低碳水泥的未來：水泥行業的碳捕捉與利用技術研究

前言

水泥產品使用量大，生產過程中又有高碳排，自然而然是CBAM以及碳費同時匡列的主要對象。為了因應這些巨大的產業衝擊，每一家水泥廠除了藉由產業協會“強力表達”訴求，例如要求設立台版CBAM，宣稱碳費費率過於昂貴不利於低碳轉型等。另外一方面水泥公司本身自然要改善企業體質和產品，推出低碳水泥產品線，來回應產業鏈需求以及國內外的法規變化。例如台泥已經有低碳水泥產品線，亞泥也在擴大低碳水泥生產線。

但水泥這項產品本身，除了減少原物料使用、降低生產過程的能源使用量等，其實還能夠做得更多。之前的文章介紹了在混凝土中加入捕捉下來的二氧化碳的新創公司與技術，增加碳移除領域內的產品利用價值。

而這樣的產品以及效果如何，是需要嚴謹的研究證實。因此產業內的新創公司以及研究機構都持續在推行相關研究計劃，而今年其中一項研究報導顯示，將捕捉下來的二氧化碳應用於低碳混凝土路面的效果相當良好（原始報導具有業配性質，但擁有經過美國州政府單位底下的研究成果證實，是重要的佐證與可信度來源）。

混凝土沒辦法不用，但如何更永續，更有價值地使用是值得長期努力的方向。

摘要翻譯

Carbon Upcycling Technologies, Inc. 一家專注於為難以減碳產業進行去碳化及碳捕捉與利用 ( CCU ) 的企業，與明尼蘇達州交通部 ( Minnesota Department of Transportation, MnDOT ) 及國家道路研究聯盟 ( National Road Research Alliance, NRRA ) 聯合完成一項為期三年的低碳水泥應用研究。結果顯示，Carbon Upcycling 的技術可作為一種減少混凝土中高碳水泥成分的即用方案。

該研究由 Sutter 工程公司 ( Sutter Engineering LLC ) 管理、國家道路研究聯盟 ( NRRA ) 贊助，在明尼蘇達州的活躍高速公路上，對 16 種不同的混凝土配方進行了嚴格的實地測試，旨在探索在不影響強度和耐用性的前提下，降低基礎設施碳足跡的可能性。此項研究於 2024 年初完成，目標是找到可顯著減少混凝土鋪面碳排的材料，而不妥協其耐用性。 Carbon Upcycling 的二氧化碳增強混凝土配方減少了 12.5% 的水泥用量，同時具備與傳統混凝土相同的可操作性，使施工團隊在攪拌、安裝和凝固時間上無縫配合。這項發現為北美未來低碳基礎設施計劃提供了重要參考數據，證實該技術能順利融入現有施工流程，提供一種易於使用、低碳且高效的替代方案。

研究顯示， Carbon Upcycling 的混凝土配方在性能與環保效益上有明顯提升：

• 強度提升：在 28 天的養護期內比傳統對照組混凝土強度高出 28%，到 56 天則增強至 32%。
• 水泥用量降低：此碳捕捉與利用 ( CCU ) 技術減少了 12.5% 的水泥需求，從而有效降低碳排及材料成本。

「基礎設施是實現永續未來的根基，而 Carbon Upcycling 則致力於研發符合這一願景的建材，同時建立穩定的北美供應鏈，」 Carbon Upcycling 的執行長 Apoorv Sinha 表示。「我們與明尼蘇達州交通部的合作，證明了 Carbon Upcycling 能夠將捕獲的碳排轉化為本地建材，進一步強化基礎建設。我們透過著重耐用性和永續性，為一個清潔、耐久的基礎設施藍圖貢獻心力。」

Carbon Upcycling 與 BURNCO 合作，在明尼蘇達州一條高速公路上部署並測試了 140 立方公尺的 CCU 增強混凝土配方，由 Sutter 工程公司的首席工程師 Larry Sutter 監控，以評估其強度、可操作性及環境影響。

「 Carbon Upcycling 提供的混凝土配方在試驗中表現極為出色，」擔任專案技術經理的 Larry Sutter 表示。「他們的材料在所有的樣品中，實現了最高的水泥材料減量，同時展現了卓越的強度。透過嵌入 CO₂ 並減少對波特蘭水泥的依賴， Carbon Upcycling 的技術解決了混凝土行業最具挑戰性的問題之一——在全球水泥需求預計到 2050 年翻倍的背景下降低其碳足跡。這項專案的數據將在行業邁向 2030 年減碳目標的過程中，提供寶貴的參考價值。」

自 2021 年以來， Carbon Upcycling 已部署超過 3,000 公噸低碳水泥，並吸引了多家全球最大的水泥業者投資，如 Cemex、CRH 和 Titan Cement。

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