英国混凝土和
水泥协会上周发布了2050年实现净负排放(Net Negative Carbon Emissions)的路线图[1][2],表示将会在2050年前实现大气中
减排多于其生产排放。路线图发布的机构为英国混凝土协会(UK Concrete),是英国矿产协会(Mineral Products Association, MPA)的一部分。路线图2050年的目标约等于实现每吨熟料生产实现负排放0.52吨CO2。
路线图认为四种技术需要被同时应用来实现“净负排放”,包括
电力和
运输网络的脱碳、燃料转换、使用更多的低碳水泥和混凝土、和在水泥制造中应用碳捕集、利用与封存(CCUS)技术。其中CCUS会带来61%所需要的
碳减排(如图1所示[3])。与此同时,实现负排放需要使用有吸收二氧化碳属性的混凝土,以及采用能够有较好热惯量的混凝土产品来降低建筑物运营的
碳排放。过去社会对水泥行业碳排放的主要焦点在水泥生产的过程排放(范围一排放)和能源消耗的排放(范围二排放)[4],这项路线图扩充到水泥和混凝土的间接排放(范围三排放)。
英国水泥与混凝土行业已经在过去30年投入了大量的资源来更换燃料、更改产品成分和提高能源效率,使得总排放水平(范围一、二、三)比1990年下降53%,超过英国经济整体碳减排水平。同时英国水泥行业也在示范氢能和离子技术作为燃料转换选项,得到了英国商业、能源和工业战略部(BEIS)的支持。
英国混凝土协会在积极呼吁英国政府能够在不迟于2021年前支持水泥行业示范CCUS项目,包括提供资本金和运营经费的支持[5]。如果支持能够实现,预计水泥碳捕集技术将会在2030前实现商业化。
英国矿产协会首席执行官,Nigel Jackson表示“混凝土以及其各种组分,是我们经济和生物的必要原料。新的住宅、学校、医院、道路和铁路都需要混凝土。水泥行业需要与其他行业合作,得到政府的支持,共同实现净零排放。我们提出的负排放路线图将会立足行业自身减排,不会使用
碳中和方式实现。与此同时,英国应该确保水泥碳减排的努力,不会导致排放转移到其他国家。”
英国气候变化委员会首席执行官,Chris Stark认为“英国混凝土和水泥行业的净零排放路线图,设立了世界领先的行业碳减排目标。水泥行业脱碳对于建筑行业减排至关重要。我们高度认可这项工作,同时认为需要政府和商界共同努力来实现。”
路线图提出两项技术实现负排放(图2),其中Carbonation(碳酸化或矿化)和Thermal Mass(材料热质量或热惯性)能够进一步减排,实现负排放。根据2018年数据,英国每吨熟料(Clinker)生产带来0.94吨范围一和范围二排放,预计碳酸化将会实现每吨熟料0.11吨CO2的负排放效果,而热惯性则可以通过建筑
节能效益会为带来每吨熟料0.41吨CO2负排放效果。预计路线图将会促使英国有5家水泥和混凝土企业转型,包括分布在全国23个的地区的水泥和混凝土项目 [8] (图3)。
其中一项可能促成负排放的技术CO2的碳酸化或矿化在近期全球多地开展中试,根据报道,英国企业Carbon8系统在荷兰的垃圾热电厂进行利用技术示范[6],
浙江大学在
河南强耐新材进行了年1万吨级别的二氧化碳深度矿化中试[7]。
图1 实现混凝土和水泥行业负排放的各种技术路径和贡献
图2 预计各项技术对实现英国混凝土和水泥行业负排放的贡献程度
图3 英国混凝土协会企业分布图