我见到过许多旨在对立气候变化的技能,比方氢动力飞机、水下采矿机器人和核聚变反响堆,它们都极富开创性,每一个都有望在削减温室气体排放方面发挥作用。
但我也见过一些看似平平无奇的办法,比方说修建资料。按质量核算,世界上运用最多的资料是水泥。但关于气候而言水泥是很可怕的,它形成的温室气体排放量约占总排放量的 8%。
好消息是,一些公司正在尽力改变水泥对气候的影响。它们或许没有机器人听起来那么令人兴奋,但我注意到这个范畴有一些十分吸引人的立异。所以,现在让咱们深化探讨下水泥为什么对气候很重要,再了解一下改进这种常见资料背面或许需求的技能。
在深化评论之前,让咱们先弄清楚一些界说。水泥,本质上是修建物的胶水。它的使命是把资料结合在一起,这样咱们就能够制作东西了。水泥与水、沙子或砾石混合制成混凝土,混凝土变硬后可用于制作修建物或路途。
之所以说水泥是“气候变化的梦魇”,有两个首要原因。第一个是,它的制作进程一般涉及到极高的温度大约 1400 摄氏度。要到达这种高温,咱们就要焚烧一些东西,一般是煤一类的化石燃料。钢铁出产等其他重工业也面对相同的问题。
水泥的气候影响的另一个首要应战是石灰的底子化学成分,而石灰是水泥的要害成分。
在制作水泥时,人们一般从石灰岩(limestone)开端,其间含有钙、氧气和碳。要制作一种能与水和其他资料发生反响并硬化的资料,你需求把石灰岩变成石灰,里边只包含钙和氧气。
你应该现已认识到了,石灰岩中的碳终究不会进入石灰。这些碳会与氧气结合,这个进程会释放出二氧化碳,最臭名远扬的温室气体。
CaCO3(石灰岩) + heat(热量) →CaO(生石灰,氧化钙) +CO2(二氧化碳)
想要削减水泥对气候的影响,一个首要办法是削减石灰的运用。但这样做有必要小心翼翼,由于你不想终究得到不那么巩固或经用的水泥。而参加少数的填充物能够协助削减所需求运用的石灰,并且不影响水泥的功能。
CarbonCure 公司供给了一种风趣的办法,给正在混合的混凝土中增加一些二氧化碳,它会与混合物中的成分发生反响并变硬,这一进程也被称为矿化。
这本质上是在做与我上面描绘的水泥制作进程相反的工作——将二氧化碳增加回来。以一种可控的办法这样做,能够协助捕获一些二氧化碳,一起也能够削减终究产品中运用的石灰总量。
最近,CarbonCure 公司宣告,它现已运用从大气中直接提取出的二氧化碳制作出了水泥,这一进程被称为直接空气捕获。该公司将二氧化碳加到了一些废水中,不然其反响性太强,无法再利用。
在演示中,CarbonCure 与一家名为 Heirloom 的加州草创公司协作,成功捕获了二氧化碳。两家公司表明,这是第一次用从大气中捕获的二氧化碳来制作水泥。
不过,这个进程现在只适用于很小的规划,并且关于直接捕获的空气是否能够廉价且有效地完成使命,还有许多没有处理的问题。但 CarbonCure 的办法或许有助于削减修建进程中的一些气候污染,一起也有助于整理大气中现已存在的排放。
我最近采访了蒋业明()和利亚·埃利斯(),他们是 Sublime Systems 公司的创始人,这是一家总部坐落波士顿的水泥草创公司,最近筹集了 4000 万美元的资金。和都有制作电池的布景,他们决议用自己的技能来从头考虑水泥制作。
还记得我说过的水泥对气候形成损伤的两个原因吗?Sublime Systems 正在尽力从两个方面一起下手。
首要,他们企图用电来替代水泥制作进程中所需的热量。此前,和发现他们能够在无需高温或化石燃料的情况下,将石灰岩转化为石灰,所采纳的办法是利用电完成相似的反响。
假如电力来自可再生能源,Sublime Systems 公司的办法能够让水泥的碳排放量削减 70%。
至于由水泥化学成分形成的排放,有几种或许的处理方案。首要,解说说,他们的制备进程能够更简单地捕获、运用或存储二氧化碳,由于它将是浓缩且温度较低的。这意味着他们不需求用到那些碳捕获和存储所需的贵重设备。
他们的工艺终究也或许用到其他的原资料,包含一些不含碳的资料,所以他们底子不会发生二氧化碳。
关于 Sublime Systems 或其他致力于重塑重工业的公司来说,还有很长的路要走。“这将会很难完成,”说,“咱们这样做不是由于觉得这很简单。”
现在,该公司的工厂每年能够出产大约 100 吨水泥。为了在本钱上取得竞争力,Sublime Systems 需求出产与传统商业工厂相同规划的水泥,后者每年能够出产约 100 万吨水泥。现在,Sublime Systems 计划在 2028 年做到这一点。
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