如何制造碳汇混凝土

混凝土几乎无处不在：我们用它来建造道路、建筑、桥梁等等。然而，在过去的 2000 年里，水泥的搅拌和混凝土的粘合技术并没有太大的改变，该技术仍然是世界上最大的碳排放来源之一。企业家汤姆·舒勒（Tom Schuler）提出了一种制造混凝土的新方法，有可能将其变成碳汇，以吸收大气中的二氧化碳——同时生产出一种使用的建筑材料。

我们身边处处是混凝土，

不过多数人不会注意到它的存在。

我们使用混凝土来建造道路、
建筑物、桥、机场；

可以说，
混凝土无处不在。

水是唯一比混凝土更常用的资源。

随着人口增长和城市化的发展，

我们比以往更需要混凝土。

但这里有一个问题：

水泥是一种把混凝土
粘合在一起的胶浆。

要制造水泥，

需要将石灰石和其他材料
放入窑炉内进行高温烧制。

这一过程产生的副产品之一
就是二氧化碳，即 CO2。

每制造一吨水泥，

就有约一吨二氧化碳
释放到大气中。

结果就是，

水泥工业成为了
第二大工业二氧化碳排放源，

约占全球二氧化碳排放量的 8%。

如果要解决全球变暖问题，

我们就必须在水泥制造
和碳利用方面

进行创新。

要制造混凝土，需要将水泥
与石头、沙土和其他材料混合，

加入大量的水，
然后等待它固化。

使用像路砖或砌块
这样的预制产品，

可以将蒸汽喷进凝固室里，

以加快混凝土凝固。

对于建筑物、道路和桥梁，

我们会在施工现场
将预搅拌混凝土倒入模具，

然后等待它固化。

50 多年来，科学家始终相信，

如果用二氧化碳，而不是水，
来固化混凝土，

混凝土就会更耐用，

但这一想法受制于生产
波特兰水泥时的化学反应。

水泥与水和二氧化碳
都能产生反应，

这些相互竞争的化学反应
并不能制作出优质的混凝土。

于是，我们设计了
一种新的水泥化学反应。

我们使用相同的设备和原料，

但减少了石灰石的用量，

并降低了窑炉的烧制温度，

结果，二氧化碳的排放量
减少了 30%。

我们的水泥不会与水产生反应。

我们用二氧化碳固化这种混凝土，

而这些二氧化碳来自工业设施，
比如合成氨厂或乙醇厂

所排出的废气，

从而避免了这些废气
被排放到大气中。

在固化期间，我们的水泥
所产生的化学反应会分解二氧化碳，

并利用捕捉到的碳制造石灰石，

将混凝土粘合在一起。

如果使用我们的混凝土
搭建的桥被摧毁了，

也不用担心它会释放二氧化碳，
因为二氧化碳早就不见踪影了。

如果将水泥生产过程中
减少的碳排放

与混凝土固化过程中消耗的
二氧化碳结合起来，

水泥的碳足迹最多可降低 70%。

而且这个过程不消耗水源，
所以还能节省上万亿升的水。

不过，要说服
一个拥有 2000 年历史，

但在过去的 200 年里
没有多大发展的行业进行变革

并不容易，

好在目前有许多新的
和现有的业内机构

正在努力应对这一挑战。

我们的策略是简化方案，

寻找超越可持续性的解决方案。

我们采用了传统水泥的

制作过程、原料和设备，

我们的新型水泥使用二氧化碳
进行固化，得到的混凝土

更坚固耐用，颜色也更淡，

能在 24 小时内凝固，
而不再需要 28 天。

我们用于制作
预搅拌混凝土的新技术

尚处于测试和基础设施应用阶段，

而且我们进一步推动了相关研究，

希望能开发出
一种可以用作碳汇的混凝土。

这意味着，我们在制作水泥期间，
消耗的二氧化碳会比排放的更多。

鉴于我们无法在施工地
使用二氧化碳，

所以必须将二氧化碳以固态
或液态形式

注入混凝土中。

我们一直在与一些公司合作，

把二氧化碳废料转化成
一系列有用的化学物质，

比如草酸或柠檬酸，

跟我们在橙汁里添加的一样。

当这种酸性物质
与我们的水泥产生反应，

我们能将相当于
四倍的二氧化碳注入混凝土，

使它变成碳负性。

这就意味着，
对于一个一公里的路段，

我们所消耗的二氧化碳比 10 万棵树
在一年内消耗的还要多。

利用化学反应和二氧化碳废气，

我们正试图将混凝土，

这个地球上用量第二大的材料，

转变为地球的碳汇。

谢谢。