最严峻的气候挑战涉及大型全球产业，它们没有好的替代品。其中之一就是在我们的脚下产生物质具体。每年，在美国我们每个人都使用大约三分之一的一吨。快速增长的发展中国家将远不止这些。在全球范围内，我们生产超过4十亿公吨每年硅酸盐水泥 - 混凝土的主要成分，并负责其大部分的二氧化碳足迹 - 驾驶总CO2拟超过5％。

RMI对这一主题的研究表明，要想有机会大幅缩小行业足迹并实现我们的《巴黎协定》目标，就需要革命性的思维和重大的颠覆——可以说是一辆特斯拉。行业认可的传统手段是不够的。而且新水泥必须非常便宜。我们发现了三个可能有用的重要机会。

为什么水泥和混凝土是巨大的

找到一个新的、广泛适用的解决方案并不容易，因为这个世界需要这么多具体的东西。它是地球上最灵活、最便宜、最普遍使用的建筑材料。我们在全球范围内唯一使用得更多的是水。

波特兰水泥总量占混凝土重量的20%(其他主要成分是沙子、骨料和水)，在过去20年里增长了两倍多(年增长率接近6%)，其中大部分增长发生在中国。

随着中国经济放缓，印度、土耳其和印尼等国可能会成为新的增长动力，如果需要的话，美国也会成为新的增长动力。全球水泥产量增长可能会在很长一段时间内保持在2%到4%的水平。

New plants being built in developing countries are much more efficient than the oldest plants anywhere — and much better than the average in the U.S. (India’s national cement industry average CO2 emissions rate is 25 percent lower than that of the U.S.) However, the total improvements that the best companies are making — about 0.5 percent per year over the last few years — cannot come close to counterbalancing even their own growth. And not all players are really trying.

标准硅酸盐水泥不能没有释放显著的二氧化碳，这两种方式完成的进行：通过燃烧燃料来产生所需的非常高的温度窑;并且通过当石灰石被加热时发生的煅烧化学反应。在最高效的工厂，60％以上的二氧化碳的释放可能是从这个不可避免的化学反应。

虽然其他天然或废料如稻壳，石灰石，高炉矿渣和某些类型的粉煤灰可以部分取代波特兰水泥，硅酸盐水泥的非常标准化成小和具体的一套高性能的全球产品帮助它变得如此占主导地位。这种标准化为任何具体的替代品的巨大障碍。

这个行业今天在做什么

像任何一个已经存在了很长时间的行业一样，一些完善的杠杆使它更有效率，排放更少。问题是，它们是自愿的，由水泥可持续发展倡议(CSI)协调，除了略微减缓工业二氧化碳排放的增长之外，它们做得还不够。必威体育2018CSI向其成员和全球水泥行业提出以下建议:

• 工厂以及原材料和产品的betway必威娱乐运输可以变得更有效率，无论是在热和电方面，最糟糕的工厂可以被关闭。
• 植物可以燃烧有机废物或生物质来加热窑(如在巴西，它可能在与水泥生产相关的低二氧化碳排放方面领先世界)。
• 辅助胶凝材料(SCMs)，如粉煤灰，可以用来代替波特兰水泥的一些-往往是相当多的-。
• 替代低碳化学诸如镁的氧化物系水泥，使用特殊的添加剂或简单地更明智和使用特定的混合可降低波特兰的量需要达到混凝土的特定属性。

所有这些都在世界上一些水泥市场上积极进行。主要参与者已经制定了排放强度的目标，并使用了所有这些手段。然而，进展还不够快，而且可能永远都不够快。部分原因是，该行业首先关注可靠性和产品质量，这使得引入任何更改都是具有挑战性的、缓慢的和昂贵的。

必须有证据证明新方法是有效的。更重要的是，这个行业是非常资产密集型的，与它的收入和利润相比，有大量的资金投入到工厂和设备上。更换工厂成本高昂，行业现金流不足以迅速做出这些改变，同时仍能满足投资者或政府所有者的资本成本。

变化也慢，因为大多数新工厂建在发展中国家 - 通常不是个好地方，试图给需要确保一些新的或不同的实际工作现场的专业技术创新方法。最后，行业动态有时慢把每一件事情。

例如，如果从另一个国家进口更便宜的“脏”水泥而不受阻或征税，很少有公司愿意投资于更高效率和“更环保”的水泥。这种“碳泄漏”在欧洲是一个特别的问题，因为它靠近北非和中东，而这两个地区没有相关法规，而且可以通过地中海廉价运输产品。

加快水泥行业清理

业内人士介绍，通过CSI，相信答案排放是使用时的经济杠杆，而是继续放出大量，然后使用二氧化碳捕获和储存。CSI成员正在资助捕获和存储研究，但目前没有任何方法不会增加显著的成本和风险。

局外人也在努力。一些新的研究公司，如Blue Planet、Skyonic和固化公司，正在验证混凝土本身吸收二氧化碳的技术，并在预制混凝土产品等利基领域取得了一些良好进展。理想情况下，某种形式的碳捕获将具有良好的经济效益，并可被迅速采用。

但与此同时，世界需要更多的好，实际上减少排放显著经济上可行的选择。我们相信，这些可以来自三个方向。

1.提高最终使用效率

要降低混凝土的二氧化碳排放量，关键是水泥。波特兰水泥可以被更有效地利用，既可以通过开发更少使用水泥的混凝土配方，也可以通过设计更少使用钢铁和混凝土的建筑物。混凝土并不总是需要富含波特兰水泥。

混凝土配方由于当地砂石的特点是在本地驱动。另外，耐久性测试并不总是可靠的，从而制造商使用更波特兰为“保险”。很少有材料科学家在具体工作中，和那些谁也经常被业界资助，因此可能无法研究的方法来显著减少使用硅酸盐水泥。

然而，协调一致的努力，既更好地理解混凝土和发明工具，基于食谱可以识别和标准化的方式来降低硅酸盐水泥使用量准确地预测混凝土性能。研究如何改变建筑物和基础设施的结构设计使用更少的混凝土也能提高效率。这两种方法都可以有显著的影响，在可行驶速度非常快的方式 - 通过信息。

2.扩展SCMS的使用

补充胶凝材料是工业减少二氧化碳足迹的一种极好的方式，而开发更天然或最低程度加工的材料将是一个巨大的飞跃。如今，市场上根本没有足够的辅助性胶凝材料愿意使用它们，有时它们的售价甚至比波特兰水泥还高。但是新型的标准物质管理系统确实即将出现。

即使是处理过的硅(砂)或火山岩，也可以作为高效水泥的技术已经存在。

不幸的是，这些技术，不涉及加热到高温或释放CO2，似乎被“困”在今天，很少或从没有一个行业有帮助的参与。迅速扩大，他们显著可能会破坏现有的波特兰水泥的球员，所以很让人最能测试，并利用他们，而不是选择躲避他们，特别是在高价格的波特兰水泥市场或进口仅市场，如非洲部分地区。

一个典型的技术——机械活化——已经被测试和开发了20多年，却没有得到行业的有效参与。但是，随着减少碳污染的努力不断加强，这些技术可能很快就会问世。

3.与其他工艺共制水泥

理想情况下，水泥制造可以与其他过程(如电力甚至钢铁)分享热量。在一个低碳的世界里，我们将不得不在把任何东西加热到高温的问题上精打细算。在一些国家，制造水泥已经与焚烧某些有害物质相结合，而且这一趋势可能会继续下去。

难道这真的想法进行扩展？从理论上说，是的。可能是最令人兴奋的想法涉及高贝利特波特兰水泥(PDF)在中国，它已经在三峡大坝和其他大规模、高强度的应用中进行了测试，在肯塔基大学(University of Kentucky)和麻省理工学院(MIT)也进行了测试。用这些水泥制成的混凝土特别适合炎热、潮湿的气候和缺水的情况，因为它的固化方式。

潜在地可以从制成的水泥燃煤流化床废料，褐煤植物废物和其他工业废物流。许多希望的方式来把两种产品放在一起(PDF)会发展起来的。这种合作生产可以在能源使用和二氧化碳排放方面带来显著的净效益。

其中一些想法目前可能有些牵强。但快速行动的需要是非常具体的。由于各国政府购买了全球约一半的混凝土，根据《巴黎气候协定》，这种需求非常明显——或者说应该如此。公共部门和其他客户应该要求该行业更快地尝试新技术，并愿意提供支持。

有针对性的研究努力——以及更丰富的测量和信息技术应用——可能会使这个相对落后的行业从一个明显的气候落后者变成一个强大的气候领导者。