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二氧化碳衍生混凝土可以构建净负未来

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发布时间

2个月前

2024 年 2 月 21 日

在人口不断增长和建筑业迅速扩张的世界中，我们如何防止建筑房屋破坏我们的气候？混凝土是地球上消耗量第二大的材料，但其关键成分水泥占全球人为二氧化碳排放量的 7%。答案可能来自于稀薄的空气——二氧化碳衍生的建筑材料——写道 Eve Pope，IDTechEx 技术分析师

新的 IDTechEx 报告《2024-2044 年二氧化碳利用：技术、市场预测和参与者》探讨了多种利用捕获的二氧化碳来创造有用产品的方法。其中，二氧化碳衍生建筑材料由于性能改进、成本竞争力以及可持续性优势而显示出特别的前景。 IDTechEx 预测，到 2 年，捕获的二氧化碳将超过 170 亿吨用于建筑材料。

二氧化碳可以通过三种不同的方式用于混凝土生产：在预制混凝土养护过程中注入二氧化碳、在预拌混凝土搅拌过程中注入二氧化碳以及形成碳酸盐骨料/添加剂。

混凝土生产阶段以及标记的利用 (CO2U) 和碳捕获 (CC) 机会。来源：IDTechEx

与其他一些二氧化碳利用途径不同，例如转换为电子燃料，需要大量的能源和绿色氢（通常非常昂贵），在混凝土制造过程中支撑二氧化碳吸收的基本矿化化学在热力学上是有利的，并且能源消耗较少-密集，因为形成了稳定的金属碳酸盐。这些碳酸盐有效地永久封存二氧化碳，因此二氧化碳衍生的建筑材料可以同时利用二氧化碳和储存二氧化碳。该工艺与许多不同来源的二氧化碳兼容。

废物利用价值

除了废弃二氧化碳外，固体废物流还可以利用二氧化碳矿化化学形成碳酸盐，重新用于制造新混凝土。例如，二氧化碳衍生混凝土厂商包括瑞士公司 neustark，该公司利用二氧化碳与拆除的混凝土发生反应来储存二氧化碳并生产混凝土骨料。另一家骨料生产商是英国的 OCO Technology，它使用二氧化碳和工业热加工过程中的废料。与此同时，建筑材料巨头海德堡材料公司正在持续研发利用二氧化碳回收混凝土以形成水泥替代品。 Carbonaide 和 CarbiCrete 等公司正在探索使用钢渣作为二氧化碳辅助养护过程中的水泥替代品。额外的收入可以通过废物处理费产生，一些二氧化碳混凝土生产商报告称已经实现了与现有企业的价格平价。

加速采用

混凝土生产通常利润率较低，支付环保溢价的意愿也较低。因此，二氧化碳衍生混凝土的广泛部署将依赖于二氧化碳利用技术参与者，创造易于采用的解决方案，对现有制造工艺的干扰最小化。在二氧化碳辅助固化中，一些厂商瞄准了可改装的固化室。在其他地方，即插即用和移动单元解决方案也正在商业化。

2023 年，多项有关 CO2 辅助养护的 ASTM 标准发布，提高了人们对 CO2 预制混凝土安全和质量的信心。虽然许多二氧化碳衍生建筑材料尚未达到与传统混凝土相同的价格，但由于性能增强（例如更高的强度和改善的美观），一些客户愿意支付溢价。

超越净零

如果二氧化碳来自化石点源（例如燃煤发电站），则混凝土直接吸收二氧化碳可以是净零过程；如果使用生物或直接空气捕获的二氧化碳，则可以是净负过程。 2 年，直接空气捕获 (DAC) 公司 Heirloom 与二氧化碳衍生混凝土生产商 CarbonCure 合作，首次将从环境空气中捕获的二氧化碳储存到混凝土中。

但是，考虑到水泥生产过程中释放的二氧化碳，二氧化碳混凝土仍然是净负值吗？ CO2 矿化过程中形成金属碳酸盐可以提高混凝土强度并减少所需水泥的用量。或者，一些碳酸盐添加剂可以充当补充胶凝材料并替代水泥。因此，根据IDTechEx对玩家的分析，有几家可以生产负碳混凝土产品。将二氧化碳永久储存在混凝土中，使参与者能够在自愿碳市场上出售高价值的二氧化碳去除信用额。

来自 12 个二氧化碳衍生混凝土生产商的碳足迹数据。来源：IDTechEx

前进之路

尽管二氧化碳衍生混凝土的生产比传统混凝土更昂贵，但可以通过废物处理费和碳信用额销售来产生收入，一些参与者已经报告实现价格平价。未来，更强有力的监管支持（例如，提高碳定价）将进一步加速吸收，IDTechEx 预测，到 2 年，捕获的二氧化碳将超过 170 亿吨用于建筑材料。随着水泥窑碳捕获解决方案的不断发展，二氧化碳可以来自水泥生产，从而形成循环解决方案。

要了解有关新 IDTechEx 报告“2024-2044 年二氧化碳利用：技术、市场预测和参与者”的更多信息，包括可下载的示例页面，请访问 www.IDTechEx.com/CO2U。

有关 IDTechEx CCUS（碳捕获、利用和封存）市场研究组合的更多信息，请参阅 IDTechEx“2023-2043 年碳捕获、利用和封存（CCUS）市场”和“2023 年二氧化碳去除（CDR）市场” -2040 年：技术、参与者和预测”报告。