研究人员发现,水泥,历史上被认为是主要的碳排放者之一,实际上具有意想不到的一面。
根据麻省理工学院 (MIT)的一项研究,美国和墨西哥的城市基础设施每年吸收数百万吨二氧化碳。
发表在《美国国家科学院院刊》上的分析显示,水泥可以通过自然的碳化过程实现这一点。
因此,这一发现挑战了关于这种建筑中无处不在的材料的传统叙述。
首次全国范围内的二氧化碳捕获测量
MIT团队由Hessam AzariJafari和Randolph Kirchain领导,进行了首次全国范围内水泥碳化过程中的碳捕获测量。
传统的全球库存提供的估计非常简化,并且与经验现实相去甚远。
开发的模型整合了水泥生产数据库、数百种城市建筑原型,还包括基础设施生命周期的信息。

结果显示出有力的数据:在美国,建筑物和道路的水泥每年吸收的二氧化碳超过650万吨。
这一数字相当于该国这种材料制造产生的排放量的13%。
在墨西哥,每年吸收的量达到500万吨,接近全国水泥行业排放的25%。
揭示水泥这种秘密能力的研究是如何进行的
为了实现严格的估计,MIT团队完善了现有的方法。此外,他们抛弃了通常高估或低估真实捕获能力的通用因素。
模型考虑了:
- 多样的水泥产品(从混凝土到砂浆和块材);
- 街道和住宅的几何形状,以及;
- 每种结构的环境暴露类型。
AzariJafari解释说,“碳捕获取决于迄今为止未被充分考虑的变量”。
他补充说,不仅要考虑“水泥的类型,还要考虑设计、气候、位置和辅助材料如砂浆”。
研究人员指出,在同一城市中,两个建筑物的二氧化碳吸收率可能因这些细节而相差五倍。
墨西哥与美国:不同的建筑实践
两国之间的比较分析提供了一个揭示性的解释。墨西哥使用的水泥约为美国的一半,但捕获的碳量却达到其北方邻国的四分之三。
主要原因在于较高比例的砂浆(更松散和多孔)以及现场混合水泥的传统。这些特性加速了化学捕获反应。
MIT警告说,不加区分地促进碳化可能会产生副作用。
结构暴露在空气中会增加钢筋混凝土中钢筋腐蚀的风险。

需要设计和维护策略,以最大化碳吸收而不缩短基础设施的使用寿命。
Randolph Kirchain,研究的负责人之一,详细介绍了增强捕获的策略:
- 增加暴露在空气中的表面
- 选择较不密集的混合物
- 选择华夫饼型结构设计
- 避免大量使用油漆和涂层
然而,每个决定都必须权衡对材料耐久性的潜在影响。
水泥这种“能力”对环境政策的意义
MIT的工作对该行业和监管机构发出了一个重要警告。
许多国家和国际库存在应用与当地经验现实脱节的通用因素时,过高估计了碳捕获。
AzariJafari强调“需要更新环境报告系统,以反映多样的背景和技术”。
这一方法可以在全球范围内复制,结合建筑物数据库与国家统计和先进建模。
水泥,迄今为止仅被视为主要排放者,成为全球脱碳路线图中的战略工具。
MIT研究的结论代表了关于水泥及其与碳关系的叙述的转变。
优化建筑设计、完善报告方法和理解城市层面的捕获潜力成为该行业的核心优先事项。



