铺设水泥和混凝土去碳化基金会

原版由产业创新创举发布必威官网手机版I3由世界资源研究所和大平原研究所召集点击来取整条

从摩天大楼到擦破膝盖 混凝土是我们日常生活的基础虽然它是世界使用量最多的人工资源,但排入其中的排放量不那么显眼。水泥水泥水泥关键成份8%全局CO₂排出物2022年 世界制作44亿吨水泥释放27亿公吨CO₂.同年,美国制作九千万吨水泥释放7千万公吨CO₂.等值溢出1500万化石燃料驱动车一年

混凝土混合水泥不同大小的压碎石沙(称为集成物)、空气和水单水泥构件约10%至15%混凝土质量,近80%₂排出物这些数字帮助解释为什么,如果水泥行业是一个国家,它将成为二氧化碳第三大排放者₂中美后台

同时,水泥和混凝土需求正在增加主要原因是全球人口增长和都市化该部门对全球经济和劳动力也至关重要:出价5%以上全球国内生产总值或GDP,近8%全球就业

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混凝土制作方式:水泥生产、排放和排放解决方案

单行业如何最终产生如此大比例的全球CO₂排出物

跳进CO位置和方式₂水泥排出物, 有必要回退一步理解 工业排出物对实现本中世纪净零目标 构成特殊挑战的原因和国外

工业生产CO₂以两种方式排入大气:设施或电厂向设施供电设施释放物命名为 "直接排放并可能来自燃烧或非燃烧源工业部门排放量大都出自燃热的化石燃料第二类直接排放来源于释放CO生产过程所固有的化学反应₂并称工序排出物 工业产品主要例子比燃烧排出量多大约60%的水泥排放是由于化学反应 石灰石化水泥 40%来自热驱动过程工序也需要场外电源电厂排放物称之 "间接排放....

直接和间接排放之间的差别在考虑工业去碳化所需全部解决办法时很重要。直接排放对水泥碳密度影响最大

图1混凝土制作释放源解析

水泥生产占混凝土排放的80%主要是从窑中混合过程和燃烧排放,下文各段概述的生产过程步骤2对此作了解释。

图基于2018能源过渡委员会数据任务似然水泥报表.

生产过程

混凝土生产过程可简化为四大步数:采石、研磨和预处理制作clinker水泥生产并最后创建最终产品 混凝土进程概述如下,包括每一步都适用的可能的去碳化解决办法

策略1:水泥生产过程的第一步是采石和研磨原材料粉主要是石灰石视设施而定,这些材料经历各种预处理进窑烧前

ENERGY效率:投资升级采石和研磨设备或预处理设备,如预热器和预分解器,可提高厂能效率

STEP2:转窑中石灰石混合加热约1250C熟客水泥主和最关键成份进程称为演化

混合加热后分解为二氧化钙和CO₂.下方程显示变换过程熟料生产约占水泥生产相关排放量的90%,并混合处理和燃烧排放

Calcination:Caco₃石灰石碳酸钙+热量=CaO (calcium oxide – clinker)+高管₂(排放)

• CARBON采集技术解决进程排放碳捕获技术可起关键作用因为这些二氧化碳排放物在化学变换期间释放,在传统水泥生产中不可避免。水泥生产设施可改换碳捕获设备,记录预分解器或窑排入大气前的排放捕获CO₂运输到可有益地用于另一种产品或过程的地方,如混凝土固化或隔离地下
• FUUL浏览器窑炉生产熟料所需的高温对减少燃烧排放构成挑战目前,许多设施使用煤和天然气实现高热替代化石燃料低碳原料-例如生物燃料氢或垃圾原料-可以帮助减少这些排放同时实现相同的温度
• ENERGY效率:提高窑炉和熟料冷却器效率也有助于在熟料生产流程中实现能源生产率最大化

STEP3:熟料再冷却后再混合少量石膏、石灰石或其他添加物混合后归粉状水泥厂.水泥生产方式被称为波特兰水泥,是全世界最常用水泥

• 盲目和无名元素水泥生产产生的排放可以通过降低熟料含量和用水泥替换水泥来减少辅助水泥材料创建“混合水泥”。熟客行为绑定代理物或胶水水泥水泥量下降时,需要用另一种胶水替换单片机包括天然稀疏或工业废料,包括飞灰或钢炉传统波特兰水泥新式低碳替代物也在探索中,如碱激活水泥水泥类型有不同的成分并有可能降低流程和水泥生产期间燃烧排放其中许多混合技术面临部署障碍,如高成本和缺需求、不符合规范标准以及公众意识低等需要支持性政策和调控环境帮助这些新水泥加速开发与商业化

STEP 4:最后,水泥混合水、集料和沙组成终端产品混凝土.约80%CO₂水泥生产流程释放混凝土其余20%来自跨价值链活动所需的能量,包括采石、交通和研磨

混凝土=水泥+水+集成+沙

• 质子分量和精度降低水泥含量并重用 sms替换可进一步降低混凝土的碳密度回收混凝土、废品或合成聚合物等替代聚合物也可以替换来降低材料的碳密度混凝土供应链总排放量也可以通过优化混凝土在构造中的使用来降低,最终减少使用混凝土。

政策景观和市场解决方案

每种去碳化解决方案的适用性往往取决于位置和设施特有因素,如设施使用年限、替代燃料和材料的可用性以及基础设施接近运输、使用或存储捕获CO₂.此外,描述的许多解决方案技术准备程度和费用水平不一,使支持性政策全景对刺激部署至关紧要

采购一种政策工具能为加速开发部署新产品或技术创造有利的市场条件低填充碳材料采购需要披露、奖励和标准,以利用联邦、州和地方一级公共机构和私营公司的购买力

设计有效采购政策时可考虑几种最佳做法:

• 实施有效采购实践需要可比易报告跨产品排放强度数据(即,披露)通常通过环境产品声明和碳标签,有时比较建材营养标签
• 辅助性奖励通过为技术升级、技术援助或投标奖励提供财政支助,可以鼓励业界及早参与和更广泛地实施
• 设置排放限值和基准合格产品鼓励国内制造和创新,同时抑制排放外包为了避免排放泄漏,一些国家还考虑碳边框调整机制课税输入水泥和混凝土基于碳密度

有效采购政策可产生对绿色产品的需求,从而利用政府购买力在支持国内制造商方面发挥重要作用随身带双党基础设施法并减通货膨胀法州和联邦机构都准备在行业引导下确定可持续采购政策方面起关键作用。

2021年12月拜顿政府宣布联邦可持续性计划并行政命令14057启动买净任务组推广使用低碳制造美式建材响应中总务行政发布首个混凝土Buy清洁标准交通部发布首个全机构BuyClean策略,2022年9月 联邦政府宣布优先购买混凝土并降低装饰型温室气体排放

同时,许多州已通过或提出立法推广公共项目使用低碳混凝土,包括加利福尼亚州,科罗拉多州,新泽西州并俄勒冈州.

采购策略只是方程的一面新建混合低碳水泥混凝土标准类还必须接受并推广使用这些混合

政府官员设计国内去碳化政策时,也将是考虑的关键贸易政策和全球市场边框碳调整国际合作也可以发挥重要作用。联盟像工业深度去碳化倡议以美国为成员, 可鼓励使用绿色政府采购并采纳低排放水泥统一和雄心勃勃标准

需要几种新兴技术实现水泥部门2050年脱碳-但这些技术在成本、部署时间和成熟度方面大相径庭举例说,虽然碳捕获技术对行业长期减少排放至关重要,但碳捕获尚未达到商业部署规模类似地,新水泥和替代材料需要进一步研究开发,以便能够近期使用水泥行业去碳化研究开发演示近长期解决方案对实现成本效益高和及时的部署至关重要。

通过创建有利的市场和政策环境,这些政策可沿价值链的每一步驱动去碳化,同时保留并产生劳动力机会并增强美国制造部门