另一個做法,就是不改變舊有製程,但是使用碳捕捉與封存技術(CCS,Carbon Capture and Storage),捕獲製程中產生的二氧化碳並存放,避免溫室氣體被排放到大氣中。碳捕捉與封存指的是收集工廠產生的二氧化碳,使用高壓將其壓縮成液態後,再透過管線等方式運輸到合適場址封存;透過這種方式,可將二氧化碳封存上千年,甚至是永久。
根據全球的2050淨零碳排路徑,到2030年,全球水泥業需要封存約8%碳排。雖然目前封存的二氧化碳數量仍微乎其微,但水泥產業已經起身開發相關技術。如海德堡材料公司(Heidelberg Materials)是全球產量名列前茅的水泥製造商之一,它們正在建造碳捕捉與封存相關設施,計畫明年年底前啟用,預計每年可以吸收40萬噸二氧化碳,將是全球首座應用於水泥工廠的碳捕捉與封存設施。海德堡材料公司使用胺捕獲(amine capture)方法,利用醇胺水溶液捕獲二氧化碳,液化之後,再與殼牌、道達爾與Equinor等石油公司合作,運輸到挪威周邊海床永久存放。
新燃料:使用太陽能加熱,溫度能達到燃燒煤炭程度
水泥製造商也可以從熟料製程的燃料下功夫,達到減碳目標。因為熟料製造需要大量能源,對溫度穩定性的要求也高,因此製造商喜歡用發熱穩定,成本又低的煤礦作為燃料。但是全球最大水泥製造商之一Cemex正與太陽能技術開發商Synhelion合作,研擬開發使用太陽能代替煤礦的產熱技術。
去年,兩家公司在西班牙實驗以太陽能為能源製造熟料。它們使用鏡子反射太陽光,將光線集中到Synhelion太陽能接收器中,為水泥窯爐加熱到將近攝氏1,480度,成功做出熟料。這兩家公司並計畫在2030年使用該技術量產水泥,並嘗試導入儲存熱能系統,期望能實現全天候生產。Synhelion也計畫在系統中增加碳捕獲設備,吸收製程中石灰石所釋放的二氧化碳。
新材料:用鹵水與爐渣做水泥,更可吸收二氧化碳
最後一個方式,就是改變水泥的材料,以避開製造熟料的製程。巴哈馬新創Partanna使用海水淡化廠所產生的鹵水,以及鋼鐵製造廠產生的爐渣,將其混合並製造新型態的水泥。鹵水與爐渣都是製程的廢棄物,它們可以在一般的環境溫度下混合,不需要使用高溫,因此能節省製造高溫所產生的碳排。另外,這兩種材料發生化學反應時,還會吸收空氣中的二氧化碳,跟傳統水泥的熟料製程相反。
Partanna表示,這種新型水泥與傳統水泥一樣堅固,而且由於它是使用鹵水作為原料,如果暴露在海水中,它會變得更堅固,因此適合用於海堤與沿海地區的建築,帶來防洪的效益。
總結而言,傳統的波特蘭水泥製程會排放大量的二氧化碳,特別是熟料製造的過程。透過提高能源效率、碳捕捉、使用新燃料,甚至是使用新材料的方式,都能降低製程的碳排。雖然這些技術尚未用於商業化大規模量產,但如果未來成功商用,將有機會帶來龐大的減碳效益,離2050淨零碳排更進一步。
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責任編輯/郭家宏