“十四五”對“低碳混凝土”呼喚與期待——發展“低碳混凝土”的前景展望
時間：2022-03-11 來源：中國混凝土與水泥制品協會 分享：
人類共同部署著應對氣候變化的戰略，將氣候革命推向最前線，即控制CO?的排放。尋找化石能源替代品便是關鍵的突破口。而就在這場氣候革命如火如荼之際，中國亦向世界宣布了我們的“雙碳目標”，在2030年前實現碳達峰，即全國碳排放自此不再逐年增長，在2060年前實現碳中和，即實現碳的凈零排放。
碳，是未來地球的命運舵手。
碳，這個在元素周期表中排列第六位的化學元素無所不在、舉足輕重。大地之上的萬物生靈由碳構成（構成地球生物細胞的主要元素中，碳元素是核心，因此地球上所有的生命都被稱為碳基生命；見證古代文明進程的木質建筑由碳構成，推動近現代文明高速發展的化石燃料亦由碳構成（化石燃料包括煤炭、石油等，由古代生物的殘骸形成，故含有碳元素；無可置疑地球是一個碳的世界。如今碳達峰、碳中和的聲音日益高漲，碳從哪里來？它如何塑造了地球的過去？又將如何影響我們的未來？
在人類文明早期還非常緩慢往后六千余年緩緩前行的農業文明并沒有徹底顛覆地球碳循環，直到18世紀工業革命的降臨。這些生產與交通設備有一個共同點便是以化石燃料作為能量來源。為了適應新社會的生產力水平，大量的煤炭、石油被開采并投入使用，它們至今仍是世界運轉的主要動力，一個前所未有的碳排放模式出現了。數據顯示，自工業革命以來人類所排放的CO?約30%存于森林，約30%流入海洋，而約40%則留在了大氣，這正是這一碳循環模式所面臨的重大問題沒有成功閉環。大氣中CO?濃度因此迅速提高，從工業革命前的280ppm上升至了如今的415ppm，這比大自然調節大氣中CO?的速度快了上萬倍。最近的研究顯示，目前大氣中CO?的濃度達到200萬年來的最高值，全球地表溫度也因溫室效應的加劇達到10萬年來的最高值。地球碳循環無疑發生了顛覆性的改變，一系列環境與氣候問題接踵而至。點亮文明之光的人類如今面臨著巨大的挑戰，站在人類生態的命運轉折點，氣候革命的號角已然吹響。在氣候變化的議題上沒有任何一人能夠置身事外。人類共同部署著應對氣候變化的戰略，將氣候革命推向最前線，即控制CO?的排放。尋找化石能源替代品便是關鍵的突破口。而就在這場氣候革命如火如荼之際，中國亦向世界宣布了我們的“雙碳目標”，在2030年前實現碳達峰，即全國碳排放自此不再逐年增長，在2060年前實現碳中和，即實現碳的凈零排放。如今的人類正式接過了塑造地球的接力棒，未來的地球將是何模樣需看我們將如何科學且自然地與這個碳的世界相處。思考并展望“低碳混凝土”的發展前景，我們信心百倍。混凝土的碳排放涉及其整個生命周期，需對各個環節進行控制，采取行動以降低總體的碳排放：降低混凝土生產過程的CO?排放；降低能源消耗，減少水泥用量；發展替代膠凝材料；提高混凝土耐久性，延長使用壽命，降低維修重建的需要；減少廢棄物的產生，充分利用建筑垃圾，發展再生骨料。沒有單一的措施可以實現減排的目標，只有各方面共同努力，控制質量，提高效率，才能實現低碳。在創新技術為王的時代，我們也十分關注“低碳混凝土”發展的相關新技術方向。如低碳膠凝材料技術、替代膠凝材料、低碳骨料技術、“低碳混凝土”外加劑技術、“低碳混凝土”施工技術、“低碳混凝土”耐久性提升技術等等；還有立足產業全鏈條、產品全生命周期，根據不同環節的特點，采取最合理、有效的措施。如源頭減量、能源替代、節能提效、再生循環、工藝改造、回收利用、數字化、綠色化、生物固碳，以及技術性碳捕集、封存或利用等，都是實現“低碳混凝土”發展的途徑。現時還要放眼終端應用，發展混凝土低碳技術。可以開發服務于超高耐久混凝土的膠凝材料，以及超高耐久混凝土技術。超高耐久混凝土的使用，可以在相同的時間跨度內消耗更少的原材料，是對降碳最大的貢獻。可以鼓勵多學科交叉，發展顛覆性膠凝材料及混凝土技術。1998年吳中偉院士首次提出“綠色高性能混凝土”的概念，其綠色要義可概括為：1.節約資源、能源；2.不破壞環境，更應有利于環境；3.可持續發展，保證人類后代能健康幸福地生存下去。其內涵主要包括：一是更多的節約熟料水泥，減少環境污染。二是更多的摻加以工業廢渣為主的活性細摻料。三是更大地發揮高性能優勢，減少水泥和混凝土的用量。可以認為，吳中偉院士提出的綠色混凝土發展方向即“低碳混凝土”。雖然目前學術界對綠色混凝土的概念還沒有統一的定義，但一般說來，綠色混凝土具有比傳統混凝土更高的強度和耐久性，可以實現非再生性資源的可循環使用和有害物質的最低排放，既能減少環境污染，又能與自然生態系統協調共生。GCCA（全球水泥和混凝土協會）“凈零”路線圖針對未來十年進一步減少25%的排放制定了七要點組成的計劃，主要包括以下幾點：1.增加熟料替代物：行業將繼續用粉煤灰（電力領域的副產品）、磨粒狀高爐礦渣（煉鋼制造過程中產生的副產品）、煅燒粘土、未燃燒和磨碎的石灰巖或回收的混凝土細粒等補充材料代替熟料（硅酸鹽水泥的主要成分）。這些材料大多數已經在業內使用了很長時間，而且已經在減少水泥和混凝土的CO?足跡方面發揮作用，例如，英國市場已有26%的熟料替代物。路線圖承諾進一步增加熟料替代物，GCCA也將分享世界各地的最佳實踐模型，以加速其使用。2 .減少化石燃料和增加替代燃料。建立實現“凈零”目標的具體政策框架。為了到2050年實現“凈零”混凝土目標，全球混凝土和水泥行業正尋求政策制定者在以下方面的支持：一是建立統一且適當的全球性碳定價體系，在碳成本方面創造公平的競爭環境，避免碳泄漏，并確保在管理下實現向“凈零”經濟的轉型；二是通過將碳捕集利用和封存等低碳生產技術納入公共融資機制，并提供對所有碳捕集技術的公平認證，為這些技術提供支持；三是在建筑法規和公共采購中創造對低碳產品的市場需求；四是制定發展綠色能源和廢物指令所需的基礎設施和政策，以促進循環經濟的發展。GCCA首席執行官Thomas Guillot表示，“混凝土是世界上使用最廣泛的建筑材料，為可再生能源轉型、具有恢復力的基礎設施和新房屋建設提供了基礎。”他還強調道，“混凝土脫碳全球合作很有必要，因為目前大力發展其基礎設施和住房建設的國家將在未來幾十年成為混凝土使用的主力軍。他們從現在到2030年之間將采取果斷行動并加速行業脫碳，這是實現'凈零'混凝土的最終目標過程中的重要里程碑。我可以想象，在不久的未來，可持續的零碳全球經濟將以綠色混凝土建設作為基礎。”這是一個浪漫而美好的想象。我們也堅信，實現“雙碳”的中國經濟基礎中一定會有“低碳混凝土”的支撐與奉獻。
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