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位于加利福尼亚海岸的莫斯兰丁发电厂的涡轮机燃烧天然气，以输出超过1000兆瓦的电力。剩余的 700 华氏度（370 摄氏度）的废气中含有至少百万分之 30,000 的二氧化碳（CO2）——导致全球变暖的主要温室气体，以及其他污染物。
如今，这些烟气从发电厂巨大的烟囱中飘散而出，但是一家名为 Calera 的加州新公司表示，只需将其鼓泡通过附近的海水，就可以利用超过 90% 的二氧化碳来制造有用的东西：水泥。
这是一种转变，可以将污染物变成减少温室气体的方法。水泥主要由硅酸钙组成，需要通过燃烧化石燃料将石灰石和其他成分加热至 2,640 华氏度（1,450 摄氏度），并且根据美国环境保护署的数据，水泥是美国第三大温室气体污染源。生产一吨水泥会排放大约一吨的二氧化碳，在某些情况下排放量甚至更高。
虽然 Calera 制造碳酸钙水泥的过程不会消除所有二氧化碳排放，但它会颠倒这个等式。“我们每生产一吨水泥，就会封存半吨二氧化碳，”Calera 的创始人、晶体学家布伦特·康斯坦茨说。“我们可能拥有迄今为止最好的碳捕获和储存技术。”
从联合国政府间气候变化专门委员会到世界八大最富裕国家（G8）的领导人，各领域的专家都认为碳捕获和储存对于应对气候变化至关重要。其理念是捕获燃烧化石燃料（如煤或天然气）时产生的二氧化碳和其他温室气体，然后将其永久储存起来，例如在深海玄武岩地层中。
Calera 的工艺通过将二氧化碳储存在有用的产品中，使这一理念向前迈进了一步。根据波特兰水泥协会（PCA）的数据，美国在 2006 年使用了超过 1.22 亿吨波特兰水泥，而中国至少使用了 8 亿吨。
Calera 的工艺本质上模仿了海洋水泥，海洋水泥是珊瑚在制造其外壳和珊瑚礁时产生的，它利用海水中钙和镁，在正常温度和压力下形成碳酸盐。“我们将二氧化碳转化为碳酸，然后制成碳酸盐，”康斯坦茨说。“我们只需要水和污染物。”
该公司采用喷雾干燥器，利用烟气中的热量来干燥混合水和污染物产生的浆液。“燃气发电厂基本上就像把一个喷气发动机连接到地面，”康斯坦茨指出。“我们利用烟气的废热。反正它们也要把废热排放到大气中。”
本质上，该公司正在制造粉笔，这就是所得水泥的颜色：雪白色。干燥后，Calera 水泥可以用来替代通常与岩石和其他材料混合的波特兰水泥，以制造从道路到建筑物中的混凝土。“我们认为，既然我们用水泥制造二氧化碳，那么你用得越多越好，”曾经制造医用水泥的康斯坦茨说。“把墙壁做成五英尺厚，封存二氧化碳，在夏天更凉爽，在冬天更温暖，而且抗震性更强。或者把路修得厚一倍。”
当然，Calera 并不是唯一一家追求这个想法的公司，只是最先进的一家。位于加利福尼亚州圣巴巴拉的碳科学公司计划利用烟气和采矿作业后剩余的水（所谓的矿泥，通常富含镁和钙）来制造类似的水泥。位于新斯科舍省哈利法克斯的碳感知解决方案公司计划通过将新鲜批次暴露于烟气中来加速水泥吸收二氧化碳的自然过程。许多公司正在致力于减少波特兰水泥制造的能源需求。碳科学公司总裁兼首席执行官德里克·麦克利什表示，关键是确保这些特种水泥具有与波特兰水泥相同的性能，并且成本相同或更低。
但波特兰水泥协会的土木工程师史蒂文·科斯马特卡说，这些公司可能还会发现，让监管机构批准其水泥，更重要的是让建筑行业接受其水泥是一项挑战。“建筑业非常保守，”他补充道。“PCA 花了大约 25 年的时间才更改标准，允许在波特兰水泥混合料中加入 5% 的石灰石。所以事情进展很慢。”
Calera 希望通过首先提供其碳储存水泥和波特兰水泥的混合物来快速克服这一障碍，这种混合物最初不会储存任何额外的温室气体，但至少可以平衡制造传统砂浆的排放量。“这比碳中和稍微好一点，”康斯坦茨指出，他将在 2 月份举行的世界混凝土贸易博览会上向整个行业阐述他的观点。“仅此一点就是向前迈出的一大步。”
“你可以把这种碳酸钙添加到波特兰水泥中吗？当然可以，”科斯马特卡说。“你可以把它添加到预拌料中以取代一些波特兰水泥吗？你可能也可以做到这一点。”这将有助于控制建筑物产生的温室气体排放——包括建造建筑物和建成后为建筑物供电产生的排放——这占美国全球变暖污染的 48%。
Calera 水泥的原材料也没有任何限制：含有数十亿吨钙和镁的海水覆盖了地球的 70%，而仅在美国，2775 家发电厂在 2006 年就排放了 25 亿吨二氧化碳。该工艺产生去除钙和镁的海水，非常适合海水淡化技术，但可以安全地排放回海洋。将 Calera 工艺连接到美国 600 多家燃煤发电厂，甚至钢铁厂和其他工业来源更具吸引力，因为燃烧煤产生的烟气中含有高达百万分之 150,000 的二氧化碳。
但 Calera 从最清洁的化石燃料——天然气开始。该公司在莫斯兰丁建立了一个试验工厂，因为加利福尼亚州即将通过限制发电厂和其他来源排放二氧化碳量的法规，而天然气是该州发电厂的主要燃料。据康斯坦茨称，一些烟气已经通过了该公司的工艺流程。“我们在试验工厂使用燃气发电的排放物作为二氧化碳来源，每天生产多达 10 吨，”他说。“这些材料将用于评估。”
加利福尼亚州交通运输部（Caltrans）表示有兴趣测试这种水泥，莫斯兰丁发电厂的所有者 Dynegy 也对此很感兴趣。虽然尚未达成正式协议，“他们提出的从烟气中捕获二氧化碳并将其转化为有益的可销售产品的技术听起来对我们来说非常有趣，”Dynegy 发言人戴维·拜福德说。“有非常好的技术可以捕获其他污染物的排放。碳问题是我们现在才开始关注的问题，到目前为止，它一直非常难以捉摸。”