国内外固碳混凝土技术应用案例分享

混凝土是地球上仅次于水的第二大消耗材料，其产量正在大幅增长，预计将从目前的44亿吨增加到2050年的55亿吨。据国际能源署(International Energy Agency)数据统计显示，水泥制造过程中产生的温室气体占全球温室气体排放总量的7%左右。

水泥行业和冶金行业作为我国CO?气体排放的主要行业，急需向环保和可持续发展方向转型。水泥、钢铁工业废渣或废弃建筑材料中含有碱性硅酸盐矿物，是良好的二氧化碳吸收剂。利用二氧化碳养护具有一定的碳化活性材料，可助力降低碳排放，减少水泥熟料的生产，同时带来经济、环境和社会多方面效益。而且，工业固废的产生源通常也是CO?的主要排放源，利用工业固废就近固碳并将固废资源化利用，可谓一举两得。

通过CO?与混凝土中的碱的硅酸盐组分发生反应，可使CO?转化为无机矿物稳定下来，能够实现温室气体CO?的有效封存，并在一定程度上同步提升混凝土的强度和耐久性能。采用二氧化碳养护技术不仅能降低蒸压养护的能耗，还能显著缩短养护时间，从而降低生产成本，提高生产效率。

目前二氧化碳矿化养护混凝土技术被视为最具实现潜力的大规模工业化应用的二氧化碳再利用技术，其大致流程如下图所示。二氧化碳养护工艺主要分为两种，一种是气固矿化养护工艺，另一种是搅拌预混CO?养护工艺。

二氧化碳养护混凝土流程

国内外众多公司正专注于研究和开发固碳混凝土技术，以减少水泥和混凝土制造过程中的碳排放，并推动二氧化碳利用技术的广泛应用。其中，部分技术已成功通过中试，达到生产规模，为行业的绿色发展提供了宝贵的实践案例，具体案例如下。

案例一：CarbonCure

加拿大CarbonCure公司研发了一种新型的混凝土添加剂，可以吸收空气中的二氧化碳气体，该公司的水泥在搅拌的同时会吸收空气中的二氧化碳，并锁在混凝土中。一旦混凝土硬化，这些二氧化碳就被永久封存在混凝土块中。即便多年后建筑物被拆除，混凝土块中封存的二氧化碳也不会消失。

案例二：华新水泥窑尾气吸碳制砖产线

2021年底，由华新水泥与湖南大学联合开发、投产了窑尾气吸碳制砖生产线。该生产线生产的砖的平均抗压强度达到15MPa以上，且砖的强度会随龄期持续升高。以年产1亿块蒸养砖生产线为例，每年利用2.6万吨二氧化碳，全国推广每年减碳将达到5200万吨。

案例三：河南强耐新材 CO?深度矿化养护制建材

固碳生态砖是河南强耐新材与浙江大学共同承担的国家十三五重点研发计划——CO?深度矿化养护制建材关键技术成果转化产品，已制定企业标准，通过CO?矿化养护技术可实现每年1万吨的CO?温室气体封存， 并生产1亿块MU15 标准的轻质实心混凝土砖，是全球第一个工业规模CO? 养护混凝土示范工程。该项目每年可封存利用CO?5万吨，生产固碳生态砖2.6亿块，消耗固废60多万吨。

案例四：浙江兰溪二氧化碳捕集和矿化利用项目

在国内首次将矿化加气砌块技术应用于工程实践，设计规模为每年捕集1.5万吨二氧化碳，所捕集的二氧化碳一方面用于矿化养护制加气砌块，另一方面为二氧化碳资源化利用技术开发提供条件。该项目建成后，将实现在全球首次把低能耗二氧化碳两相吸收剂及基于化学吸收工艺的吸收剂胺逃逸控制装置应用于工业示范。

案例五：日本“CO?—SUICOM”混凝土

SUICOM使用的是一种可以通过与CO?反应并“碳酸化”而固定的特殊材料（γ- C ₂ S ），作为水泥替代材料的一部分，从而进一步吸收和固化CO?。试验证明，水泥用量减少到原来的三分之一，而通过碳酸化可吸收的CO?量为100公斤以上，从而超过这一部分水泥产生的约90公斤的排放量，从而实现了将排放量减少到零以下的“负碳”。SUICOM自投入实际使用至今已有10年的时间，其中包括以环保为特征的公寓吊顶、太阳能发电厂的地基等约15个案例。

案例六：耐尔得公司研发的“碳矿化试验设备”

高压高温高浓度碳化试验设备由北京耐尔得智能科技有限公司研发，该设备通过对温度、湿度和二氧化碳浓度的控制，有效加速了固废的碳化吸收和反应过程，不仅提高了固废的矿化率，增加了固碳量，而且显著缩短了试验周期。通过试验测试，使用此设备处理的固废相比传统方法，固碳量显著增加，有望减少大量温室气体排放，为环保事业贡献显著力量。

混凝土固碳作为减少工业碳排放、缓解全球气候变化的有效手段之一。近年来，全球各国针对该技术展开了深入的理论研究和应用探索。然而，其推广与应用仍受到基础理论研究与工艺设备技术水平的制约。作为一种新兴的碳减排策略，混凝土固碳背后的资源利用、环境改善及碳减排机制等问题，已成为学术界与产业界共同关注的焦点。