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颠覆性突破!不粉碎、不加热,常温下就能生产水泥? 世界视讯

全球碳排放总量中,水泥行业贡献了碳排放总量的7%。如果将全球水泥行业看作一个国家,那么它将是仅次于中国和美国的第三大碳排放国。

中国水泥网水泥大数据研究院首席分析师郑建辉曾表示,2022年全球水泥碳排放27亿吨左右,占全球能源相关碳排放的7.5%。前12个水泥生产大国占全球水泥产量比例达77%,水泥碳减排任务重。


(相关资料图)

水泥行业碳排放分为直接排放和间接排放,直接排放包括燃料燃烧排放和生产过程(碳酸盐分解)排放两部分;间接排放包括水泥生产环节中的电力消耗、以及发电、供热和运输等非生产环节的能耗所折合的二氧化碳排放。

水泥行业二氧化碳排放主要源于熟料生产过程,其中碳酸盐分解所排放的二氧化碳,约占碳排放总量的60%;燃料燃烧产生的二氧化碳,约占排放总量的35%;电力消耗间接产生的二氧化碳,约占排放总量的5%。

从上述来看,若想降低水泥行业碳排放,寻找一种低碳或无碳的水泥制造方法或是关键要素。就在日前,美国麻省理工学院著名材料学教授蒋业明和加拿大33岁的女化学家利亚·埃利斯经过多年努力,开发出了用电解器代替最耗能的窑炉,在常温下从各种丰富的钙源制造水泥的方法,从而避免了使用化石燃料,以及从石灰石中释放二氧化碳。

该方式的生产原理是:将易于获取的石灰石、石膏、海藻酸钙等钙源,不经预处理或粉碎就放入水中,然后通上电进行电解,让钙离子从溶液中析出,沉积在电极上。之后将钙与其他成分混合,形成一种可直接替代现有混凝土配方中的水泥材料。这种材料具有与今天的波特兰水泥相同或更好的强度、坍落度和耐久性。

这种工艺相对于传统的水泥制造方法,具有4个优势:

一是可以显著降低水泥制造的碳排放,是第一个既消除了石灰石排放,又消除了高温燃烧过程中化石燃料排放的水泥生产工艺。

二是可以利用低成本的可再生能源,如风能或太阳能来驱动电化学反应,它不仅可以降低能源消耗和成本,还可以提高能源效率和利用率。

三是可以提高水泥的质量和性能,因为它可以使用各种钙源,而不受原料的限制,生产出来的水泥也与传统水泥兼容,无需改变现有的混凝土配方或设备。

四是这种材料可直接用于建筑和基础设施等领域,无需对混凝土搅拌机或输送设备进行任何改造。

尽管电化学水泥还具有较大争议性,但如果真的能够量产,电化学水泥无疑将彻底颠覆传统水泥的生产方法,促进清洁技术的发展和应用,从而对整个世界产生积极的影响,为我们建设一个更美好、更绿色、更可持续的世界做出贡献。

2023年7月6-7日,中国水泥网将在重庆举行“2023中国水泥节能与新能源发展大会”,从节能改造,光伏、储能等技术应用,绿电、替代燃料替代传统能源转型等方面出发,共同探讨水泥行业节能降耗新途径。

会后将参观东方希望重庆水泥预热器“5级改6级”节能示范线、蒸汽拖动风机节能项目等。

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