水泥可吸收大量二氧化碳

水泥可吸收大量二氧化碳

水泥生产一直被认为是导致气候变化的元凶之一。据测算，生产这种工业原料的过程及使用的化石燃料排放的温室气体约占全球总量的5%。然而根据一项新的研究，这种现代文明的“积木”可能最终会吸收一部分二氧化碳气体——足以抵消近1/4的生产水泥所排放的温室气体。

为了生产水泥，石灰石(碳酸钙)通过高温烘焙至1 000℃被转化成石灰(氧化钙)。这一转化过程向大气中释放了大量的二氧化碳——约占水泥生产释放温室气体的一半。另一半则来自于加热水泥窑的化石燃料的燃烧。

但这里还有一线希望：被拆除建筑的砂浆、混凝土和碎石可以通过一个被称为碳酸化的过程逐渐吸收二氧化碳。当空气中的二氧化碳进入水泥中的微小孔隙时，它会遇到被困在那里的各种各样的化学物质和水，随后发生的反应将二氧化碳转化为包括水在内的其他化学物质。然而全世界的水泥到底吸收了多少二氧化碳却从来没有被估计过。因此包括美国帕萨迪纳市加利福尼亚理工学院物理学家Zhu Liu、加利福尼亚大学尔湾分校地球系统科学家Steve Davis在内的中美欧科学家对这一问题展开了研究。

研究人员收集了来自世界各地的有关水泥的研究数据，包括混凝土墙的厚度、不同结构中使用的混凝土的质量、混凝土建筑物的寿命，以及建筑物被拆除后发生的具体情况。科学家还实地走访了全球水泥使用量最多的国家——中国的建筑工地，以便能够获得对水泥可吸收多少二氧化碳产生影响的各种因素的更为精确的评估。其中包括从混凝土瓦砾的大小范围以及它被留在露天中多长时间，到有多少水泥是用厚厚的混凝土与薄薄的一层砂浆涂抹在墙上(在那里它更容易暴露于二氧化碳中)的诸多信息。

之后，研究人员将样本带回实验室。在这里，他们计算了砂浆和混凝土在不同设置(被埋藏、在露天里以及封闭在室内)中的碳酸化速度。这些信息形成了一个计算机模型的基础。科学家们对其运行了10万次，旨在搞清随着调整不同的变量，最终的估算结果会产生怎样的变化。

最终的结果产生了水泥对于气候变化累积效应的不同认识。研究人员估计，1930年至2013年间，全球水泥已经吸收了45亿t的碳或超过160亿t的二氧化碳，这相当于石灰石在水泥窑中被转化为石灰时所释放的碳总量的43%。研究人员在2016年11月21日出版的《自然—地球科学》上报告了这一研究成果。他们写道，这一数值比近几十年来森林吸收的碳多了20%。

在全世界追踪碳的研究人员联盟“全球碳计划”的主席、加利福尼亚州帕洛阿尔托市斯坦福大学地球系统科学家Rob Jackson认为，这一调查结果并不代表着全球温室气体排放总体情况的一个戏剧性变化，但他认为，这项研究为碳模型的一部分增加了另一种信息。该模型特别容易出现不确定性，例如有多少碳在陆地上被吸收。在未来的详细目录中，水泥需要被添加到能够从大气中吸收碳的物质清单中。Jackson指出：“这非常重要。这是我们提高认知水平的一个机会。”

由于随着时间的推移，水泥能够有效地抵消其一部分影响，因此这一结果可能有助于指导减少其碳足迹的决策。Davis表示，更大的收益可能来自于从化石燃料使用到水泥生产的观念上的转变。

Davis表示：“如果你有一个选择——减少化石燃料排放或减少水泥排放，现在你应该更喜欢减少化石燃料排放。”他说，这是可以想象的，在未来，水泥甚至能够吸收比其所释放的更多的二氧化碳。但Davis强调，这取决于能够远离化石燃料，并且找到一种方法捕获和处置来自水泥厂石灰石的温室气体。

[关毅 编译]