脫碳利器:能吸收大氣中二氧化碳的新型混凝土

全球推動碳中和,開發與普及行動持續擴大

8月 16, 2024
BY KEI MIZUNO
脫碳利器:能吸收大氣中二氧化碳的新型混凝土
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J-STORIES — 隨著全球城市化快速發展,對混凝土的需求持續增加,但混凝土的主要原料水泥在製造過程中需燃燒石灰石,成為二氧化碳(CO2)大量排放的來源。為了保護地球環境,日本等多國宣示於2050年實現碳中和(溫室氣體排放量與吸收量達成平衡),而混凝土的脫碳化是達成此目標不可迴避的重要課題。
為應對此挑戰,日本積極推動回收、固定及再利用產生的CO2,開發以替代石灰石的人工石灰石作為水泥原料,並著力於環保建築和住宅的打造,在技術與產品開發及實用化方面已走在全球前端。
其中備受矚目的是推廣「碳負(Carbon Negative)」混凝土,即製造過程中淨排放量低於零,能夠減少大氣中CO2的混凝土。
「CO2-SUICOM(シーオーツースイコム)」結構示意圖。  提供:鹿島建設
「CO2-SUICOM(シーオーツースイコム)」結構示意圖。  提供:鹿島建設
鹿島建設於2008年首次在世界上開發出製造過程中CO2排放量低於零的碳負型混凝土,並以「CO2-SUICOM(シーオーツースイコム)」實用化。至今已廣泛用於建築工程中使用的小型鋪裝磚等。
過去已有技術透過部分以其他材料替代水泥,來減少混凝土製造時的CO2排放量,但尚未達成能減少大氣中CO2的「碳負」標準。
高速公路橋墩工程中導入了使用「CO2-SUICOM」的埋設模板。
資料來源:鹿島建設新聞資料
高速公路橋墩工程中導入了使用「CO2-SUICOM」的埋設模板。 資料來源:鹿島建設新聞資料
針對此,CO2-SUICOM 採用能吸收並固定二氧化碳的特殊摻合材「γ-C2S(伽瑪-C2S)」以及以工業副產品替代部分水泥,減少水泥使用量,同時於硬化過程中吸收高濃度二氧化碳,從而實現混凝土製造過程中 CO2 排放量低於零的目標。
鹿島建設技術研究所首席研究員坂井吾郎表示:「目前全球尚無普及使用吸收過 CO2 的混凝土產品的例子,(CO2-SUICOM)也因此收到來自海外大量的詢問。考慮到混凝土是繼水之後使用量第二多的材料,這項技術和產品在全球的普及將帶來巨大影響,並對社會做出重大貢獻。」他對其未來發展充滿信心。
使用「CO2-SUICOM」製作的鋪裝磚。
提供:鹿島建設
使用「CO2-SUICOM」製作的鋪裝磚。 提供:鹿島建設
使用「CO2-SUICOM」製作的人行道與車道路界石。 提供:鹿島建設
使用「CO2-SUICOM」製作的人行道與車道路界石。 提供:鹿島建設
鹿島建設今年推出了CO2-SUICOM的新等級,擴展了以往難以應用於土木工程大型預鑄混凝土產品的範圍。
新等級CO2-SUICOM E(經濟型)雖然與傳統的P(高級)等級不同,不具備碳負特性,但在成本考量下,仍能充分貢獻於CO2減排。該等級還推出了大型(2m×1m)的擋土牆產品,用於覆蓋開挖土壤時防止邊坡崩塌的塊狀材料。
使用「CO2-SUICOM」製作的大型擋土牆塊(用於覆蓋開挖土壤時防止邊坡崩塌的塊狀產品)。
提供:鹿島建設
使用「CO2-SUICOM」製作的大型擋土牆塊(用於覆蓋開挖土壤時防止邊坡崩塌的塊狀產品)。 提供:鹿島建設
「氣候變遷與CO2減排不僅是日本面臨的課題,更是全球共同面對的挑戰。當我們思考能為這個目標做些什麼時,(CO2-SUICOM)推出更大型的產品,應該能對社會有所幫助。」坂井先生說,「未來我們將與混凝土預鑄製造商合作,持續製作這類大型產品。」
除了CO2-SUICOM外,鹿島建設還開發了多種環保混凝土產品,包括以工業副產品替代部分水泥的低水泥混凝土(ECM)及CO2固定型混凝土。針對無法使用CO2-SUICOM的部分,鹿島建設會建議採用這些環保混凝土,持續推動CO2減排工作。
「我們希望為社會做出貢獻的心願,支撐著我們投入開發工作。首先會在日本國內紮實確立技術,然後希望將其廣泛推廣至世界各地。」——鹿島建設技術研究所首席研究員 坂井吾郎
提供:鹿島建設
「我們希望為社會做出貢獻的心願,支撐著我們投入開發工作。首先會在日本國內紮實確立技術,然後希望將其廣泛推廣至世界各地。」——鹿島建設技術研究所首席研究員 坂井吾郎 提供:鹿島建設
日本政府根據聯合國氣候變遷框架公約、巴黎協定及締約國會議的相關規定,每年編制並向聯合國提交溫室氣體排放與吸收清單。今年四月公布的2022年度國內溫室氣體排放與吸收量報告中,首次將包含CO2-SUICOM在內的環保型混凝土吸收量(CO2固定量)以「科學證據與數據齊備」為依據進行計算,並向聯合國報告。隨著CO2吸收量的正式計算,環境省計劃未來考慮將混凝土所吸收的CO2作為「J碳權」出售。
坂井先生表示:「我們希望為社會做出貢獻的心願,支撐著我們投入開發工作。首先會在日本國內紮實確立技術,然後希望將其廣泛推廣至世界各地。」
採訪:水野佳   編輯:北松克朗
頭圖來源:鹿島建設新聞資料
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