水泥作为世界上使用最广泛的建筑材料，其生产过程排放的二氧化碳占全球总排放量的约8%，这对实现碳中和目标形成了巨大挑战。传统的水泥制造需要高温煅烧石灰石，释放大量的二氧化碳，同时，新旧混凝土的循环利用也相当有限。剑桥大学科研团队于2024年发布了一项突破性技术，提出了一种全新的零碳水泥生产配方，开启了建筑材料领域的绿色革命。该技术以电弧炉为核心，通过将废旧混凝土直接投入用于钢铁回收的高温熔炉中，不仅能够净化钢铁，还能在过程中生成“再活化水泥”副产品，实现二者协同循环和零碳排放的可能。具体来说，传统钢铁回收中的汇流剂通常使用石灰以帮助去除杂质形成熔渣，该熔渣在冷却后被丢弃。剑桥大学团队创新地用回收的水泥糊代替传统石灰熔剂，经过高温熔炼，冷却快速凝固后形成与波特兰水泥性能相似的新型水泥材料。
该材料不仅结构性能优良，而且通过再利用废旧材料，大幅度降低了生产过程中的碳足迹。该技术的另一重要优势在于可借助可再生电能驱动电弧炉实现能源的零碳供应，从源头上避免了以化石燃料为主的传统高温过程的温室气体排放问题。目前，该方法已在实验室规模成功制备出几十公斤级的水泥产品，并正在进行规模达66吨的工业试验。研究人员预计，到2050年，这种基于电弧炉的“电力水泥”技术有望达到每年生产十亿吨级别的规模。剑桥大学教授朱利安·奥尔伍德强调，仅仅研制零碳水泥远远不够，社会整体还需要大幅度减少水泥和混凝土的使用量。他指出，水泥虽然廉价、坚固且可广泛制造，但现有的消耗规模远远超过实际需要。
通过优化设计和材料使用，可以无需牺牲安全性能而降低混凝土用量，从而在减少碳排放的同时提升资源利用效率。此项突破不仅为建筑行业带来了技术创新的指引，也为政策制定者敲响警钟，提醒政府关注建筑材料绿色转型的无限潜力，切勿将零碳目标局限于传统能源领域。科技创新和制度支持的结合，将推动建筑行业迈向真正的碳中和。针对该技术，剑桥团队已提交专利申请，正积极推动商业化进程。尽管在执行过程中仍面临诸多挑战，如电弧炉的能源供应稳定性、废旧混凝土中钢筋和骨料的分离处理，以及新型水泥材料的长期耐久性等，但该方案无疑为全球应对气候变化和实现绿色建筑提供了宝贵的技术路径。未来随着更多工业合作的推进，该技术有望进一步完善和普及，加速全球建筑材料产业的生态转型。
与此同时，学界和产业界亦呼吁加强对水泥等建筑材料生命周期碳排放的综合评估，结合智能设计和新型建筑结构减量理念，共同推动建筑环保革新。作为全球最重要的基础建设材料之一，水泥的绿色生产是实现碳中和目标和保护地球环境的重要步骤。剑桥大学团队的零碳水泥配方突破，不仅展现了材料科学和工业工程结合的巨大潜力，也为实现可持续发展的高品质城市建设铺设了坚实基础。未来，零碳水泥技术若能广泛应用，将显著降低全球建筑行业碳排放，促进循环经济发展，助力实现人类对绿色未来的美好愿景。
