使用不同类型的岩石制造水泥可减少排放

Ars Technica 论文

摘要

《Communications Sustainability》上的一项研究探索了使用玄武岩替代石灰石制造水泥,在使用化石燃料发电的情况下可将二氧化碳排放量减少近30%,而使用清洁电力则几乎可以消除排放,但能耗翻倍。

<p>目前仅水泥生产就约占全球二氧化碳排放量的8%,因此大量努力正在致力于降低这一数字。提高效率和改用清洁能源固然可行,但一个顽固的现实依然存在:在水泥生产过程中,将石灰石转化为石灰的副产物会释放二氧化碳气体。这些“直接过程排放”实际上略高于加热窑炉并驱动该过程的燃料燃烧所产生的排放。</p> <p>《Communications Sustainability》上的一篇新论文提出了一条通过移除一个基本假设来消除直接过程排放的路径。如果我们不一定非要用石灰石水泥呢?</p> <h2>摆脱波特兰水泥</h2> <p>我们称之为“波特兰水泥”的材料是在19世纪发展起来的。它只需加热石灰石(碳酸钙)并加入粘土或煤灰之类的物质。这样能得到所需的氧化钙(石灰),但同时也会释放出从碳酸盐中夺取一个氧原子而产生的二氧化碳。</p><p><a href="https://arstechnica.com/science/2026/05/running-the-numbers-on-a-zero-emission-way-to-make-cement/">阅读全文</a></p> <p><a href="https://arstechnica.com/science/2026/05/running-the-numbers-on-a-zero-emission-way-to-make-cement/#comments">评论</a></p>
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缓存时间: 2026/05/16 03:37

# 用不同类型的岩石制造水泥或可显著减少排放 来源:https://arstechnica.com/science/2026/05/running-the-numbers-on-a-zero-emission-way-to-make-cement/ 这些步骤(加上后续将酸或其他化学物质恢复至可用状态的副反应)显然会增加成本和能耗。研究人员通过常见技术核算所需能量后发现,用这种方法生产水泥所需的能耗比传统的石灰石工艺高出约一倍以上。 有趣的是,根据热力学原理,将玄武岩矿物化学转化为氧化钙所需的能量仅为石灰石转化的一半左右。问题在于,我们用于促进化学转化的技术效率相当低,因此远未达到理论上的最优值。 ## 更好的选择? 研究人员指出,至少已有一些已知的实验室技术若能规模化应用,将大幅提升效率。但即便能耗翻倍,用玄武岩生产波特兰水泥也能显著减少二氧化碳排放。这是因为石灰石直接释放二氧化碳的过程被消除,且整个生产过程均可由电力驱动。 假设使用的是以化石燃料为主的电网电力,他们估计排放量可削减近30%。若使用清洁电力,则几乎能消除剩余的排放。 显然,代价是成本问题,而这通常会战胜维持宜居环境的可持续性。 但这一想法还有另一个有趣之处:玄武岩中的其他成分也具有价值。铁、镁、铝可以被分离回收,剩余的硅酸盐材料可作为波特兰水泥的添加剂,替代煤灰等物质。因此,如果这些工作同步进行,该工艺的经济可行性将提升。 虽然存在诸多不确定因素,但这项相对简单的分析至少指明了实现可行性所需的条件。鉴于水泥是减少全球温室气体排放攻坚战中最难啃的骨头之一,具体解决方案总是受欢迎的。 *Communications Sustainability*, 2026. DOI:10.1038/s44458-026-00056-4 (http://dx.doi.org/10.1038/s44458-026-00056-4)(关于DOI (http://arstechnica.com/science/news/2010/03/dois-and-their-discontents-1.ars))

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