英國混凝土和水泥協會上周發布了2050年實現凈負排放（Net Negative Carbon Emissions）的路線圖[1][2]，表示將會在2050年前實現大氣中減排多于其生產排放。路線圖發布的機構為英國混凝土協會（UK Concrete），是英國礦產協會（Mineral Products Association, MPA）的一部分。路線圖2050年的目標約等于實現每噸熟料生產實現負排放0.52噸CO2。

       

       路線圖認為四種技術需要被同時應用來實現“凈負排放”，包括電力和運輸網絡的脫碳、燃料轉換、使用更多的低碳水泥和混凝土、和在水泥制造中應用碳捕集、利用與封存（CCUS）技術。其中CCUS會帶來61%所需要的碳減排（如圖1所示[3]）。與此同時，實現負排放需要使用有吸收二氧化碳屬性的混凝土，以及采用能夠有較好熱慣量的混凝土產品來降低建筑物運營的碳排放。過去社會對水泥行業碳排放的主要焦點在水泥生產的過程排放（范圍一排放）和能源消耗的排放（范圍二排放）[4]，這項路線圖擴充到水泥和混凝土的間接排放（范圍三排放）。

      英國水泥與混凝土行業已經在過去30年投入了大量的資源來更換燃料、更改產品成分和提高能源效率，使得總排放水平（范圍一、二、三）比1990年下降53%，超過英國經濟整體碳減排水平。同時英國水泥行業也在示范氫能和離子技術作為燃料轉換選項，得到了英國商業、能源和工業戰略部（BEIS）的支持。

      英國混凝土協會在積極呼吁英國政府能夠在不遲于2021年前支持水泥行業示范CCUS項目，包括提供資本金和運營經費的支持[5]。如果支持能夠實現，預計水泥碳捕集技術將會在2030前實現商業化。

      英國礦產協會首席執行官，Nigel Jackson表示“混凝土以及其各種組分，是我們經濟和生物的必要原料。新的住宅、學校、醫院、道路和鐵路都需要混凝土。水泥行業需要與其他行業合作，得到政府的支持，共同實現凈零排放。我們提出的負排放路線圖將會立足行業自身減排，不會使用碳中和方式實現。與此同時，英國應該確保水泥碳減排的努力，不會導致排放轉移到其他國家。”

      英國氣候變化委員會首席執行官，Chris Stark認為“英國混凝土和水泥行業的凈零排放路線圖，設立了世界領先的行業碳減排目標。水泥行業脫碳對于建筑行業減排至關重要。我們高度認可這項工作，同時認為需要政府和商界共同努力來實現。”

       路線圖提出兩項技術實現負排放（圖2），其中Carbonation（碳酸化或礦化）和Thermal Mass（材料熱質量或熱慣性）能夠進一步減排，實現負排放。根據2018年數據，英國每噸熟料（Clinker）生產帶來0.94噸范圍一和范圍二排放，預計碳酸化將會實現每噸熟料0.11噸CO2的負排放效果，而熱慣性則可以通過建筑節能效益會為帶來每噸熟料0.41噸CO2負排放效果。預計路線圖將會促使英國有5家水泥和混凝土企業轉型，包括分布在全國23個的地區的水泥和混凝土項目 [8] （圖3）。

      其中一項可能促成負排放的技術CO2的碳酸化或礦化在近期全球多地開展中試，根據報道，英國企業Carbon8系統在荷蘭的垃圾熱電廠進行利用技術示范[6]，浙江大學在河南強耐新材進行了年1萬噸級別的二氧化碳深度礦化中試[7]。

 

圖1 實現混凝土和水泥行業負排放的各種技術路徑和貢獻

 

圖2 預計各項技術對實現英國混凝土和水泥行業負排放的貢獻程度

圖3 英國混凝土協會企業分布圖