水泥是世界上8%的二氧化碳排放量的来源

混凝土是现存使用最广泛的人造材料。它是仅次于水的地球上消耗最多的资源。

但是，虽然水泥-混凝土的关键成分-塑造了我们的大部分建筑环境，但它也有大量的碳足迹。

根据智库英国皇家国际事务研究所(Chatham House)的数据，水泥约占世界二氧化碳(CO2)排放量的8%。

如果水泥行业是一个国家，它将是世界第三大排放国-仅次于中国和美国。它比航空燃料(2.5%)贡献更多的二氧化碳，与全球农业业务(12%)相差不远。

水泥行业领袖在波兰参加联合国气候变化大会(COP24)，讨论如何满足“巴黎气候变化协定”的要求。要做到这一点，到2030年，水泥的年排放量至少需要下降16%。

那么，我们对混凝土的热爱是如何最终危及地球的呢？我们能做些什么呢？

混凝土作为大多数塔楼、停车场、桥梁和水坝的主要建筑材料，对那些怀恨在心的人来说，已经使一些世界上最糟糕的建筑难看的建筑得以建造。

在英国，它帮助了二战后的大规模发展浪潮-其中大部分仍存在意见分歧-该国的几个主要城市，如伯明翰、考文垂、赫尔和朴茨茅斯，很大程度上是由那场建设运动中的混凝土结构定义的。

悉尼歌剧院、德里的莲花寺、迪拜的哈利法塔以及罗马宏伟的万神殿-拥有世界上最大的无支架混凝土穹顶-都要归功于这种材料。

混凝土是沙子和砾石、水泥粘结剂和水的混合物，受到建筑师、结构工程师、开发商和建筑商的广泛欢迎，因为它是一种非常好的建筑材料。

查塔姆研究所(Chatham House)能源、环境和资源部副研究主任费利克斯·普雷斯顿(Felix Preston)解释说，它价格实惠，几乎可以在任何地方生产，而且它拥有你想用来建造耐用建筑或基础设施的所有合适的结构品质。

尽管已知使用钢筋会从内部开裂混凝土的耐久性问题，但它仍然是世界各地的首选材料。

自20世纪50年代以来，正是混凝土的这些无与伦比的特性帮助提振了全球水泥产量，自20世纪90年代以来，亚洲和中国贡献了大部分增长。

自1950年以来，产量增加了30倍以上，自1990年以来几乎增加了4倍。2011年至2013年，中国使用的水泥比整个20世纪的美国都多。

但随着中国消费现在似乎趋于平稳，预计未来建筑业的大部分增长将出现在东南亚和撒哈拉以南非洲的新兴市场--受快速城市化和经济发展的推动。

英国皇家国际事务研究所(Chatham House)的研究人员表示，未来40年，全球建筑物的建筑面积预计将翻一番，到2030年，水泥产量将增加四分之一。

虽然我们中的许多人认为混凝土是我们城市最近才增加的东西，但建筑师和建筑商实际上使用类似水泥的粘结剂已有数千年的历史。

据信最早的使用是在8000多年前，叙利亚和约旦的贸易商使用这种粘合剂来建造地板、建筑和地下蓄水池。

后来，罗马人被认为是水泥和混凝土的大师，于公元113-125年在罗马建造了万神殿，其直径43米的独立混凝土圆顶是世界上最大的。

但是，我们现代建筑环境中使用的混凝土在很大程度上要归功于19世纪初利兹的砖匠约瑟夫·阿斯普丁(Joseph Aspdin)申请专利的一种工艺。

他的新技术是在烤箱中焙烧石灰石和粘土，然后将其磨成粉末，制成人造石，现在被称为波特兰水泥-仍然是几乎所有现代混凝土的关键成分。

但是，尽管混凝土无处不在，但在过去的几十年里，它的环境资质受到了越来越多的审查。

波特兰水泥的生产不仅涉及采石-以粉尘的形式造成空气污染-还需要使用大量的窑炉，这需要大量的能源。

该行业已经取得了进展-根据英国皇家国际事务研究所(Chatham House)的数据，在过去几十年里，在新工厂和燃烧废物而不是化石燃料的能效提高方面，每吨产出的平均二氧化碳排放量下降了18%。

新成立的全球水泥和混凝土协会(GCCA)，目前约占世界水泥产能的35%，重点是可持续发展，在COP24上。

首席执行官本杰明·斯波顿(Benjamin Sporton)表示，该组织现在存在的事实表明了该行业对可持续发展的承诺，包括对气候变化采取行动。

GCCA将发布一套可持续发展指导方针，其成员将必须遵循这些指导方针。

斯波顿表示，通过将全球参与者聚集在一起，提供领导和重点，并提供详细的工作计划，我们可以帮助确保水泥和混凝土的可持续未来，并满足子孙后代的需求。

但是，尽管有这样的承诺，英国皇家国际事务研究所(Chatham House)辩称，该行业正在达到目前措施所能做的极限。

如果该行业有任何希望履行其对2015年气候变化巴黎协定的承诺，它将需要考虑彻底改革水泥制造过程本身，而不仅仅是减少化石燃料的使用。

在水泥生产过程中，熟料(水泥的关键成分)的制造过程排放的二氧化碳最多。

2.它们被磨碎，并与其他材料混合-如铁矿石或灰烬

2016年，世界水泥生产产生了约22亿吨二氧化碳-相当于全球总量的8%。其中一半以上来自煅烧过程。

加上热燃烧，该部门90%的排放可以归因于熟料的生产。

正因为如此，普雷斯顿和他的同事们认为，该行业迫切需要寻求一些二氧化碳减排战略。

进一步努力提高能源效率，放弃化石燃料，追求碳捕获和封存将会有所帮助，但只能起到这么大的作用。

他认为，该行业真正需要做的是努力生产新型水泥。事实上，低碳水泥和新型水泥可能会彻底消除对熟料的需求。

试图为这种替代水泥争取更多支持的人之一是金格·克里格·多西尔(Ginger Kriig Dosier)，他是BioMason的联合创始人兼首席执行官。BioMason是北卡罗来纳州的一家初创企业，使用数万亿细菌种植生物混凝土砖。

这项技术涉及将沙子放入模具中，并向其注入微生物，启动了一个类似于创造珊瑚的过程。

克里格·多西尔女士解释说：“我对海工水泥和建筑有着长久的迷恋。”她是一名训练有素的建筑师，10多年前开始在一家建筑公司做研究时，她惊讶地发现没有真正的绿色材料可以替代砖块和砖石建筑。

这一发现让她创造了自己的解决方案，经过多年的开发，现在只需要四天时间。它发生在室温下，不需要化石燃料或煅烧-水泥行业二氧化碳排放的两个主要来源。

克里格·多西尔相信，像她这样的绿色水泥和技术为该行业的排放问题提供了一个解决方案。

她说，传统的以波特兰为基础的水泥生产实践将继续释放二氧化碳，因为它的基本化学成分。她补充说，我们应该更多地投资于主动从大气中消除碳的技术，而不是转向碳捕获和封存。

替代水泥和粘结技术超越了进化中的二氧化碳捕获，而是从根本上隔离二氧化碳的革命性方法。

除了这些替代水泥，其他颠覆性力量也开始推动变革。数字化、机器学习和可持续发展意识的增强都对水泥行业的文化产生了影响。

普雷斯顿表示，这在一定程度上是因为人们想要怎样的生活方式，但也是因为我们有能力构思出新的创新结构，并用计算机模型对其进行测试，这在一定程度上是因为人们想要如何生活，也是因为我们有能力构思新的创新结构，并用计算机模型对其进行测试。还有一种能力，就是用机器人制造更便宜的东西--而且是自动化的。(工业和信息化部电子科学技术情报研究所陈皓)。

但改变工艺的速度足够快，以满足水泥行业的义务，这将是一个挑战。

该行业由少数主要生产商主导，这些生产商不愿试验或改变商业模式。建筑师、工程师、承包商和客户也对使用新的建筑材料持谨慎态度，这是可以理解的。

普雷斯顿表示：这个发展相当缓慢、难以改变的行业正开始遭遇我们开始在建筑环境中看到的这些相当深刻的颠覆。

但是，由于很少有低碳水泥实现商业化，而且在一个往往雄心勃勃的行业中没有一种低碳水泥得到大规模应用，看起来很可能需要政府的持续支持。

如果没有政府向该行业施压或提供资金，下一代低碳水泥可能不可能在所需的时间尺度内走出实验室并投放市场。

政府间气候变化专门委员会(IPCC)-全球变暖的主要国际机构-上个月辩称，全球平均气温上升需要控制在1.5摄氏度以下-而不是巴黎协定中提到的2摄氏度。这意味着到2030年，二氧化碳排放量需要从2010年的水平下降45%。

与其他年轻公司一样，克里格·多西尔描述了同时开发和营销她的产品，并扩大制造流程以在更广泛的建筑业中竞争的困难。

她说：我确实相信建筑业正接近一个更广泛采用替代材料的地步。这在一定程度上是由于市场需求、其他创新技术以及对气候变化的更广泛关注。

水泥行业也指出，对该行业在排放方面的进展做出了更为乐观的评估，并表示，如果考虑到所有可能的行动，混凝土在其整个生命周期内可能会产生净气候效益。

这包括重新碳化(或水泥重新吸收二氧化碳)，混凝土对建筑能效的贡献，以及水泥制造方式的创新-包括碳捕获和储存。

GCCA表示，这样的创新是未来几个月和几年的关键优先事项。它补充说，项目已经在进行中，并显示出希望。

但普雷斯顿表示，在全球发展预期上升，但二氧化碳排放量需要下降之际，各国政府和工业界现在必须迅速采取行动。

他说，人们迫切需要高质量、负担得起的住房。现在需要新的基础设施。只有极大地改进我们的建造方式，使这些建筑的总体建造尽可能接近于净零排放，我们才能使这个圆圈变成正方形。