行方式。
2024年4月10日,星期三,在加利福尼亚州圣何塞的福特拉工厂工作的莎拉·普拉塔(中)和阿德里安娜·古铁雷斯(背景右)。(美联社图片/Benjamin Fanjoy)
2024年4月10日,星期三,一名工人在加利福尼亚州圣何塞的Fortera工厂测量ReAct产品。(美联社图片/Benjamin Fanjoy)
2024年4月10日星期三,在加利福尼亚州圣何塞的福特拉工厂的产品实验室里,Jesus Gonzalez Pequeno工作。(美联社图片/Benjamin Fanjoy)
Fortera是减少混凝土对气候影响的众多努力之一。美国建筑师协会向世界上许多最大的建筑公司提供关于建筑材料碳排放的教育。
包括不列颠哥伦比亚省温哥华在内的一些司法管辖区制定了鼓励使用低碳混凝土的建筑标准。加州在2021年通过了一项法律,要求该州的空气资源委员会为该州的水泥行业制定一项战略,到2035年将其温室气体排放量减少40%,到2045年实现净零排放。
由90多家公司组成的“先行者联盟”(First Movers Coalition)在2021年宣布了一项倡议,希望通过这些公司的巨大购买力,创造对低碳水泥的更大需求。
同年,40家最大的水泥和混凝土制造商通过全球水泥和混凝土协会(Global cement and concrete Association)宣布,承诺到2050年生产不会对气候变化造成影响的混凝土。他们同意减少制造过程中水泥和化石燃料的排放,并开发捕捉碳的新方法。
混凝土是地球上仅次于水的第二大使用产品。按体积计算,水泥占混凝土的10-15%,但占混凝土可观排放量的88%。混凝土的其他成分是沙子、砾石、碎石和水。
生产一吨水泥会排放近一吨二氧化碳。还没有一个简单的替代方案。
“混凝土的社会效益绝对是巨大的……它是现代社会的支柱,”全球水泥和混凝土协会(Global Cement and concrete Association)首席执行官托马斯·吉洛(Thomas Guillot)说。他说,其他材料有时无法与之竞争,因为它们不够耐用,不能支撑太多的重量,或者不能承受高温。
2024年4月10日,星期三,在加利福尼亚州圣何塞的Fortera工厂的工艺实验室里,ReAct Pure(中间)躺在一个罐子里。(美联社图片/Benjamin Fanjoy)
水泥制造商将窑炉加热到大约2500华氏度(1400摄氏度)来分解石灰石,并将其分离成二氧化碳和氧化钙。
福特拉的方法是将二氧化碳吸出,通过管道输送到机器中,然后将其转化为固体。它的技术工作温度在1800华氏度(1000摄氏度)左右,需要更少的能源,排放更少的碳。
当捕获的二氧化碳与氧化钙混合时,它会变成一种石灰石,遇湿时会变得像水泥一样。这种产品被Fortera称为ReAct,它与其他成分混合制成混凝土。
Fortera在混凝土中使用15%的ReAct混合物,因为根据现有的行业标准,这是规范材料强度和耐久性的全部允许。
该公司正试图获得一种100% ReAct的产品,作为水泥的替代品,并表示其测试表明它可以满足国际要求,但监管过程将需要五年多的时间。
一些增长最快的水泥消费国在东南亚和非洲,因此全球解决方案至关重要。
“美国必须尽其所能,成为帮助其他国家的领导者,”波特兰水泥协会(Portland Cement Association)总裁兼首席执行官迈克·爱尔兰(Mike Ireland)说。波特兰水泥协会是美国水泥制造商的全国性行业协会。“但我们必须让世界其他地区,特别是全球南方国家,在它们工业化的过程中,跳过我们拥有的一些技术。”
他说,水泥制造业的碳排放是“对世界和我们行业的生存威胁”。
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