零排放“电动水泥”是“绝对的奇迹”

研究人员可能已经破解了制造几乎零排放“再生水泥”的密码，即通过回收其污染伙伴钢铁来实现这一目标。剑桥大学团队在周三发表在《自然》杂志上的一项研究中详细介绍了他们的工艺——第一作者、工程与环境教授朱利安·奥尔伍德 (Julian Allwood) 表示，这是一个“绝对的奇迹”。

社会可以采取的最可持续的措施之一是减少对混凝土的依赖——虽然现在有替代品，但过渡到替代品说起来容易做起来难。与此同时，让水泥的生产过程更加环保将非常有帮助。从用过的尿布到咖啡渣到细菌，所有东西都可能是有前途的添加剂，可以减少建筑材料的二氧化碳排放量，二氧化碳排放量约占全球年排放量的 8%。但这些都无法解决根本问题——水泥的活性成分——熟料。过去二十年来，行业专家和研究人员一直在研究减少熟料使用的方法，虽然他们可以通过将熟料与其他产品混合来最大限度地减少所需用量，但目前还没有不含熟料的水泥。

奥尔伍德在随附的大学视频中解释道：“水泥是减轻世界温室气体排放的一个真正难题，因为我们没有直接的技术替代品。”

正如《新地图集》周四所强调的那样，奥尔伍德的合作者兼研究第一作者西里尔·杜南特 (Cyrille Dunant) 在之前对混凝土回收方法进行研究时，已经发现了解决方案的迹象。

“我从以前的工作中模糊地想到，如果可以粉碎旧混凝土，取出沙子和石头，加热水泥会去除水分，然后水泥会再次形成熟料，”他说。“液态金属浴会促进这种化学反应，而用于回收钢铁的电弧炉似乎很有可能。我们必须尝试一下。”

第一步是将拆除建筑物的废弃混凝土粉碎得比平常更碎，以将旧水泥与剩余的石头和沙子分离。然后将这种“混凝土糊状物”转移到用于钢铁回收的电弧炉中。重锻钢铁需要一种叫做熔剂的东西来使其在熔融状态下冒泡并净化金属，然后形成一层保护钢铁免受空气侵蚀的外层。事实上，混凝土糊状物是一种非常有效的熔剂替代品——尽管有一个问题。钢铁回收最终会产生一种熔融的熔剂废料，通常称为炉渣。然而，如果你收集炉渣并将其快速冷却，它将变成最常用的水泥，称为波特兰水泥，具有几乎相同的化学成分和耐久性。如果使用可持续能源为电弧炉提供动力，那么整个混凝土钢铁回收方法几乎不会产生任何排放。

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在最初的小规模试验中，这项新技术生产出了几十公斤所谓的“电水泥”。Allwood 和 Dunant 的团队目前正在首次进行工业规模试验，测试该工艺，他们希望在两小时内生产出多达 66 吨的再生水泥。虽然他们仍需要进行进一步的可扩展性研究，但合作者们相信他们的方法可以胜任这项任务——他们正在为该工艺申请专利，并正在与公司和政府机构合作，以加快开发速度。如果新混凝土能够承受压力，工程师们估计，到 2030 年，这项可能具有革命性的解决方案将满足英国三分之一的水泥需求——更不用说它对全球行业可持续发展的贡献了。

尽管这种方法很有前景，但奥尔伍德仍警告称，可回收水泥只是一个更大问题的一部分。
“生产零排放水泥绝对是一个奇迹，但我们还必须减少水泥和混凝土的使用量，”他说。“……我们用得太多了。我们也可以大幅减少混凝土的使用量，而不会降低安全性，但要实现这一点，需要有政治意愿。”