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隨著政策制定者爭相避免氣候危機(jī)，轉(zhuǎn)向水泥和鋼鐵的“低碳”替代品的壓力越來越大。露西·巴納德 (Lucy Barnard) 找出了方法。位于英國南德文郡海岸 Dawlish 的新海堤作為一條長長的灰白色線與金色的沙灘和藍(lán)色的大海相映成趣，有一項(xiàng)重要的工作要做。

在先前的墻被風(fēng)暴摧毀之后，鐵路公司 Network Rail 正在沿著脆弱的海岸線建造 775m 的海上防御。Network Rail 和承包商 BAM Nuttall 的建造比之前的墻高 2.5m，承諾新的屏障不僅可以保護(hù)重要的鐵路連接，而且通過使用替代材料，它還將減少建筑中的碳排放，并試圖幫助防止海浪全球水平不斷上升。

新墻不是由傳統(tǒng)混凝土建造的，因?yàn)檫@種材料占全球碳排放量的 7%，而是使用低碳替代品建造。

BAM Nuttall 的現(xiàn)場代理 Jack Brookes 說，制造商Hanson使用來自南威爾士塔爾伯特港高爐的爐渣代替水泥來制造 9,100m3混凝土澆注在墻的預(yù)制面板后面，節(jié)省了 1,130ｔ二氧化碳進(jìn)入大氣層。

達(dá)利什海堤的環(huán)境影響

“從這個(gè)項(xiàng)目的初階段，我們就考慮了這個(gè)方案如何在不影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和彈性的情況下限制其對環(huán)境的影響，”他說。

“我們將低碳混凝土確定為一種創(chuàng)新產(chǎn)品，可以幫助我們將碳影響減少三分之二，同時(shí)保持傳統(tǒng)混凝土的強(qiáng)度?！?br data-filtered="filtered" style="margin:0px;padding:0px;outline:0px;max-width:100%;box-sizing:border-box !important;overflow-wrap:break-word !important;visibility:visible;" />

隨著各國試圖避免氣候危機(jī)并根據(jù)《巴黎氣候協(xié)議》減少碳排放，減少建筑和基礎(chǔ)設(shè)施中的所謂“隱含碳”正成為世界范圍內(nèi)越來越重要的問題。

建筑業(yè)產(chǎn)生多少碳？

據(jù)世界綠色建筑委員會(huì)稱，建筑和施工共同造成了全球 39% 的碳排放。

由世界上 96 個(gè)城市組成的聯(lián)盟 0的一份報(bào)告估計(jì)，制造用于建筑的水泥、鋼鐵和橡膠的排放量占建筑物總排放量的 60%。

據(jù)計(jì)算，通過改用更環(huán)保的版本并提率，到 2050 年，建筑物的終生排放量可以減少 44%。

全生命周期碳評估

到目前為止，大多數(shù)政府都專注于使建筑物在被占用后更加節(jié)能。

但是，隨著政策制定者將建筑業(yè)作為主要污染源進(jìn)行審查，他們開始更加認(rèn)真地看待建造它們時(shí)排放的碳量——尤其是用于提取原材料和制造的能源其中使用的組件。

水泥很容易成為嚴(yán)重的違規(guī)者之一，因?yàn)樗氖褂萌绱似毡椤?nbsp;

水泥制造過程中會(huì)產(chǎn)生多少二氧化碳？

倫敦帝國理工學(xué)院估計(jì)，全世界每年生產(chǎn)約 35 億噸普通波特蘭水泥，排放 28 億噸二氧化碳——僅略低于中國和美國的排放總量（見下面的方框故事）。根據(jù)世界鋼鐵協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，鋼鐵也是地球上另一種污染嚴(yán)重的材料，占全球二氧化碳排放量的 8% 左右。

制造商如何減少碳排放？

為了減少對環(huán)境的影響，制造商正在投資數(shù)十億美元用于低碳替代品。

水泥制造商的舉措包括總部位于瑞士的LafargeHolcim，該公司表示，它正在擴(kuò)大煅燒粘土的使用并開發(fā)具有新粘合劑的新型水泥，作為其到 2030 年將其二氧化碳強(qiáng)度降低 20% 的承諾的一部分。

澳大利亞公司W(wǎng)agners Holding Co正在生產(chǎn)自己的新型水泥版本，為“Earth Friendly Concrete”，墨西哥制造商Cemex表示已推出新型熟料，可在其部分水泥廠中減少高達(dá) 30% 的排放量.

材料公司DB Group使用火山灰材料，例如來自鋼廠的磨碎粒狀高爐礦渣或來自發(fā)電站的粉煤灰來制造其混凝土，它聲稱與普通波特蘭水泥相比，生產(chǎn)的混凝土中的隱含碳含量多可減少 80%。

它目前正在與 Mace、鋼鐵承包商 Hare 和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師 AK II 合作，制造預(yù)制的無水泥卡匣，希望可以取代預(yù)制混凝土板。

無水泥混凝土

“無水泥混凝土是一項(xiàng)開創(chuàng)性的技術(shù)，它將改變建筑行業(yè)，類似于 1824 年普通波特蘭水泥的。我們必須試用這種創(chuàng)新的解決方案，以便大規(guī)模部署它，”技術(shù)總監(jiān) Peter Goring說梅斯科技。

“我們在開發(fā)無水泥混凝土盒方面的工作是梅斯追求可持續(xù)世界之旅的重大飛躍。”

碳捕獲和儲(chǔ)存

鋼鐵制造商也在尋找減少碳足跡的方法，方法是捕獲和使用鋼鐵制造過程中產(chǎn)生的二氧化碳，使用氫氣代替煤炭來凈化鐵礦石，或者使用電解將鐵礦石轉(zhuǎn)化為鋼鐵。

另一種解決方案是尋找使用更少鋼材或其他材料（如層壓木）的方法。

到目前為止，包括結(jié)構(gòu)工程師學(xué)會(huì)和英國特許建筑服務(wù)工程師學(xué)會(huì)在內(nèi)的機(jī)構(gòu)已經(jīng)制定了關(guān)于評估隱含碳的方法的指南，其中包括尋找減少建筑中水泥用量或使用不含水泥的替代品的方法.

世界各國政府也在尋找限制建筑中使用的碳量的方法。

自 2018 年以來，荷蘭的隱含碳排放量一直受到限制。丹麥、瑞典、法國和芬蘭計(jì)劃在 2023 年至 2027 年之間引入限制。

在英國，新的倫敦計(jì)劃將要求對英國首都的一些全生命周期碳排放進(jìn)行評估。而在美國，加利福尼亞州、明尼蘇達(dá)州和俄勒岡州都引入了州級碳排放要求。

低碳建筑材料的缺點(diǎn)是什么？

但工程師指出，盡管取得了這些進(jìn)步，但低碳建筑材料通常比碳密集型替代品更昂貴，更難獲得，有時(shí)更難獲得使用許可。

Jacobs 可持續(xù)發(fā)展總監(jiān) Lynsey Clark 表示：“在一些大型項(xiàng)目所需的規(guī)模上確保低碳材料、產(chǎn)品和工廠的供應(yīng)可能具有挑戰(zhàn)性?！?/span>

“盡管總體上脫碳可以提率或節(jié)省成本，但一些低碳選擇和材料可能會(huì)以高價(jià)出售，并且與固定資本預(yù)算的一致性可能與終生受益相沖突?！?/span>

“雖然許多交付機(jī)構(gòu)都要求方法創(chuàng)新，但在關(guān)鍵時(shí)刻，同樣的交付機(jī)構(gòu)可能不愿意在實(shí)踐中采用創(chuàng)新材料或新方法，因?yàn)樗鼈兤x了傳統(tǒng)規(guī)范，并帶來了變革管理和風(fēng)險(xiǎn)方面的挑戰(zhàn)， ”她補(bǔ)充道。

“例如，減碳混凝土產(chǎn)品尚未獲得設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的批準(zhǔn)?！?/span>

克拉克指出，雖然有些材料在紙上的碳排放量似乎較少，但承包商還必須考慮這些產(chǎn)品本身是如何制造的，以及它們需要走多遠(yuǎn)才能到達(dá)現(xiàn)場。

“正確的選擇并非非黑即白，”克拉克說。

“需要更加明智地理解選擇的影響——水泥替代品，如碎粒高爐礦渣 (GGBS) 和粉煤灰 (PFA)，依賴于鋼鐵生產(chǎn)和燃煤行業(yè)的廢物輸出。

“而鋼鐵等高回收含量的材料可能難以為建筑項(xiàng)目采購，而且如果在國際上采購，碳含量也不會(huì)那么低。”

但是，除非找到現(xiàn)成的廉價(jià)替代品并盡快投入使用，否則許多人擔(dān)心，整個(gè)發(fā)展中的大量建筑項(xiàng)目的影響可能證明是毀滅性的。

水泥在發(fā)展中的使用

根據(jù)國際能源署的一份報(bào)告，隨著世界上一些貧窮的繼續(xù)城市化，到本世紀(jì)中葉，水泥產(chǎn)量可能會(huì)增長 12% 至 23%。

“在東南亞、印度和非洲，大多數(shù)將于 2050 年建成的建筑物尚未建成，”0 研究經(jīng)理 Markus Berensson 說。

“這是許多城市和應(yīng)該開始考慮的[通過使用更環(huán)保的建筑材料減少碳排放]的關(guān)鍵機(jī)會(huì)。”