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建材国际低碳视野

来源:中国建筑材料联合会公众号撰稿人:发布时间:2023年11月08日浏览:
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近日,美国Sublime Systems公司宣布通过一项生命周期分析(LCA),证实其替代普通波特兰水泥(OPC)的电解工艺可将水泥生产过程中导致的全球增温潜势(GWP)降低90% 以上。

  1.Sublime Systems获得90%二氧化碳减排验证

  近日,美国Sublime Systems公司宣布通过一项生命周期分析(LCA),证实其替代普通波特兰水泥(OPC)的电解工艺可将水泥生产过程中导致的全球增温潜势(GWP)降低90% 以上。这家初创公司此前因研究利用电化学工艺在常温下制造水泥而广受关注。

  提供分析的气候地球公司(Climate Earth)是混凝土行业环境产品声明(EPD)的领先提供商,该公司根据业界广泛认可的方法进行了产品的生命周期评估。从“摇篮到坟墓”生命周期分析以 Sublime Systems公司全规模商业制造流程进行估算,并按照 ISO 21930 标准进行,该标准用于开发建筑产品和服务的 EPD。研究发现,Sublime Cement™ 的全球升温潜能值为 72kg CO?/t,而美国全行业平均 OPC 的全球升温潜能值为 922kg CO?/t。其余的排放量主要与原料的开采和运输以及废物和废水处理有关。

  今年九月,Sublime 宣布其产品已获得ASTM C1157认证。这是一个纯粹基于性能要求的行业认证,测试参数包括强度发展、耐久性、收缩率、保水率、空气含量、凝结时间、密度、早期硬化和开裂,这意味着Sublime Cement™ 已经符合美国和国际主要建筑规范的要求。Sublime Systems公司创始人蒋业明,是美国工程院院士、麻省理工的材料系教授,他表示Sublime Systems公司争取在2025年之前,将每吨水泥的成本降到100美元以下;在2030年之前,继续把成本降到25美元以下。如果能够量产,电化学水泥无疑将颠覆传统水泥的生产方法,促进清洁技术的发展和应用,为建设一个更美好、更绿色、更可持续的世界做出贡献。

  来源:Sublime Systems官网、世界水泥杂志(International Cement Review)

  2.澳大利亚皇家墨尔本理工大学利用回收咖啡渣制造高性能生态混凝土

  澳大利亚皇家墨尔本理工大学的一个工程师团队开发了一种将废弃咖啡渣转化为生物炭的工艺,这种生物炭可用于制造强度提高近30%的混凝土。据估计,该工艺每年可减少600万吨咖啡垃圾的填埋量,并减少其分解过程中产生的甲烷排放量。为了将废弃咖啡转化为混凝土,科学家们采用了一种类似于烘焙咖啡豆以提取咖啡香味的方法,将废弃咖啡渣转化为生物炭。这一过程被称为热解,即在无氧条件下将咖啡渣加热到350℃,从而防止产生二氧化碳,避免增加温室气体排放。

  研发人员介绍,这种工艺比一般的热解技术更节能,因为所需的温度比通常的要低。该研究的共同负责人Shannon Kilmartin-Lynch博士表示,通常情况下,热解可能是一个高能耗过程,因为需要将温度提高到700℃至900℃之间。这一过程有助于用咖啡渣加工后的生物炭替代平时混凝土制造中使用的15%的沙子,从而将混凝土的强度提高29.3%。从结构上来看,咖啡渣加工后的生物炭本身比沙子更细,但它是一种多孔材料,可以让水泥与它本身的多孔结构结合在一起。

  此外,这种结构还能够阻止混凝土内部变得干燥而产生微裂缝,从而避免混凝土强度被微裂缝削弱。Kilmartin-Lynch指出:“这一工艺仍处于初始阶段,耐用性等方面还需进一步的测试。”目前,研究人员正在与地方议会合作开展未来的基础设施项目,例如人行道的建设。该研究的共同负责人Rajeev Roychand表示:“一些正在努力解决有机废物处理问题的议会对我们的研究表现出了浓厚的兴趣。他们已经邀请我们参与他们即将进行的基础设施项目,将不同有机废物的热解形式纳入其中。”

  澳大利亚每年产生约 7。5万吨咖啡废料,如果将其全部转化,将产生约2。25万吨生物炭,这证明了这种广泛使用的建筑材料潜力巨大。另外,澳大利亚每年生产约 2900万立方米预拌混凝土用于建筑业,一份报告显示,全球约70%的人口现在居住在部分由混凝土制成的建筑中。

  来源:澳大利亚皇家墨尔本理工大学(RMIT University)

  3.日本开发出制造过程减排80%的建筑用混凝土

  10月19日,日本新能源产业技术开发机构(NEDO)宣布,成功开发出能够在制造过程中减排80%的建筑用混凝土。作为NEDO绿色创新基金项目“利用CO?的混凝土制造技术开发”中的一环,竹中工务店、日本电化(Denka)和鹿岛建设公司合作成立的CUCO联盟(Carbon Utilized Concrete),正致力于负碳混凝土的开发,本次开发的混凝土属于该项目成果之一。

  应用于本材料的技术主要包括:(1)CO?减排技术:使用CO?排放量低的高炉灰渣微粉ECM水泥代替普通水泥,可减少60%左右的CO?排放量。(2)CO?固定技术:将CO?固定、储存在废旧混凝土所含的钙成分中,并作为混凝土用骨料和微粉(CCU材料)使用。(3)CO?吸收技术:将特殊混合材料“LEAF”与水泥混合,硬化后将CO?吸收并固定。

  来源:日本新能源产业技术开发机构(NEDO)

  4.美国能源部投入资金支持能源攻关计划基础研究

  美国能源部(DOE)近日宣布为 29 个项目提供 2。64 亿美元的资金,用于为能源部的 Energy Earthshots™ 计划所面临的关键科学难题攻关解决方案,在十年内推进清洁能源技术的发展。这些资金将用于支持由能源部国家实验室领导的 11 个新的研究中心和 18 个大学研究团队,以解决一个或多个关键的问题,主要集中在六个不同的领域,包括工业脱碳、碳存储和海上风能。其中包括水泥基复合材料耦合化学力学中心(C4M),由布鲁克海文国家实验室主导,阐明和控制用于增强地热系统的可持续复合材料的化学变化和机械性能,以推动地热能发展。

  能源部发起的 "能源地球攻关计划"(Energy Earthshots Initiative)旨在推动脱碳工作,助力美国实现气候和清洁能源目标,包括到 2030 年将碳排放量减少 50%,到 2050 年实现净零碳经济。

来源:美国能源部

责任编辑:褚赞赞
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