一個冷知識，除水之外，混凝土是世界上第二大消耗資源。
混泥土主要是由巖石和沙子，以及水泥和水組成。其中，混凝土80%的碳排放是由水泥貢獻的，由于水泥的生產需消耗大量能源，因此，這個行業約占全球二氧化碳排放量的8%。如果將水泥行業視為一個國家，它將成為繼中國和美國之后的世界第三大二氧化碳排放國。
隨著對氣候變化的擔憂日益升溫，減少水泥生產過程中的碳排放已成為全球減排努力的重要組成部分。研究人員也一直在努力尋找能夠替代水泥的材料，以希望減少溫室氣體的排放。
例如，一些混凝土制造商已轉向燃燒廢料而不是化石燃料來為工廠提供動力。這樣做能使混凝土行業的二氧化碳總排放量減少18%。
雖然這個行業已經在為減少二氧化碳而努力，但這遠遠不夠，還需要有創新的清潔技術來減少更多二氧化碳排放。
成立于2014年的加拿大初創企業Carbon Upcycling Technologies開發了一種碳升級回收技術來助力水泥脫碳。
就在上個月，這家公司的技術還得到投資人認可，并獲得了2600萬美元的A輪融資。此輪融資由BDC Capital氣候科技基金和Climate Investment（CI）領投，并有金融投資者Clean Energy Ventures、天使投資者集體CEVG、Amplify Capital以及戰略投資者Oxy Low Carbon Ventures、CRH Ventures和Cemex Ventures參與。
1．什么是碳升級回收技術？
Carbon Upcycling是一家來自加拿大的廢物和碳利用公司，開辟了循環材料的新領域。該公司利用化學方法活化并捕集固體廢料中的二氧化碳，以生產一系列輔助性膠凝材料，并最終生產低碳水泥和混凝土。
簡單來說，碳升級回收技術最底層的邏輯是循環經濟。
根據定義，循環經濟是一種商品生產和消費的模式，涉及現有材料的共享、再利用、修復、重新利用、租賃和回收。最終，循環經濟的首要目標不僅是延長現有產品的使用壽命，而且將廢物減少到最低限度。
Carbon Upcycling的碳升級回收不是丟棄飛灰這些在燃煤過程中被認為是廢物的產品，而是找到一種方法來重新利用這些物品，同時減少這些廢料對環境的影響。
其基本工作原理是先利用專利技術將二氧化碳永久儲存于工業副產品和礦物質中，如粉煤灰、碎玻璃、鋼渣、石墨和滑石粉等工業副產品，顆粒越粗糙，表面積就越大，便能夠與越多的二氧化碳結合，進一步提高二氧化碳封存能力、產品質量和反應活性，再把這些顆粒轉化為水泥和混凝土的高性能替代材料，從而減少碳排放。
這個封存二氧化碳的過程主要有以下幾個創新：
1、碳捕捉和轉化：Carbon Upcycling開發了一種高效的碳捕捉技術，可以從工廠排放中提取二氧化碳。這些捕捉到的二氧化碳分子被轉化成納米顆粒，這些顆粒可以用于水泥生產中。
2、礦物化作用：Carbon Upcycling的技術利用了碳酸化反應，將納米顆粒與水泥原料中的氫氧化鈣反應，形成穩定的碳酸鹽。這一過程不僅減少了碳排放，還提高了水泥的強度和耐久性。
3、增值產品：除了在水泥生產中使用，Carbon Upcycling的碳轉化產品還可以應用于其他行業，如建筑、材料制造和化學工業，創造了增值機會。
通過這些創新技術，水泥和混凝土生產商現在可以利用當地的工業副產品和天然材料生產出優質產品，降低工業過程的碳影響、減少工業材料填埋并實現了循環經濟。
2．有哪些優勢和挑戰？
據NEW ENERGY NEXUS描述，Carbon Upcycling的技術能夠減少水泥中的熟料和混凝土中的水泥，從根本上改變了生產預拌混凝土的方式，在單一工藝中實現了三大優勢，并為水泥替代品開辟了一個巨大的市場。
一個是達到減排效果，將二氧化碳永久性地鎖在單體材料內，封存率最高可達15%。
其次是利用當地二氧化碳排放、工業廢料或全球幾乎任何地區的天然材料，能夠建立更具彈性的供應鏈和建筑基礎設施，降低材料運輸成本，無縫融入當地生態系統。
最后研究還表明Carbon Upcycling的單體材料可將混凝土的耐久性提高 60%，強度提高40%。
雖然Carbon Upcycling在水泥減排領域有著巨大的潛力，但也面臨一些挑戰：
1、技術成熟度：Carbon Upcycling的技術雖然非常有前景，但仍處于發展階段，需要進一步的研發和改進，目前該項目首先會在CRH Ash Grove Cement Company位于Mississauga的水泥廠和CEMEX位于英國Rugby的水泥廠部署開展，同時該項目和研究還得到了加拿大政府、英國研究與創新機構以及美國能源部的資助，通過與科羅拉多國家可再生能源實驗室的合作，以確保其在實際應用中的可行性和效益。
2、成本問題：目前，碳捕捉和轉化技術的成本相對較高，這可能限制其廣泛應用。降低成本將是一個重要的挑戰。
3、產業合作：實現水泥行業的減排目標需要產業合作。Carbon Upcycling需要與水泥制造商和政府合作，推動技術的采用和政策的支持。
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