据美国环境保护署称,制造水泥需要将石灰石和其他成分加热到1450摄氏度,这导致2005年美国释放了近46太克(约合5070万吨)的温室气体。它是混凝土的基本成分(罗马人最早使用),混凝土铺设了我们的道路,支撑了我们的墙壁,甚至在某些情况下还用于我们的家具。它是现代生活的基本基质,因此是美国第三大温室气体排放源(尽管与化石燃料消耗相比相形见绌)。
紧随其后的是美国重要的工业排放源,包括钢铁、氨、铝和石化产品的生产——这些都是现代社会诸多活动的基石。减少这些来源的排放需要一系列新技术和工艺,包括重复利用制造过程中产生的热量和电力;回收材料或替代材料;控制除二氧化碳(CO2)之外的温室气体;以及最终捕获和埋藏产生的二氧化碳。“关键方法是提高能源效率,但其应用必须根据每个具体的工业情况进行定制,”环境顾问兼政府间气候变化专门委员会(IPCC)关于工业减排报告章节的协调主要作者伦尼·伯恩斯坦说。
例如,水泥制造商可以使用钢铁厂的炉渣或火山灰——天然或人造的活性材料,可提高混凝土的长期强度——来替代其他更传统的材料。这两种方法都可以减少形成水泥所需的能量。或者制造商可以使用替代燃料。“水泥窑非常适合处理几乎任何东西,”伯恩斯坦说。“你可以用这些来扩展燃料来源,从而避免使用新的化石燃料所带来的能源消耗。”
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。购买订阅可以帮助确保未来会有更多关于塑造当今世界的发现和想法的精彩故事。
目前,全球许多行业已经自愿开始减少温室气体排放,主要是通过控制除二氧化碳之外的其他导致气候变化的温室气体,如甲烷(CH4)。“减少非二氧化碳排放的成本相对低于减少二氧化碳排放的成本,主要是因为许多用于减少排放的技术[前者]还可以通过节约和重复利用气体来降低公司的成本,”另一位参与工业章节的IPCC主要作者凯西·德尔霍塔尔解释说。
例如,陶氏化学公司在1994年至2005年间通过减少32%的温室气体排放节省了约40亿美元的能源成本,而其化工行业竞争对手杜邦公司在1990年至2005年间在减少60%的此类排放的同时节省了30亿美元。“这些[自愿]活动已经导致一些公司和一些行业的排放量显著减少,但总体而言,对国家或地区的排放量没有产生重大影响,”伯恩斯坦说。“工业界确实应用了大量的节能方案,但到目前为止,这些方案只是或主要是在成本节约方面有回报的。还有很多可以实现的能源效率,但这需要付出代价。”
处理二氧化碳(最普遍的温室气体)的排放将需要为氨、水泥和钢铁行业进行碳捕获和储存(CCS),这将需要成本。但这也将更容易应用——因此可能会为这项关键技术的广泛应用铺平道路。“高炉排出的气体比燃煤发电厂含有更高的二氧化碳浓度,”伯恩斯坦说。浓缩的二氧化碳更容易捕获、压缩和注入地下,例如,氨厂通常已经建在或靠近天然气地下矿藏附近,这可能用于地质封存。“对于实际进行[CCS],这将是成本最低且技术上最简单的方法,”塔夫茨大学弗莱彻法律与外交学院的国际能源政策专家比尔·穆玛说。
然而,最终,能源效率和技术改进将在发展中国家(如中国和印度)发挥最关键的作用,这些国家现在是世界上许多能源密集型工业的所在地。而且,尽管这些国家的实际制造设施通常由于是新建的而更现代化和高效,但可能不存在解决这些来源排放的经济能力和意愿。“他们未来的发展走向以及他们为改善现有工厂的性能所做或不做的事情将决定该行业的全球排放量,”伯恩斯坦说。“中国已经是钢铁、水泥、氮肥和其他一些能源密集型产品的主要生产国。”