要点:
Sublime Systems正在开发一种无化石燃料、可扩展、直接取代混凝土中传统水泥的产品。这些努力对于能源密集产业转型为净零排放至关重要。它们还可以帮助促进当地经济，创造高品质的就业机会，并减少对公众健康有害的有害排放。
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除了水之外，混凝土是地球上使用最广泛的材料。然而，传统的水泥生产方法对地球环境并不友好。水泥通常是通过研磨石灰石、黏土等原料，加上铁和粉煤灰等成分，混合后放入窑中加热至约2700华氏度制成的粉末。水泥生产过程中释放的二氧化碳约占全球总排放量的8%，是全球变暖的主要因素之一。
目前，在全球4100亿美元的水泥产业中，科学家们正在竞相研发新的生产方法，以应对全球变暖带来的危害。像总部位于马萨诸塞州的Sublime Systems等新兴公司，正在积极推动这些新方法的实施。
Sublime Systems的低碳水泥之路<br data-mce-fragment="1">水泥是混凝土的基础成分，而混凝土在全球建筑和基础设施中扮演着重要角色，因其经济实惠、坚固耐用。据麦肯锡管理顾问公司2023年的报告显示，全球每年生产的40亿吨水泥相当于5万架满载飞机的重量。根据SkyQuest Technology Consulting的数据，2021年市场价值达到3230亿美元，预计到2028年将增至4590亿美元。
在2020年，首次担任CEO的33岁化学家Leah Ellis和麻省理工学院教授Yet-Ming Jiang共同创立了Sublime Systems，这家公司致力于开发清洁水泥生产技术，旨在进一步完善并扩展他们为生产水泥开发的电化学工艺。
“我们的工艺不会排放二氧化碳。无论是来自化石燃料还是石灰石的二氧化碳排放，我们都能避免。Sublime使用化学物质替代热能，并使用其他矿物质替代石灰石。” Ellis解释说。
Sublime Systems开发了一种革命性的水泥生产新方法，彻底消除了生产过程中最高排放的步骤。 Sublime用电解过程替代了传统水泥生产中最主要的二氧化碳排放步骤：将石灰石转化为石灰。
而新技术的核心在于电解槽的使用。电池在水池内将两个电极连接，通过分解水生成氢气和氧气，同时形成酸性和堿性环境。在阳极区，含钙矿物在酸性环境下溶解，生成钙离子。这些钙离子随后会通过电解槽中的阳离子交换膜移动到阴极区。在阴极区，这些钙离子与电解水产生的氢氧离子/OH-反应，生成氢氧化钙/Ca(OH)2，也称为熟石灰，以进一步用于制备水泥。
整个过程在常温下进行，不需要粉碎原料，也不需要高温煅烧，彻底避免了传统工艺中的二氧化碳排放。实验中产生的二氧化碳、氢气和氧气都会被收集和再利用。这不仅实现了零碳排放，还大大降低了能耗。
此外，所需的材料不局限于传统水泥制备中的原材料，可以使用多种钙源材料，包括低品位石灰石和工业废料，进一步提高了资源利用效率。这种方法的灵活性意味着即使在资源有限或环境条件苛刻的地区，也可以实现低碳水泥的生产。
Sublime彻底颠覆了当前水泥生产的方式和这一行业，成为真正实现零排放而非净零的关键。但无可避免的是，与其他新技术一样，Sublime的价格更高，但对气候具有前瞻性公司似乎不太敏感，而是更愿意为其使用的水泥支付更高的价格。
早在5月，Sublime Systems对外表示将建造首座“千吨级低碳水泥厂”
Sublime Systems宣布他们首次在波士顿One Boston Wharf的室内公共空间开发中使用低碳的Sublime Cement™进行商业应用，这是海港区零碳办公大楼的重要一步。
该建筑占地707,000平方英尺，共有17层，底层设有零售店和餐厅，以及一个能容纳700人的海港表演艺术中心。此外，它还拥有63万平方英尺的办公空间，预计将于2024年完工。
Sublime Cement™混凝土的浇筑将主要发生在波士顿码头路一号的核心公共空间，称为“Paseo”。 Paseo将引导行人从Fort Point Channel地标区进入Harbour Way的一英亩新公共空间，名为“The Rocks”。这个新公园将举办公共活动并成为社区活动的中心。使用Sublime Cement™建造的区域将提供教育资料，解释脱碳水泥在全球减排中的重要性。
值得注意的是，Sublime最近从美国能源部获得了8700万美元的资助，这将支付其在该州第一座商业工厂一半的成本。其风险投资支持者包括Lower Carbon Capital、Engine Ventures、Energy Impact Partners、Prime Impact Fund、Siam Cement Group和MCJ Collective。到目前为止，Sublime已筹集了4500万美元的资金。
Ellis表示，Sublime Systems已对其产品的耐久性进行了广泛测试，并预计在规模上能够与传统的波特兰水泥竞争。一旦新工厂建成并投入运营，她预计每年将生产3万吨清洁水泥。长期来看，美国每年生产约9亿吨水泥。 “这是一项创新工艺，我们正在与几十年来已达到每年百万吨规模的技术竞争。因此，初期阶段，就像太阳能电池板和风力涡轮机一样，我们将面临成本溢价，但我们的目标是产生快速而巨大的影响。”
Sublime Systems公司的电化学水泥生产方法成功在常温下完成了钙源材料的转化，彻底摆脱了高温煅烧的束缚。这一创新不仅避免了二氧化碳的排放，还实现了能量的高效利用。这种颠覆性的技术无疑是水泥生产领域的一次革命，也标志着人类在环保方面迈出了重要的一步。
在当前环境问题日益严峻的背景下，Sublime Systems的新技术为建筑行业带来了新的希望。随着试点生产线的成功运行和逐步扩展，该公司有望在未来几年真正实现新技术的商业化，将这种低碳环保的水泥推广到全球各地，为各国实现碳中和的目标贡献力量。
