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本文選自《商品混凝土》雜志2024年第4期

特別策劃：混凝土企業的碳足跡核查

黃天勇

國際能源署（IEA）報告顯示，全球二氧化碳排放量逐年增加，2023年約排放37.4 Gt，其中建筑行業排放占比8.1%。我國碳排放約占全球總量的31%，其中建材行業碳排放約占全國總碳排放的13%。

混凝土是當今世界使用最廣泛的建筑材料，在國家重大工程建設中發揮重要作用，是國民經濟的重要基礎原材料和重要支柱產業。在主要的建筑材料中，1kg混凝土的CO排放量與能耗最低（見圖1），然而2023年我國預拌混凝土產量達26.9億立方米，因此由于混凝土用量大導致的混凝土碳排放不可忽視。為此，混凝土企業需要從知定義、明邊界、清路徑三個方面做好準備。

1 混凝土碳足跡

國外三部較權威的規范／標準用于評價產品的碳足跡：英國的PAS 2050《商品和服務在生命周期內的溫室氣體排放評價規范及使用指南》、世界資源研究所／可持續發展商業委員會（WRI/WBCSD）的溫室氣體核算協議和ISO14067標準。

碳足跡是指由個人、組織、事件或產品直接和間接造成的溫室氣體（GHG）排放總量，以二氧化碳當量（COe）表示。

產品碳足跡（Product Carbon Footprint, PCF）是指衡量某個產品在其生命周期各階段的溫室氣體排放量總和，即從原材料開采、產品生產（或服務提供）、分銷、使用到最終處置/再生利用等多個階段的各種溫室氣體排放的累加。產品碳足跡的計算結果為產品生命周期各種溫室氣體排放量的加權之和，用二氧化碳當量（COe）表示，單位為kgCOe或者gCOe。

從碳足跡及產品碳足跡的定義來看，產品碳足跡是考慮其整個生命周期過程中的碳足跡。為了考察混凝土在其整個生命周期過程中的碳足跡，可以考慮采取以下三種方式：

（1）“搖籃到搖籃”：混凝土原材料→混凝土生產→混凝土運輸→混凝土澆筑→建筑物使用→建筑物拆除→混凝土回收/加工→混凝土原料。

（2）“搖籃到墳墓”：混凝土原材料→混凝土生產→混凝土運輸→混凝土澆筑→建筑物使用→建筑物拆除。

（3）“搖籃到大門”：混凝土原材料→混凝土生產→混凝土運輸→混凝土澆筑。

目前我國頒布了T/CBMF 33—2018《產品生命周期評價技術規范 預拌混凝土與砂漿》和T/CBMF 27—2018《預拌混凝土 低碳產品評價方法及要求》，相關標準規定的混凝土碳足跡包括的是混凝土原材料、混凝土制備及混凝土運輸。圖2為單方C30混凝土碳足跡。由圖2可以看出，混凝土碳排放中，原材料占比為90%，特別是水泥的碳排放占比為80%，能源、生產、運輸階段碳排放占比較低。

2 混凝土碳足跡系統邊界

混凝土產品碳足跡系統邊界見圖3。系統邊界包含的單元過程：（1）原材料獲取：混凝土生產過程中消耗主要原材料開采及生產過程；（2）能源獲取：所有原煤、原油、建立、汽油、燃料油等能源的開采及生產過程；（3）利廢原料獲取：混凝土生產過程中消耗主要利廢原料的生產過程；（4）原料運輸：主要原材料、能源及利廢原料的運輸過程；（5）混凝土生產：混凝土產品生產所涵蓋的全部工序；（6）混凝土運輸：混凝土的運輸過程；（7）混凝土澆筑：混凝土泵送過程；（8）建筑物使用：混凝土使用及維護過程；（9）生命末期：產品拆除、回收、循環及最終處置過程。

3 混凝土企業低碳化路徑

目前對于低碳混凝土還沒有統一的定義。歐洲學者將低碳混凝土定義為具有與對照混凝土同等的性能、耐久性和用途，且CO排放較低的混凝土。美國自然資源保護委員會將低碳混凝土定義為相對于傳統的規范做法，采取一項或多項措施，減少混凝土全生命周期溫室氣體排放的方法。我國對于低碳混凝土的定義為滿足低碳排放指標要求的混凝土材料、產品和工程的總稱，低碳核心是減少CO排放量。

根據低碳混凝土的定義及混凝土產品碳足跡評價，混凝土低碳化路徑主要有以下幾個方面：

3.1 原材料低碳化路徑

（1）采用新型低碳膠凝材料/水泥

根據不同應用場景需求選擇低熟料因子水泥、低碳水泥、新型低碳膠凝材料。其中低熟料因子水泥是用高爐礦渣、粉煤灰、火山灰材料、石灰石等混合材替代部分熟料的水泥；低碳水泥包括高貝利特水泥、硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥；新型低碳膠凝材料包括煅燒粘土—石灰石復合水泥（LC3）、堿激發膠凝材料、碳化膠凝材料、磷酸鎂水泥等。

同時應優先選擇采用原燃料替代、對現有窯設備進行效率升級、生產過程智能化、碳捕集利用（CCUS）技術等生產過程降碳的水泥。

（2）提升固體廢棄物的替代率

采用礦渣粉、粉煤灰、天然火山灰、硅灰、石灰石粉、偏高嶺土、煅燒粘土等固體廢棄物基微粉作為摻合料來替代部分水泥，提高摻合料用量。采用機制砂、尾礦、廢石、建筑垃圾、煤矸石等固體廢棄物替代天然砂石骨料。

（3）開發高性能多功能外加劑

針對混凝土功能需求，開發專用的高性能減水劑、增強劑、水分蒸發抑制劑、水化熱調控劑、膨脹劑、減縮劑、阻銹劑、防腐劑等，進一步提升混凝土性能及使用壽命。

3.2 混凝土生產低碳化路徑

（1）混凝土配合比優化

生產過程中要注重混凝土配合比的優化，主要包括在滿足工作性能和施工性能的前提下，選擇級配和粒形較優的骨料，實現緊密堆積；增大礦物摻合料種類和摻量、選用多組分膠凝體系。

（2）開發多品種混凝土產品

依據應用場景需求開發高抗裂混凝土、自愈合混凝土、超高性能混凝土、纖維增強混凝土等，滿足超大體積、超深地下空間、超深水下工程、極端環境等工程需求，實現混凝土結構超長服役。

（3）混凝土生產智能化

選用生產運行全流程智慧化工廠管理系統，包括ERP系統、MES系統、能源管理系統、智慧物流系統、在線質量分析與控制技術、智能巡檢和設備管理系統、工藝過程優化系統等。

3.3 混凝土運輸低碳化路徑

（1）原料運輸公轉鐵

以鐵路替代公路運輸，優化運輸路線、運輸方式或采用中轉站。

（2）油車換電車/新能源電車

采用新能源替換傳統燃油罐車，規劃運輸路線。

3.4 混凝土施工低碳化路徑

合理設計布置泵送管路，縮短距離、減少阻力；采用混動或純電泵車代替燃油泵車；運用BIM設計、VR、施工模擬等技術。

參考文獻

[1]廉慧珍，師海霞．混凝土是不是高能耗和高碳排放產業？[J]．混凝土世界，2022,(03): 26-31．

供稿人：黃天勇

編輯員：李海亮

審核人：孫繼成，寧夏

【標準規范】

《建筑固廢再生砂粉應用技術規范》行標

《建筑物綠色拆除與建筑垃圾綜合利用技術規程》CECS

《預拌混凝土使用說明書》團標

《砂漿和混凝土用石屑》團標

《預拌混凝土產品質量追溯規范》團標

【會議培訓】

2025全國混凝土行業創新發展與廢棄物資源再生技術交流大會

第十屆全國建筑固廢和余泥渣土處理及資源化利用大會暨中國砂石協會建筑固廢利用分會年會

2025第二十一屆全國商品混凝土可持續發展論壇暨2025中國商品混凝土年會

預拌（商品）混凝土應用技術和工藝技能線上培訓

混凝土（砂漿）試驗檢測方法實操教學線上培訓

【咨詢服務】

科技成果評價

預拌混凝土質量追溯研究

高速公路及橋涵高性能混凝土技術咨詢

課題研究

研發中心建設

產品檢測

綠色建材產品認證

[綠滿庭院]《HJ建筑圍護結構自保溫技術體系》推廣等

【建材“雙碳”業務】

低碳膠凝材料研發與制備

復合摻合料和再生復合摻合料研發與制備

建筑垃圾處置與資源化利用

建筑垃圾再生砂粉應用技術

建筑垃圾再生輕粗骨料技術

碳化再生骨料制備技術

【期刊著作】

《新技術在混凝土中的應用》圖書

《常見預拌混凝土質量事故分析百例》圖書

《預拌混凝土企業標準化試驗室建設指南》圖書

混凝土技術發展中心（以下簡稱“中心”）隸屬建筑材料工業技術情報研究所，主要職能是跟蹤分析和研究國內外混凝土行業科技前沿動態，為全國混凝土行業開展技術服務工作，包括出版技術期刊、研究制定標準、開展技術咨詢、舉辦技術會議、承擔行業培訓、從事認證評價和開發研究等，中心是建材情報所主要業務部門之一。中心擁有員工10人，其中博士3人，正高職稱3人，副高職稱4人。中心掛靠的行業協會分支機構包括中國散裝水泥推廣發展協會混凝土專業委員會、中國散裝水泥推廣發展協會預制建筑產業專業委員會、中國砂石協會建筑固廢利用分會、建筑材料工業技術情報研究所雙碳研究中心。依托中心成立的平臺有預拌混凝土質量追溯公共服務平臺、混凝土行業數字化服務平臺、中國商品混凝土行業企業專家委員會（擁有200余名行業一線專家）、北京砼享未來工程技術研究院（會員制技術和管理服務）。

中心每年參與多個混凝土技術咨詢和技術服務項目，包括雄安新區混凝土項目咨詢、河北省多個高速公路高性能混凝土技術咨詢、固廢基膠凝材料和再生復合摻合料研發和制備技術，以及數十個混凝土企業的技術服務工作。開展預拌混凝土綠色產品認證和科技成果評價工作。

咨詢電話：孫繼成 焦素芳 李海亮 13520073698 13521286915

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