水泥生产的长期二氧化碳排放量可大幅减少

全球变暖和经济适用房是公众辩论的两个主要话题。气候保护是通过减少温室气体二氧化碳 (CO2) 的排放来实现的。住房是通过建造更多的住房而产生的。这需要混凝土，这是现代世界中最重要的建筑材料。乍一看，混凝土似乎没有问题。它不含任何化石燃料，无毒，不会以塑料垃圾的形式漂浮在海洋中。但这种印象具有误导性，因为水泥生产目前是全球最大的 CO2排放工业排放源，约占 8% 或 27 亿吨 CO2每年。这是因为化石燃料(主要是煤)在 1,000 摄氏度左右的温度下燃烧，并在 1,450 摄氏度左右烧结。

混凝土用途广泛，价格低廉，坚硬，几乎可以浇铸成任何形状。原则上，它仅由沙子、砾石、水和粘合剂水泥组成。后者是由石灰、粘土和其他一些成分煅烧而成，在硬化过程中形成稳定的硅酸钙水合物，这些水合物是混凝土性能的关键。

然而，问题恰恰在于石灰(碳酸钙的煅烧3)，因为对于产生氧化钙(CaO)的每个分子中，温室气体CO的所谓的“熟石灰”或“生石灰”，一个分子2是释放。世界每年生产约 45 亿吨水泥，这相当于产生 27 亿吨 CO2。这相当于大约一半的年度CO2的所有运输的排放量。中国约占水泥生产排放的 50%，德国约占 1.5%。

通过用硅酸钠研磨生石灰，避免了对环境有害的石灰煅烧

德国美因茨约翰内斯古腾堡大学 (JGU) 的化学家现已开发出一种方法，从长远来看，该方法可以大幅减少水泥生产中的CO2排放。在这个过程中，生石灰 (CaCO3) 不再在燃煤窑中转化为生石灰，而是简单地与固体硅酸钠 (Na2SiO3)。该研磨步骤产生一种“活化”的中间体，其中包含均匀分布的水泥成分。当与氢氧化钠溶液反应时，会形成结构类似于硅酸钙水合物的产物。水泥浆的形成和与水的凝结通过复杂的级联反应进行，其基本步骤已使用高科技方法进行分析阐明。

虽然石灰的煅烧需要 1,000 至 1,500 摄氏度的温度，但研磨步骤在室温下进行。在每吨 120 千瓦时，研磨传统水泥的机械​​能输入仅为煅烧过程所用能量的 10% 左右。然而，这仅相当于在水泥生产中燃烧化石燃料所节省的能源和相关的 CO2排放。更重要的是，绕过石灰煅烧可以理想地避免千兆吨级的CO2排放。由于研磨是水泥行业的标准过程，因此可以想象从实验室到工业规模实施该过程。

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