【“低碳混凝土”大家談】吳杰:“低碳混凝土”技術(shù)的應(yīng)用需建筑業(yè)行動(dòng)起來
閱讀核心提示:低碳發(fā)展正在成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)最重要的主線。10月26日,國(guó)務(wù)院發(fā)布了《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》(以下簡(jiǎn)稱《行動(dòng)方案》)。在《行動(dòng)方案》的“推動(dòng)建材行業(yè)碳達(dá)峰”章節(jié)中,明確指出要“加強(qiáng)新型膠凝材料、低碳混凝土、木竹建材等低碳建材產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用”?!暗吞蓟炷痢钡母拍钍状纬霈F(xiàn)在了國(guó)務(wù)院頒發(fā)的重磅文件中。這意味著“低碳混凝土”將在國(guó)家“雙碳”推動(dòng)的歷史性進(jìn)程中,成為建材產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要引擎和推手,承載和寄托著全行業(yè)低碳發(fā)展的期待與希望。
近期,中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)組織業(yè)內(nèi)的專家學(xué)者、企業(yè)家及有識(shí)之士圍繞“低碳混凝土”展開廣泛而深入的討論。這是一組系列性的暢談,相互學(xué)習(xí),相互啟發(fā),不求全求美。大家共同在探討中集思廣益,在交流中凝聚共識(shí)。當(dāng)每個(gè)人都奉獻(xiàn)出智慧的一磚一瓦時(shí),“低碳混凝土”的宏偉大廈必將拔地而起。
請(qǐng)傾聽行業(yè)大家對(duì)“低碳混凝土”的理解與思考。
吳杰:“低碳混凝土”技術(shù)的應(yīng)用需建筑業(yè)行動(dòng)起來
一、“低碳混凝土”的定義
“低碳混凝土”,應(yīng)以工程建設(shè)全生命周期是否能發(fā)揮降碳減碳作用進(jìn)行考量。所謂“低碳混凝土”技術(shù),是指在混凝土生產(chǎn)、使用過程中,能夠直接或間接地降低溫室氣體排放的相關(guān)混凝土技術(shù),具體包括減少混凝土中水泥用量的前提下追求混凝土長(zhǎng)壽命、高耐久的綠色高性能混凝土技術(shù)及尾礦、建筑垃圾等固體廢棄物再生資源在混凝土工程中的應(yīng)用技術(shù),而要減少混凝土應(yīng)用中的碳排放,降低混凝土中水泥的用量具有最直接的效果。預(yù)制混凝土制品采用工廠自動(dòng)化流水線生產(chǎn),極大提升了生產(chǎn)效率,降低了過程能耗,在功能方面也能直接或間接起到降碳、減碳作用,同時(shí)具有良好的利廢、減排功能,在產(chǎn)品本身及工程建設(shè)全生命周期中表現(xiàn)出良好的節(jié)材、節(jié)能和低碳的特點(diǎn)。
二、上海建工建材科技對(duì)“低碳混凝土”技術(shù)的研究情況
秉持“綠色環(huán)保、清潔生產(chǎn)、智能制造”三位一體的綠色發(fā)展理念,上海建工建材科技在致力于低碳特種混凝土、儲(chǔ)能混凝土、綠色建材及裝配式建筑等研發(fā)的基礎(chǔ)上,在綠色生產(chǎn)中的集成應(yīng)用方面,開發(fā)綠色建材生產(chǎn)工藝、智能化加工生產(chǎn)線及可視化生產(chǎn)管理平臺(tái),建立高效綠色加工技術(shù)體系,實(shí)現(xiàn)了混凝土和預(yù)制構(gòu)件高效、節(jié)能和清潔生產(chǎn)。
01 基于生命周期評(píng)估(LCA)的混凝土碳足跡評(píng)價(jià)方法
根據(jù)攪拌站實(shí)際生產(chǎn)的配合比,通過定義混凝土碳排放的組織運(yùn)營(yíng)邊界,確定碳排放源頭,對(duì)普通水泥混凝土與“低碳混凝土”單位體積的碳排放進(jìn)行量化并對(duì)比,同時(shí)針對(duì)混凝土生產(chǎn)的全過程,通過生命周期評(píng)估(LCA)的手段,對(duì)混凝土的單位碳排放進(jìn)行分析。
02 大摻量礦物摻合料混凝土
礦物摻合料的摻量占膠凝材料總量的50%,屬于典型的大摻量礦物摻合料混凝土。與普通混凝土相比,其干燥收縮較小,且體積穩(wěn)定性好,有利于裂縫控制。以50%摻量的混凝土為例,通過混凝土隱含碳數(shù)據(jù)計(jì)算,與普通水泥混凝土相比降碳效果十分顯著。
03 再生混凝土
使用再生骨料包括廢棄輪胎橡膠顆粒等資源節(jié)約型骨料等,可以取代50%以上的天然砂石,根據(jù)不同摻量達(dá)到不同強(qiáng)度等級(jí)的再生混凝土配制。以70%摻量的再生骨料混凝土為例,通過混凝土隱含碳數(shù)據(jù)計(jì)算,與普通混凝土相比每方降碳約2kg。雖然直觀的降碳數(shù)據(jù)不明顯,但再生骨料在上一生命周期中的隱含碳得到了合理的循環(huán)利用。
04 PC構(gòu)件低能耗熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)
針對(duì)傳統(tǒng)PC構(gòu)件生產(chǎn)能耗高、產(chǎn)品適應(yīng)性差等問題,研發(fā)了PC構(gòu)件可擴(kuò)展組合式數(shù)字化生產(chǎn)線和基于可振動(dòng)側(cè)翻固定模臺(tái)低能耗原位養(yǎng)護(hù)技術(shù),通過開發(fā)可振動(dòng)側(cè)翻熱模臺(tái)和移動(dòng)式覆膜設(shè)備,以及固定模臺(tái)定向整體同步供熱、多構(gòu)件并行養(yǎng)護(hù)技術(shù),進(jìn)行構(gòu)件覆蓋保溫保濕養(yǎng)護(hù),相較于傳統(tǒng)蒸汽養(yǎng)護(hù)窯等構(gòu)件養(yǎng)護(hù)技術(shù),具有能耗和養(yǎng)護(hù)成本低、養(yǎng)護(hù)效率高等優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)PC構(gòu)件生產(chǎn)綜合能耗降低約64%~ 68%,降低7.83kgCO2/m3碳排放量。
三、展望
“低碳混凝土”技術(shù)要想真正意義上得到廣泛應(yīng)用,貢獻(xiàn)于國(guó)家建設(shè)事業(yè),需要建筑業(yè)整個(gè)大行業(yè)的重視與行動(dòng),提升“低碳混凝土”技術(shù),降低混凝土及預(yù)制產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的能源消耗,淘汰落后產(chǎn)能,提高清潔能源的使用比例,通過設(shè)備改進(jìn)與升級(jí)降低能耗、水耗,同時(shí)提高工業(yè)固廢在混凝土中的使用比例,加強(qiáng)生產(chǎn)過程中廢棄物的循環(huán)利用,展現(xiàn)“低碳混凝土”及預(yù)制產(chǎn)品在工程建設(shè)中的應(yīng)用效應(yīng)。
我們要在國(guó)家2030碳達(dá)峰及2060碳中和“雙碳目標(biāo)”的政策引領(lǐng)下,聚焦國(guó)家《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》,通過流程降碳、工藝降碳、原料替代降碳,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程降碳;發(fā)展綠色低碳材料,推動(dòng)產(chǎn)品全生命周期減碳;探索低成本二氧化碳捕集、資源化利用、封存等主動(dòng)降碳路徑;強(qiáng)化環(huán)保、能耗、水耗等要素約束,依法依規(guī)推動(dòng)落后產(chǎn)能退出。
吳杰:上海建工建材科技集團(tuán)股份有限公司總工程師。
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