水泥是现代社会的主要建筑材料。全世界每年生产300亿吨混凝土，导致约23亿吨二氧化碳排放(占全球排放量的6%-8%)。然而，面对全球气候变化的压力，水泥行业面临着减少二氧化碳排放的转型挑战。主要的挑战是熟料的生产，熟料是水泥配方的主要成分。熟料生产中约60%的二氧化碳排放来自将石灰石转化为氧化钙的煅烧反应，其余的排放来自燃料(主要是煤)的燃烧和工艺操作。因此由于减少熟料生产排放的固有挑战，难以减少排放，可能需要通过替代能源和使用CCS技术（Carbon Capture and Storage）来补偿未来的净零排放。那么，如何评估不同脱碳方案其减缓气候变化的潜力、可行性和环境影响呢？

来自挪威科技大学的Francesco Cherubini和Otavio Cavalett挪威科技工业研究所Simon Roussanaly和Mari Voldsund在国际顶级期刊Nature Sustainability上发表的一篇论文中，通过集成综合评估模型(IAM)的情景数据和全生命周期评价（LCA）的过程评估了欧洲水泥行业在当前和未来条件下的15种脱碳方案，分析了缓解措施相权衡的其他环境方面的风险，并概述了每种选择的技术经济挑战，以及对技术成熟度和成本进行了评价。

研究结果表明：1）通过全生命周期评价法测度，如今欧洲水泥厂的生命周期排放量约为1.24亿吨二氧化碳年，约占欧洲年总排放量的5%(或工业部门排放量的15%)；并且欧洲目前的熟料生产对生命周期气候的影响因国家而异，主要是因为技术、替代燃料的比例和电力混合的差异；2）在欧洲，将化石燃料转换为可再生燃料供热有30%的减排潜力，熟料生产现代化或将熟料与水泥的比例降低到20%左右。更大的减排需要大规模实施CCS技术，才能使当前气候目标的实现成为可能。3）对缓解气候变化贡献的大小与熟料产量成正比，因此德国、意大利、波兰、西班牙和法国等国家是实现预期的减轻环境影响的关键行动者。荷兰、拉脱维亚和许多其他东欧国家的潜在权衡风险较低，主要是因为它们的技术和电力结构有改进的空间，因此可以从效率的提高或其他措施中获益最多。

该研究具有很强的现实意义，一方面，其根据不同欧洲国家目前的水泥工业和当地可替代燃料资源的可用性，设计针对不同欧洲国家的具体行动计划提供了见解，并提供了各种脱碳战略如何共同减缓气候变化和减轻其他环境影响的信息；另一个方面，水泥行业是我国国民经济的重要基础产业，我国生产全球近六成水泥，其水泥行业碳排放量是全球水泥产业碳排放总量的一半。根据该研究的设计，可以评估未来我国在水泥行业布置各项行动计划的经济性以及技术价值。

（供稿人：杨敦）

Cavalett, O., Watanabe, M. D., Voldsund, M., Roussanaly, S., & Cherubini, F. (2024). Paving the way for sustainable decarbonization of the European cement industry. Nature Sustainability, 1-13.