一个冷知识，除水之外，混凝土是世界上第二大消耗资源。
混泥土主要是由岩石和沙子，以及水泥和水组成。其中，混凝土80%的碳排放是由水泥贡献的，由于水泥的生产需消耗大量能源，因此，这个行业约占全球二氧化碳排放量的8%。如果将水泥行业视为一个国家，它将成为继中国和美国之后的世界第三大二氧化碳排放国。
随着对气候变化的担忧日益升温，减少水泥生产过程中的碳排放已成为全球减排努力的重要组成部分。研究人员也一直在努力寻找能够替代水泥的材料，以希望减少温室气体的排放。
例如，一些混凝土制造商已转向燃烧废料而不是化石燃料来为工厂提供动力。这样做能使混凝土行业的二氧化碳总排放量减少18%。
虽然这个行业已经在为减少二氧化碳而努力，但这远远不够，还需要有创新的清洁技术来减少更多二氧化碳排放。
成立于2014年的加拿大初创企业Carbon Upcycling Technologies开发了一种碳升级回收技术来助力水泥脱碳。
就在上个月，这家公司的技术还得到投资人认可，并获得了2600万美元的A轮融资。此轮融资由BDC Capital气候科技基金和Climate Investment（CI）领投，并有金融投资者Clean Energy Ventures、天使投资者集体CEVG、Amplify Capital以及战略投资者Oxy Low Carbon Ventures、CRH Ventures和Cemex Ventures参与。
这笔投资将用于部署多个商业项目，加速水泥、钢铁和采矿等难以减排领域的脱碳进程，并进一步促进循环经济。
01 什么是碳升级回收技术？
Carbon Upcycling是一家来自加拿大的废物和碳利用公司，开辟了循环材料的新领域。该公司利用化学方法活化并捕集固体废料中的二氧化碳，以生产一系列辅助性胶凝材料，并最终生产低碳水泥和混凝土。
简单来说，碳升级回收技术最底层的逻辑是循环经济。
根据定义，循环经济是一种商品生产和消费的模式，涉及现有材料的共享、再利用、修复、重新利用、租赁和回收。最终，循环经济的首要目标不仅是延长现有产品的使用寿命，而且将废物减少到最低限度。
Carbon Upcycling的碳升级回收不是丢弃飞灰这些在燃煤过程中被认为是废物的产品，而是找到一种方法来重新利用这些物品，同时减少这些废料对环境的影响。
其基本工作原理是先利用专利技术将二氧化碳永久储存于工业副产品和矿物质中，如粉煤灰、碎玻璃、钢渣、石墨和滑石粉等工业副产品，颗粒越粗糙，表面积就越大，便能够与越多的二氧化碳结合，进一步提高二氧化碳封存能力、产品质量和反应活性，再把这些颗粒转化为水泥和混凝土的高性能替代材料，从而减少碳排放。
这个封存二氧化碳的过程主要有以下几个创新：
1/碳捕捉和转化：Carbon Upcycling开发了一种高效的碳捕捉技术，可以从工厂排放中提取二氧化碳。这些捕捉到的二氧化碳分子被转化成纳米颗粒，这些颗粒可以用于水泥生产中。
2/矿物化作用：Carbon Upcycling的技术利用了碳酸化反应，将纳米颗粒与水泥原料中的氢氧化钙反应，形成稳定的碳酸盐。这一过程不仅减少了碳排放，还提高了水泥的强度和耐久性。
3/增值产品：除了在水泥生产中使用，Carbon Upcycling的碳转化产品还可以应用于其他行业，如建筑、材料制造和化学工业，创造了增值机会。
通过这些创新技术，水泥和混凝土生产商现在可以利用当地的工业副产品和天然材料生产出优质产品，降低工业过程的碳影响、减少工业材料填埋并实现了循环经济。
02 有哪些优势和挑战？
据NEW ENERGY NEXUS描述，Carbon Upcycling的技术能够减少水泥中的熟料和混凝土中的水泥，从根本上改变了生产预拌混凝土的方式，在单一工艺中实现了三大优势，并为水泥替代品开辟了一个巨大的市场。
一个是达到减排效果，将二氧化碳永久性地锁在单体材料内，封存率最高可达15%。
其次是利用当地二氧化碳排放、工业废料或全球几乎任何地区的天然材料，能够建立更具弹性的供应链和建筑基础设施，降低材料运输成本，无缝融入当地生态系统。
最后研究还表明Carbon Upcycling的单体材料可将混凝土的耐久性提高 60%，强度提高40%。
虽然Carbon Upcycling在水泥减排领域有着巨大的潜力，但也面临一些挑战：
1/技术成熟度：Carbon Upcycling的技术虽然非常有前景，但仍处于发展阶段，需要进一步的研发和改进，目前该项目首先会在CRH Ash Grove Cement Company位于Mississauga的水泥厂和CEMEX位于英国Rugby的水泥厂部署开展，同时该项目和研究还得到了加拿大政府、英国研究与创新机构以及美国能源部的资助，通过与科罗拉多国家可再生能源实验室的合作，以确保其在实际应用中的可行性和效益。
2/成本问题：目前，碳捕捉和转化技术的成本相对较高，这可能限制其广泛应用。降低成本将是一个重要的挑战。
3/产业合作：实现水泥行业的减排目标需要产业合作。Carbon Upcycling需要与水泥制造商和政府合作，推动技术的采用和政策的支持。
